Введение
Математическая структура
В математике здание (также здание Титса, названное в честь Жака Титса) — это комбинаторная и геометрическая структура, которая одновременно обобщает определенные аспекты флаговых многообразий, конечных проективных плоскостей и римановых симметричных пространств. Здания были первоначально введены Жаком Титсом как средство для понимания структуры изотропных редуктивных линейных алгебраических групп над произвольными полями. Более специализированная теория зданий Бруа–Титса (также названная в честь Франсуа Бруа) играет роль в изучении p-адических групп Ли, аналогичную роли теории симметричных пространств в теории групп Ли.
In mathematics, a building (also Tits building, named after Jacques Tits) is a combinatorial and geometric structure which simultaneously generalizes certain aspects of flag manifolds, finite projective planes, and Riemannian symmetric spaces. Buildings were initially introduced by Jacques Tits as a means to understand the structure of isotropic reductive linear algebraic groups over arbitrary fields. The more specialized theory of Bruhat–Tits buildings (named also after François Bruhat) plays a role in the study of p adic Lie groups analogous to that of the theory of symmetric spaces in the theory of Lie groups.
Обзор
Понятие строения было изобретено Жаком Титсом как средство описания простых алгебраических групп над произвольным полем. Титс показал, как к каждой такой группе G можно сопоставить симплициальный комплекс с действием G, называемый сферическим строением G. Группа G накладывает очень строгие условия комбинаторной регулярности на комплексы Δ, которые могут быть получены таким образом. Рассматривая эти условия как аксиомы для класса симплициальных комплексов, Титс пришел к своему первому определению строения. Частью данных, определяющих строение Δ, является группа Коксетера W, которая определяет высокосимметричный симплициальный комплекс, называемый комплексом Коксетера. Строение Δ склеивается из множества копий Σ, называемых его квартирами, определенным образом. Когда W — конечная группа Коксетера, комплекс Коксетера является топологической сферой, и соответствующие строения называют сферического типа. Когда W — аффинная группа Вейля, комплекс Коксетера является триангуляцией аффинной плоскости, и говорят об аффинных, или евклидовых, строениях. Аффинное строение типа Ã1 эквивалентно бесконечному дереву без терминальных вершин. Хотя теория полупростых алгебраических групп послужила первоначальным стимулом для понятия строения, не все строения возникают из группы. В частности, проективные плоскости и обобщенные четырехугольники образуют два класса графов, изучаемых в инцидентной геометрии, которые удовлетворяют аксиомам строения, но могут не быть связаны с какой-либо группой. Это явление оказывается связано с низким рангом соответствующей системы Коксетера (а именно, два). Титс доказал замечательную теорему: все сферические строения ранга не менее трех связаны с группой; более того, если строение ранга не менее двух связано с группой, то группа по существу определяется строением. Ивахори–Мацумото, Борель–Титс и Брухат–Титс показали, что по аналогии с построением Титса сферических строений, аффинные строения также могут быть построены из определенных групп, а именно, редуктивных алгебраических групп над локальным неархимедовым полем. Более того, если ранг расщепления группы не менее трех, то она по существу определяется своим строением. Позднее Титс переработал фундаментальные аспекты теории строений, используя понятие системы камер, кодируя строение исключительно с точки зрения свойств смежности симплексов максимальной размерности; это приводит к упрощениям как в сферическом, так и в аффинном случаях. Он доказал, что по аналогии со сферическим случаем, каждое строение аффинного типа и ранга не менее четырех возникает из группы.
Iwahori–Matsumoto, Borel–Tits and Bruhat–Tits demonstrated that in analogy with Tits' construction of spherical buildings, affine buildings can also be constructed from certain groups, namely, reductive algebraic groups over a local non Archimedean field. Furthermore, if the split rank of the group is at least three, it is essentially determined by its building. Tits later reworked the foundational aspects of the theory of buildings using the notion of a chamber system, encoding the building solely in terms of adjacency properties of simplices of maximal dimension; this leads to simplifications in both spherical and affine cases. He proved that, in analogy with the spherical case, every building of affine type and rank at least four arises from a group.
