29.余极限和余完备

完备性,出自分析或者说是拓扑,实数集的完备性就是最小上界公理,反映的是某种极限的存在,相对于所有的上界,最小的那一个。这种完备性还可以通过柯西序列来描述,也就是任意的柯西序列是收敛序列。其实,这些序列都可以看作ω序列,也就是可数序列,可以通过自然数来标积每一项。

对于这种思想的推广就是范畴的完备性,对应的序列就是ω序列,也可以用集合来描述,视为特定结构的集合,这样就完美的实现了上面两个概念在范畴中的一种推广。

首先是ω序列,其实就是范畴中的ω图,可以记为一个函子F:\omega \to \mathcal C

0\to 1\to 2\to ...

a_0 \to a_1 \to a_2 \to ...

这在形式上就是熟悉的数列,对应于这个图,可以定义极限,类似于数列的极限,不过,这里的箭头其实附加了一些比较强的约束。

比如将偏序集视为范畴时,箭头就是偏序关系\leq ,所以这个图其实就是一个单调序列,极限就是序列的极限。由于这个箭头的方向是指向这个极限的,所以应该称其为余极限,当任意的ω序列都有余极限时,就称这个范畴是ω余完备的。相比于柯西序列,要求是非常严格的。这样的完备的子集也是一个范畴,记为\omega CPOs,也就是一个缩写,ω型的complete完备的poset偏序集范畴。

也是很有意思的,通过最小的无穷序数就将分析中的序列概念代数化了。反映了分析中的结构,其实就是以序结构为基础的。布尔巴基学派就认为数学的基本结构就是代数结构,拓扑结构和序结构三种。

不过,实际上,这些所谓的基础结构,其实也是互相交融的,比如通过拓展代数运算的范围,序结构就可以视为代数的,拓扑结构也可以视为代数的,但是,这样的代数就变成符号了。

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