28.函子对结构的保持和生成

回顾一下函子的性质,他是一种保持范畴结构的映射,从定义域范畴到陪域范畴。

在这种基础上,可以根据函子对更高级结构的保持而定义出保持某种结构的函子,比如保持积结构的函子,保持等值子结构的函子,以及保持极限的函子,这些定义都是其实说了同一件事,当定义域范畴中存在某种结构时,这种结构经函子映射到陪域范畴时同样是陪域范畴的这种结构。

就像各种保持运算的映射一样,可以这样表示F(A\times B)=F(A)\times F(B),类似于群同态对群乘法的保持f(ab)=f(a)f(b)。一个重要的例子就是遗忘函子,U:Grp\to Set,这个函子显然是保持积结构的,两群直积,经函子作用后就是两群的基础集的笛卡尔积,所以,积结构经函子作用后仍然是积结构。

上面的是函子对结构的正向保持作用,自然我们就考虑到了函子对结构的反向保持作用,也就是说,对于陪域范畴中的某种结构,总能在定义域范畴中找到同种结构,经函子作用后正好是陪域范畴中的这个结构。就像连续映射的定义一样,对于f:X\to Y,Y中的开集的逆象一定是X中的开集。这种作用被称为生成。

对结构的生成应该是比较奇妙的性质,因为一般都是前推后,很少有后推前。

同样我们考虑遗忘函子U:Grp\to Set,已知,集合上有层级结构,或者说是一种序结构,通过空集和幂集映射,我们就能构造出这样的序,通常也被称为序数,前面的几个元素可以表示为

\phi \\ \lbrace \phi \rbrace \\ \{ \phi,\{\phi \rbrace \rbrace
\\ \lbrace \phi,\lbrace \phi \rbrace , \{ \phi,\{\phi \rbrace \rbrace \rbrace

后一个序数总包含前面所有的序数。所以基于集合包含关系,全体序数构成一个全序关系。可以简写为0,1,2,3...

这样的结构就可以构造出一个极限0\to 1\to 2\to 3\to ...,形式上就是一个序列极限。

根据前面学到的函子的生成关系,就得到了群的这样的序列极限。

G_0\to G_1 \to G_2\to ...

对于有限序数而言,他的极限就和第一个无限序数\omega 有关,对应的就可以定义一个G_{\o}。于是,群和群同态所组成的这样的群序列,就是由集合和幂集映射构成的这种序列结构生成出来的。

后面部分写的很吃力,看来对这部分还没有理解透彻。

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