อ่าน 11 นาที
พื้นที่ที่สอดคล้องกัน
ในทฤษฎีการพิสูจน์พื้นที่ที่สอดคล้องกัน (หรือพื้นที่ความสอดคล้อง ) เป็นแนวคิดที่ถูกนำมาใช้ในการศึกษาความหมายของตรรกะเชิงเส้น
พื้นที่ที่สอดคล้องกัน
ในทฤษฎีการพิสูจน์พื้นที่ที่สอดคล้องกัน (หรือพื้นที่ความสอดคล้อง ) เป็นแนวคิดที่ถูกนำมาใช้ในการศึกษาความหมายของตรรกะเชิงเส้น
ในหนังสือ Proofs and Typesพื้นที่โคเฮเรนต์ (coherent spaces) ถูกเรียกว่าพื้นที่โคเฮเรนซ์ (coherence spaces) เชิงอรรถอธิบายว่า แม้ในต้นฉบับภาษาฝรั่งเศสจะใช้คำว่า "espaces cohérents" แต่ในฉบับแปลใช้คำว่า "coherence space" เนื่องจาก บางครั้ง พื้นที่สเปกตรัม (spectral spaces)ก็ถูกเรียกว่า "coherent spaces" เช่นกัน
คำจำกัดความ
มีคำจำกัดความที่เทียบเท่ากันหลายแบบสำหรับพื้นที่ที่สอดคล้องกัน
ในฐานะกลุ่มของเซตย่อย
นิยามดั้งเดิมของJean-Yves Girardคือกลุ่มของเซต ที่ตรงตามเงื่อนไขการปิด ต่อไปนี้ :
- การ ปิดลง : ถ้าและแล้ว
- ความสมบูรณ์แบบไบนารี : สำหรับทุก ๆถ้าสำหรับทุกๆแล้ว
องค์ประกอบของเซตในคือโทเค็นเซตของโทเค็น คือเรากล่าวว่าแต่ละเป็นเซตของโทเค็นที่สอดคล้องกันหากเซตถูกกำหนดไว้ล่วงหน้า และองค์ประกอบของถูกนำเสนอเป็นเซตย่อยของแล้ว จะต้องมีสำหรับทุก ด้วย ซึ่งโดยสัญชาตญาณแล้วหมายความว่า โทเค็นใดๆ ก็ตาม ย่อมมีความสอดคล้องกับตัวมันเองอย่างน้อยที่สุด
เมื่อกำหนดตระกูลดังกล่าวแล้ว จะได้ความสัมพันธ์แบบสะท้อนกลับและสมมาตรบนซึ่งเรียกว่าความสอดคล้องโมดูลโดยกำหนดให้องค์ประกอบของก็คือเซตย่อยของซึ่งองค์ประกอบของ มีความสัมพันธ์กันเป็นคู่ๆโดย
ในฐานะกลุ่มของเซตย่อยที่มีความสอดคล้องกันสูงสุด
เซตที่สอดคล้องกันนั้นมีลำดับบางส่วนภายใต้การรวม โดยอาศัยความสมบูรณ์แบบไบนารีและทฤษฎีบทของซอร์นเซตที่สอดคล้องกันใดๆ ก็ตามจะถูกบรรจุอยู่ในเซตที่สอดคล้องกันสูงสุด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบุเฉพาะเซตที่สอดคล้องกันสูงสุดเท่านั้นจากนั้นจึงทำการปิดแบบลง: เงื่อนไขเดียวสำหรับคือ เซตสองเซตใดๆ ก็ตามหากแตกต่างกันแล้ว เซตใดเซตหนึ่งจะไม่บรรจุอีกเซตหนึ่ง
ในฐานะกราฟที่ไม่มีทิศทาง
พื้นที่ความสอดคล้องมีความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งกับกราฟแบบไม่มีทิศทางซึ่งจุดยอดเป็นโทเค็น
