29.完备范畴

定义一个完备范畴,使得所有指向他的函子都容许一个限制。不走运的是,这不能产生一个相关的概念,由于集合论的原因。例如,设D是一个离散范畴,F是这个离散范畴到集合范畴的函子,F的限制就应该是所有集合FD的的笛卡尔积,一般而言是不存在的,假如暗示了范畴D的对象全体并不是一个集合。

更准确的:

考虑范畴C,使得对任意范畴D,和任意的函子F:D--C,F的限制存在。这种情况下,C仅仅是一个预序类。同样的结论成立,当每个出现的范畴被替换为小范畴,或者有限范畴。

使用万有集公理体系,于是C的对象构成了某些万有集的集合。我们必须证明对于任意的两个对象,箭头集最多只含一个元素。

假设不成立,考虑选定对象间的两个不同的态射。由假设,幂对象,包含某一对象的全体箭头集基数个副本的笛卡尔积,存在。仅使用前面的两个不同态射,就可以构造出2^{\#\mathcal C}个不同的锥(C_1\to C_2)_{\#\mathcal C},因此,有这么多个不同的分解,然而,这么多的分解也不过是全体箭头集的一个子集,所以必须有2^{\#\mathcal C}\leq \#\mathcal C,显然是与康托基数定理相矛盾。

范畴C是完备的,当小范畴到C的任意函子,有一个限制

范畴C是有限完备的,当有限范畴到C的任意函子,有一个限制

对偶的,我们得到了余完备范畴的概念。

当一个大范畴到C的函子的限制存在,有时称为大限制。比如,所有集合的积存在,就是空集。


就到这了,完备范畴,为了保证函子限制的存在而定义的结构。类似的结构不在少数,主要是为了方便而快速描述的出所研究的对象,及其符合的性质。像是向量空间,拓扑空间等等。

然后是预序类,其实就是说对象类中的任意两个对象之间要么有一个预序关系,要么无关,其实也就是任意两个对象,要么有一个箭头,要么没有箭头。这就是为什么后面证明任两个对象间不能有两个箭头的原因。

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