Кіріспе
Математикада алгебралық кеңістіктер – Майкл Артин деформация теориясында қолдану үшін енгізген алгебралық геометрия схемаларының жалпылама түрі болып табылады. Түсінік бойынша, схемалар Зариски топологиясын қолдана отырып, аффиндік схемаларды біріктіру арқылы беріледі, ал алгебралық кеңістіктер – одан да жіңішке эталь топологиясын қолдана отырып, аффиндік схемаларды біріктіру арқылы беріледі. Басқаша айтқанда, схемаларды Зариски топологиясында аффиндік схемаларға жергілікті изоморфты деп қарастыруға болады, ал алгебралық кеңістіктер эталь топологиясында аффиндік схемаларға жергілікті изоморфты болады. Алгебралық кеңістіктердің нәтижесіндегі категориясы схемалардың категориясын кеңейтеді және модульдік кеңістіктерді құруда қолданылатын, бірақ схемалардың кішігірім категориясында әрқашан мүмкін болмайтын бірнеше табиғи құрылымдарды жүзеге асыруға мүмкіндік береді, мысалы, шекті топтың еркін әрекетінің бөлімін табу (Кель-Мори теоремасына қараңыз).
schemes are given by gluing together affine schemes using the Zariski topology, while algebraic spaces are given by gluing together affine schemes using the finer étale topology. Alternatively one can think of schemes as being locally isomorphic to affine schemes in the Zariski topology, while algebraic spaces are locally isomorphic to affine schemes in the étale topology. The resulting category of algebraic spaces extends the category of schemes and allows one to carry out several natural constructions that are used in the construction of moduli spaces but are not always possible in the smaller category of schemes, such as taking the quotient of a free action by a finite group (cf. the Keel–Mori theorem).
Анықтама
Алгебралық кеңістіктерді анықтаудың екі кең таралған тәсілі бар: оларды эталь теңдестік қатынастары бойынша схемалардың бөлінділері ретінде немесе үлкен этальдік сайттағы схемаларға жергілікті изоморфты болатын қаптамалар ретінде анықтауға болады. Бұл екі анықтама мәні жағынан шамалы айырмашылықтардан басқа, бірдей болып табылады.
Алгебралық кеңістік пен схемалар
Алгебралық кеңістіктер схемаларға ұқсас, және схемалар теориясының көп бөлігі алгебралық кеңістіктерге де қатысты. Мысалы, схемалардың морфизмдерінің көптеген қасиеттері алгебралық кеңістіктерге де қолданылады, квазикогерентті шоштардың когомологиясын анықтауға болады, бұл дұрыс морфизмдер үшін қалыпты шектілік қасиеттеріне ие, және т.б. Бір өлшемді өріс үстіндегі дұрыс алгебралық кеңістіктер (қисықтар) схемалар болып табылады. Екінші өлшемді, еңсерілмеген дұрыс алгебралық кеңістіктер өрісте (жазық беттер) схемалар болып табылады. Алгебралық кеңістіктер санатындағы квази-бөлінген топтық объектілер схемалар болып табылады, бірақ схема емес квази-бөлінген топтық объектілер де бар. Кез келген схемадағы алгебралық кеңістіктер санатындағы коммутативті топтық объектілер, егер олар дұрыс, жергілікті шекті ұсынылымды, жазық және 0-шы өлшемде когомологиялық жазық болса, схемалар болып табылады. Кез келген еңсерілмеген алгебралық бет схема болып табылмайды. Хиронаканың мысалын схема емес, 3 өлшемді еңсерілмеген дұрыс алгебралық кеңістік беру үшін қолдануға болады, ол 2 реттік топтың схеманы еркін әрекет етуі арқылы алынған бөлігімен берілген. Бұл схемалар мен алгебралық кеңістіктер арасындағы бір айырмашылықты көрсетеді: алгебралық кеңістіктің дискретті топтың еркін әрекет етуі арқылы алынған бөлігі алгебралық кеңістік болып табылады, бірақ дискретті топтың схеманы еркін әрекет етуі арқылы алынған бөлігі схема болуы міндетті емес (топ шекті болса да). Кез келген квази-бөлінген алгебралық кеңістік тығыз ашық аффинді кіші схеманы қамтиды, ал мұндай кіші схеманың толықтыруы әрқашан кодименсиясы ≥ 1 болады. Осылайша алгебралық кеңістіктер белгілі бір мағынада аффиндік схемаларға "жақын". Кешенді сандардың торға бөлінуі алгебралық кеңістік болып табылады, бірақ эллиптік қисық емес, тіпті сәйкес аналитикалық кеңістік эллиптік қисық болса да (немесе нақтырақ айтқанда, кешенді алгебралық кеңістіктерден аналитикалық кеңістіктерге функтор астындағы эллиптік қисықтың бейнесі). Шындығында, бұл алгебралық кеңістіктің бөлігі схема емес, толық емес және тіпті квази-бөлінген де емес. Бұл алгебралық кеңістіктің шексіз дискретті топпен бөлінуі алгебралық кеңістік болғанымен, оның ерекше қасиеттері болуы мүмкін және ол "күтілген" алгебралық кеңістік болмауы мүмкін екенін көрсетеді. Осыған ұқсас мысалдар кешенді аффинді түзудің бүтін сандарға бөлінуімен немесе кейбір санның дәрежелеріне бөлінген кешенді аффинді түзумен беріледі: қайтадан сәйкес аналитикалық кеңістік әртүрлілік болып табылады, бірақ алгебралық кеңістік емес.
Алгебралық кеңістіктер мен аналитикалық кеңістіктер
Комплекс сандар үстіндегі алгебралық кеңістіктер аналитикалық кеңістіктермен және Мойшезон көптүрліліктерімен тығыз байланысты. Шамамен айтқанда, күрделі алгебралық кеңістіктер мен аналитикалық кеңістіктердің арасындағы айырмашылық мынада: күрделі алгебралық кеңістіктер эталь топологиясын қолданып аффинді бөліктерді біріктіру арқылы құралады, ал аналитикалық кеңістіктер классикалық топологиямен біріктіру арқылы құралады. Атап айтқанда, шекті типтегі күрделі алгебралық кеңістіктерден аналитикалық кеңістіктерге дейінгі функтор бар. Хопф көптүрліліктері тиісті алгебралық кеңістіктен туындамайтын аналитикалық беттердің мысалдарын ұсынады (бірақ аналитикалық кеңістігі Хопф беті болатын дұрыс емес және бөлінбеген алгебралық кеңістіктерді құруға болады). Әртүрлі алгебралық кеңістіктер бірдей аналитикалық кеңістікке сәйкес келуі мүмкін: мысалы, эллиптік қисық сызық және сәйкес торға байланысты C-нің бөліндісі алгебралық кеңістік ретінде изоморфты емес, бірақ сәйкес аналитикалық кеңістіктер изоморфты. Артин комплекс сандар үстіндегі дұрыс алгебралық кеңістіктер Мойшезон кеңістіктерімен шамамен бірдей екенін көрсетті.
Жалпылау
Алгебралық кеңістіктердің кең ауқымды жалпыламасы алгебралық стектермен беріледі. Стектер санатында алгебралық кеңістіктер санатынан гөрі топтық әрекеттер арқылы одан да көп бөлінділер құруға болады (мұндай бөлінді бөлінді стек деп аталады).