เมื่อกำหนดปริภูมิความสอดคล้อง (coherence space ) แล้ว กราฟที่เกี่ยวข้องซึ่งเรียกว่าเครือข่ายของปริภูมิความสอดคล้องนั้น จะมีเซตของจุดยอด ขอบของเครือข่ายคือคู่จุดยอดที่ไม่มีลำดับโดยที่โปรดทราบว่าเรากำหนดให้แต่ละจุดยอดมีขอบที่เชื่อมกับตัวเองเพียงเพื่อความสะดวกเท่านั้น
ในทางกลับกัน เมื่อกำหนดกราฟแบบไม่มีทิศทางซึ่งแต่ละจุดยอดมีขอบเชื่อมตัวเอง เราจะได้ปริภูมิความสอดคล้องโดยการกำหนดให้เป็นกลุ่มของคลิก ทั้งหมด ของกราฟกล่าวคือ สมาชิกของคือเซตของจุดยอดที่มีสมาชิกอยู่ติดกันเป็นคู่ๆ
ในฐานะครอบครัวที่ปิดแบบไบโอออร์โธโกนอล
ให้เป็นเซตของโทเค็น เซตย่อยสองเซตเรียกว่าตั้งฉากกัน (หรือขั้วกัน ) ถ้าเป็นเซตว่างหรือมีสมาชิกเพียงตัวเดียวเราเขียนสิ่งนี้ว่า
สำหรับครอบครัวหนึ่งคู่ตรงข้ามของมันคือครอบครัวอีกครอบครัวหนึ่ง พื้นที่แห่งความสอดคล้องคือครอบครัวที่น่าพึงพอใจกล่าวคือ เป็นครอบครัวที่ปิดสนิทตามหลักชีวปฏิรูปภายใต้ขั้วตรงข้าม
ฟังก์ชันเสถียร
พื้นที่ที่สอดคล้องกันประกอบกันเป็นหมวดหมู่ วัตถุแต่ละชิ้นเป็นพื้นที่ที่สอดคล้องกัน และแต่ละมอร์ฟิซึมเป็น ฟังก์ชันเสถียร
คำนิยาม
ฟังก์ชันเสถียร (Stable function) ถูกนิยามว่าเป็นฟังก์ชันที่แมปกลุ่มคลิก (cliques) ไปยังกลุ่มคลิก (cliques) โดยที่ ฟังก์ชันเสถียรคือ
- ต่อเนื่อง: ถ้าเป็นตระกูลที่มีทิศทางแล้ว
- เสถียร: ถ้าเป็นเช่นนั้นแล้ว
โดยพิจารณาเสถียรภาพ ถ้าเช่นนั้นก็จะเป็นฟังก์ชันเอกภาค เช่น กัน
โดยความเสถียรดังนั้นจึงแสดงให้เห็นว่าถูกกำหนดโดยค่าของมันบนเซตที่สอดคล้องกันแบบจำกัด
เพื่อความต่อเนื่อง เมื่อพิจารณากรณีพิเศษที่เป็นเซตว่าง เราจะได้ว่า
ติดตาม
เมื่อกำหนดฟังก์ชันเสถียรแล้ว ร่องรอยของฟังก์ชันนั้นจะถูกนิยามว่านั่นคือ แต่ละค่า เป็นเช่นนั้น โดยที่เป็นเซตที่สอดคล้องกันขั้นต่ำที่จำเป็นในการสร้างโทเค็นโดยความเสถียร ค่า ใดๆจะต้องมีค่าจำกัด
ในทางกลับกัน ฟังก์ชันเสถียรแต่ละฟังก์ชันจะถูกกำหนดโดยร่องรอยของมัน:
ความเป็นเส้นตรง
ฟังก์ชันเสถียรจะเป็น ฟังก์ชัน เชิงเส้นก็ต่อเมื่อ ใดๆ ก็ตามมีองค์ประกอบเพียงหนึ่งเดียว นี่คือแรงบันดาลใจดั้งเดิมสำหรับตรรกะเชิงเส้น