Автоморфизмы
Титс доказал, что любой сохраняющий метки автоморфизм аффинного здания порождается элементом SLn(Q'p). Поскольку автоморфизмы здания переставляют метки, существует естественный гомоморфизм Aut X → Sn. Действие GLn(Q'p) порождает n-цикл τ. Другие автоморфизмы здания возникают из внешних автоморфизмов SLn(Q'p), связанных с автоморфизмами диаграммы Динкина. Рассматривая стандартную симметричную билинейную форму с ортонормальным базисом vi, отображение, переводящее решетку в ее двойственную решетку, дает автоморфизм, квадрат которого является тождественным, порождая перестановку σ, которая отображает каждую метку в ее отрицательное значение по модулю n. Образ вышеуказанного гомоморфизма порождается σ и τ и изоморфен диэдрической группе Dn порядка 2n; при n=3 он дает всю группу S3. Если E – конечное расширение Галуа поля Q'p, и здание построено из SLn(E) вместо SLn(Q'p), то группа Галуа Gal(E/Q'p) также действует на здание посредством автоморфизмов.
Aut X → Sn. The action of GLn('Q'p) gives rise to an n cycle τ. Other automorphisms of the building arise from outer automorphisms of SLn('Q'p) associated with automorphisms of the Dynkin diagram. Taking the standard symmetric bilinear form with orthonormal basis vi, the map sending a lattice to its dual lattice gives an automorphism whose square is the identity, giving the permutation σ that sends each label to its negative modulo n. The image of the above homomorphism is generated by σ and τ and is isomorphic to the dihedral group Dn of order 2n; when , it gives the whole of S3. If E is a finite Galois extension of 'Q'p and the building is constructed from SLn(E) instead of SLn('Q'p), the Galois group Gal(E / 'Q'p) will also act by automorphisms on the building.
Деревья с комплексной размножением
Когда L является архимедовым локальным полем, то на строение для группы SL2(L) можно наложить дополнительную структуру строения с комплексным умножением. Впервые они были введены Мартином Л. Брауном. Эти строения возникают, когда квадратичное расширение L действует на векторное пространство L². Эти строения с комплексным умножением можно расширить на любое глобальное поле. Они описывают действие операторов Хекке на точки Хигнера на классической модулярной кривой X0(N), а также на кривой Дринфельда. Эти строения с комплексным умножением полностью классифицированы для случая SL2(L) в…
Классификация
Титс доказал, что все нередуцируемые сферические строения (т. е. с конечной группой Вейля) ранга больше 2 связаны с простыми алгебраическими или классическими группами. Аналогичный результат справедлив для нередуцируемых аффинных зданий размерности больше 2 (их строения "на бесконечности" сферические ранга больше двух). Для меньшего ранга или размерности такой классификации не существует. Действительно, любая структура инцидентности порождает сферическое строение ранга 2 (см.); и Баллман и Брин доказали, что любой двухмерный симплициальный комплекс, в котором связности вершин изоморфны флаг-комплексу конечной проективной плоскости, имеет структуру строения, не обязательно классического. Многие двухмерные аффинные строения были построены с использованием гиперболических групп отражений или других, более экзотических конструкций, связанных с орбифолдами. Титс также доказал, что всякий раз, когда строение описывается парой (B, N) в группе, то почти во всех случаях автоморфизмы строения соответствуют автоморфизмам группы (см.).
Приложения
Теория зданий имеет важные применения в нескольких весьма различных областях. Помимо уже упомянутых связей со структурой редуктивных алгебраических групп над общими и локальными полями, здания используются для изучения их представлений. Результаты Тица об определении группы по её зданию имеют глубокую связь с теоремами жёсткости Джорджа Мостова и Григория Маргулиса, а также с арифметичностью Маргулиса. Специальные типы зданий изучаются в дискретной математике, и идея геометрического подхода к характеризации простых групп оказалась весьма плодотворной в классификации конечных простых групп. Теория зданий типа, более общего, чем сферический или аффинный, всё ещё относительно неразвита, но эти обобщённые здания уже нашли применение при построении групп Каца — Муди в алгебре, а также для не-положительно искривлённых многообразий и гиперболических групп в топологии и геометрической теории групп.