ฟังก์ชันเชิงเส้นเสถียรนั้นเรียบง่ายเป็นพิเศษ และสามารถมองได้ว่าเป็นฟังก์ชันที่มีค่าเป็นคลิก โดยที่เมื่อกำหนดคลิกแล้วก็ยังคงคลิกใน
ตัวอย่าง
โดยหลักการแล้ว พื้นที่ที่สอดคล้องกันคือ โทเค็นแต่ละตัวเป็นคุณลักษณะที่วัตถุอาจมี และชุดโทเค็นที่สอดคล้องกันคือชุดคุณลักษณะที่วัตถุบางอย่างมีพร้อมกัน ไม่มีวัตถุใดที่มีชุดโทเค็นที่ไม่สอดคล้องกันเป็นคุณลักษณะของมันได้ เราสำรวจวัตถุโดยการสังเกตคุณลักษณะของมันมากขึ้นเรื่อยๆ ชุดคุณลักษณะที่สังเกตได้จะเพิ่มขึ้น แต่จะยังคงสอดคล้องกันเสมอ
โครงสร้างเชิงหมวดหมู่
พื้นที่ที่สอดคล้องกันใดๆ สามารถระบุได้ด้วยเซตที่สอดคล้องกันมากที่สุด ส่วนการรวมกันของเซตที่สอดคล้องกันมากที่สุดสองเซตที่แตกต่างกันนั้น จะไม่สอดคล้องกัน
เมื่อกำหนดปริภูมิที่สอดคล้องกันแล้วปริภูมิขั้วของปริภูมินั้นก็ยังคงเป็นปริภูมิที่สอดคล้องกัน นี่คือ การสร้าง วัตถุคู่ในทฤษฎีหมวดหมู่
เมื่อกำหนดเซตใดๆเราจะมีปริภูมิความสอดคล้องแบบไม่ต่อเนื่อง/ขั้นต่ำและปริภูมิความสอดคล้องแบบไม่ต่อเนื่อง/ขั้นสูงสุด
กำหนดให้ปริภูมิที่สอดคล้องกันสองปริภูมิคือ ปริภูมิที่สอดคล้องกัน(อ่านว่า "เอ และ บี") ซึ่งนิยามว่าเป็นกราฟ เซตของโทเค็น คือการรวมกันแบบไม่ทับซ้อนกันของเซตโทเค็นทั้งสองเซตและขอบของคือ การรวมกันของขอบในขอบในและโดยทั่วไปแล้ว เมื่อกำหนดตระกูลของปริภูมิที่สอดคล้องกันเราสามารถนิยามในทำนองเดียวกันได้
กำหนดให้มีปริภูมิที่สอดคล้องกันสองปริภูมิจะมีปริภูมิที่สอดคล้องกันอีกปริภูมิหนึ่งเซตของโทเค็นยังคงเป็นและขอบของคือการรวมกันของขอบในและขอบในนี่คือผลคูณร่วมซึ่งสามารถนิยามได้โดยทั่วไปสำหรับตระกูลของปริภูมิที่สอดคล้องกัน
พื้นที่ที่สอดคล้องกันของฟังก์ชันเสถียร
กำหนดให้เซตสองเซตเซตของฟังก์ชันบางส่วนประเภทสามารถจำลองได้ด้วยปริภูมิโคฮีเรนต์ เซตโทเค็นคือและขอบคือสำหรับทุกหรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง สำหรับแต่ละกำหนดให้ เป็นปริภูมิโคฮีเรนต์แบบไม่ต่อเนื่อง/ขั้นต่ำของแล้วคือปริภูมิโคฮีเรนต์ที่เราสร้างขึ้น
สามารถเข้าใจได้ง่ายๆ ดังนี้: ฟังก์ชันบางส่วนมีเซตของคุณลักษณะ เซตที่มีความสอดคล้องกันสูงสุดคือเซตของคุณลักษณะของฟังก์ชันทั้งหมด เมื่อเราแจกแจงค่าของฟังก์ชันบางส่วน เราจะแจกแจงเซตของคุณลักษณะ ซึ่งมีความสอดคล้องกันในทุกขั้นตอน สิ่งนี้มีประโยชน์เมื่อคำนวณโดยเครื่องจักรทัวริงที่อาจไม่หยุดทำงานในบางรายการ หากไม่หยุดทำงาน เราก็จะไม่สังเกตเห็นคุณลักษณะนั้นเลยในระหว่างการแจกแจงคุณลักษณะ เซตของคุณลักษณะที่สังเกตได้จะยังคงมีความสอดคล้องกันในทุกขั้นตอนของการแจกแจงของเรา
ต่อไปนี้ กำหนดให้ เป็นปริภูมิที่สอดคล้องกันแบบไม่ต่อเนื่อง/ขั้นต่ำ จากนั้นจะเป็นฟังก์ชันเสถียรก็ต่อเมื่อมีฟังก์ชันบางส่วนเช่นนั้นและสามารถระบุได้ด้วยเซตของคุณลักษณะ ซึ่งเป็นเซตที่สอดคล้องกันในดังนั้น จึงเป็นปริภูมิที่สอดคล้องกัน
โดยทั่วไป เรามีฟังก์ชันเตอร์ที่แปรผกผันในอาร์กิวเมนต์แรกและแปรผันร่วมในอาร์กิวเมนต์ที่สอง ซึ่งทำให้นั่นคือ เมื่อกำหนดปริภูมิโคฮีเรนต์สองปริภูมิใดๆเซตโฮมระหว่างปริภูมิทั้งสองนั้นจะมีโครงสร้างเป็นปริภูมิโคฮีเรนต์เช่นกัน ซึ่งทำให้หมวดหมู่นั้นสมบูรณ์ยิ่งขึ้นด้วยตัวมันเอง
เซตโทเค็นคือโดยที่คือเซตของเซตโคฮีเรนต์จำกัดที่ไม่ว่างในโทเค็นสองตัวจะโคฮีเรนต์กันก็ต่อเมื่อ
- ถ้าเช่นนั้น
- ถ้าและแล้ว
โปรดทราบว่า ถ้าแล้วสำหรับทุก นั่นคือ เราต้องการความสอดคล้องในก็ต่อเมื่อมีความสอดคล้องใน แล้ว เท่านั้น หากไม่มีความสอดคล้องในเราก็จะไม่เรียกร้องความสอดคล้องในเลย
พื้นที่ความสอดคล้องในฐานะประเภท
ปริภูมิความสอดคล้องสามารถทำหน้าที่เป็นตัวตีความสำหรับประเภทในทฤษฎีประเภทโดยที่จุดของประเภทคือจุดของปริภูมิความสอดคล้องสิ่งนี้ช่วยให้สามารถอภิปรายโครงสร้างบางอย่างเกี่ยวกับประเภทได้ ตัวอย่างเช่น แต่ละเทอมของประเภทสามารถกำหนดเซตของการประมาณค่าแบบจำกัดซึ่งในความเป็นจริงแล้วคือ เซตแบบมีทิศทาง ที่มีความสัมพันธ์แบบเซตย่อย โดยที่ เป็นเซตย่อยที่สอดคล้องกันของปริภูมิโทเค็น(กล่าวคือ เป็นสมาชิกของ) สมาชิกใดๆ ของก็เป็นเซตย่อยแบบจำกัดของและดังนั้นจึงสอดคล้องกันด้วย และเรามี
ฟังก์ชันเสถียร
ฟังก์ชันระหว่างประเภทต่างๆถือเป็น ฟังก์ชัน เสถียรระหว่างปริภูมิความสอดคล้อง ฟังก์ชันเสถียรถูกนิยามว่าเป็นฟังก์ชันที่เคารพค่าประมาณและเป็นไปตามสัจพจน์ความเสถียรบางประการ ในทางรูปธรรมฟังก์ชันเสถียรคือฟังก์ชันที่...
- เป็นฟังก์ชันเอกภาคเมื่อเทียบกับลำดับของเซตย่อย (เคารพการประมาณค่า ในเชิงหมวดหมู่เป็นฟังก์ชันเหนือเซตลำดับ ):
- เป็นฟังก์ชันต่อเนื่อง (ในเชิงหมวดหมู่ รักษาโคลิมิตแบบกรอง ): โดยที่คือการรวมกันแบบมีทิศทางเหนือซึ่งเป็นเซตของตัวประมาณจำกัดของ
- มันมีเสถียรภาพ : ในเชิงหมวดหมู่ หมายความว่ามันรักษาการดึงกลับไว้ได้ :

พื้นที่ผลิตภัณฑ์
เพื่อให้ถือว่าฟังก์ชันที่มีอาร์กิวเมนต์สองตัวมีเสถียรภาพ ฟังก์ชันนั้นต้องเป็นไปตามเกณฑ์ข้อ 3 ข้างต้นในรูปแบบนี้ซึ่งหมายความว่า นอกเหนือจากเสถียรภาพในแต่ละอาร์กิวเมนต์เพียงอย่างเดียวแล้ว พูลแบ็คก็ต้องมีเสถียรภาพด้วยเช่นกัน

จะถูกรักษาไว้ด้วยฟังก์ชันเสถียรที่มีสองอาร์กิวเมนต์ ซึ่งนำไปสู่คำจำกัดความของปริภูมิผลคูณที่สร้างการจับคู่แบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างฟังก์ชันไบนารีเสถียร (ฟังก์ชันที่มีสองอาร์กิวเมนต์) และฟังก์ชันเอกภาคเสถียร (หนึ่งอาร์กิวเมนต์) บนปริภูมิผลคูณ ปริภูมิความสอดคล้องของผลคูณเป็นผลคูณในความหมายเชิงหมวดหมู่ กล่าวคือ มันสอดคล้องกับคุณสมบัติสากลสำหรับผลคูณ มันถูกกำหนดโดยสมการ:
- (กล่าวคือ เซตของโทเค็นของคือผลคูณร่วม (หรือการรวมกันที่ไม่ซ้ำกัน ) ของเซตโทเค็นของและ)
- โทเค็นจากชุดที่แตกต่างกันจะมีความสอดคล้องกันเสมอ และโทเค็นจากชุดเดียวกันจะมีความสอดคล้องกันก็ต่อเมื่อมันมีความสอดคล้องกันในชุดนั้นเอง
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ พื้นที่ที่สอดคล้องกัน
ในทฤษฎีการพิสูจน์พื้นที่ที่สอดคล้องกัน (หรือพื้นที่ความสอดคล้อง ) เป็นแนวคิดที่ถูกนำมาใช้ในการศึกษาความหมายของตรรกะเชิงเส้น
คำจำกัดความ
มีคำจำกัดความที่เทียบเท่ากันหลายแบบสำหรับพื้นที่ที่สอดคล้องกัน
ในฐานะกลุ่มของเซตย่อย
นิยามดั้งเดิมของ Jean-Yves Girard คือกลุ่มของ เซต ที่ตรงตาม เงื่อนไขการปิด ต่อไปนี้ : เอ {\displaystyle {\mathcal {A}}}
ในฐานะกลุ่มของเซตย่อยที่มีความสอดคล้องกันสูงสุด
เซตที่สอดคล้องกันนั้นมีลำดับบางส่วนภายใต้การรวม โดยอาศัยความสมบูรณ์แบบไบนารีและ ทฤษฎีบทของซอร์น เซตที่สอดคล้องกันใดๆ ก็ตามจะถูกบรรจุอยู่ในเซตที่สอดคล้องกันสูงสุด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบุเฉพาะเซตที่สอดคล้องกันสูงสุดเท่านั้นจากนั้นจึงทำการปิดแบบลง:...
