กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 29 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทางคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ และ พีชคณิต ความเสถียร ของ K เป็น เงื่อนไขความเสถียร ทางพีชคณิต เรขาคณิต สำหรับ แมนิโฟลด์เชิงซ้อน และ วาไรตีพีชคณิตเชิงซ้อน.

ความเสถียรของ K

ในทางคณิตศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์และพีชคณิต ความเสถียร ของKเป็น เงื่อนไขความเสถียร ทางพีชคณิต เรขาคณิต สำหรับแมนิโฟลด์เชิงซ้อนและวาไรตีพีชคณิตเชิงซ้อนแนวคิดของความเสถียรของ K ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดยGang Tian [ 1 ]และได้รับการปรับปรุงใหม่ในเชิงพีชคณิตมากขึ้นในภายหลังโดยSimon Donaldson [ 2 ] คำจำกัดความนี้ได้รับแรงบันดาลใจจากการเปรียบเทียบกับ ความเสถียรของ ทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิต (GIT) ในกรณีพิเศษของวาไรตี Fanoความเสถียรของ K บ่งบอกถึงการมีอยู่ของเมตริก Kähler–Einstein อย่างแม่นยำ โดยทั่วไปแล้ว บนแมนิโฟลด์เชิงซ้อนขนาดกะทัดรัดใดๆ ความเสถียรของ K คาดว่าจะเทียบเท่ากับการมีอยู่ของเมตริก Kähler ที่มีความโค้งสเกลาร์คงที่ ( เมตริก cscK )

ประวัติศาสตร์

ในปี พ.ศ. 2497 Eugenio Calabiได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของเมตริก Kähler บนแมนิโฟลด์ Kähler ขนาดกะทัดรัด ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อสมมติฐานCalabi [ 3 ]การกำหนดสมมติฐานประการหนึ่งคือ แมนิโฟลด์ Kähler ขนาดกะทัดรัดX{\displaystyle X}ยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ที่ไม่ซ้ำกัน ในคลาส1(X){\displaystyle c_{1}(X)}ในกรณีเฉพาะที่1(X)=0{\displaystyle c_{1}(X)=0}เมตริก Kähler–Einstein ดังกล่าวจะเป็นRicci flatทำให้แมนิโฟลด์เป็นแมนิโฟลด์ Calabi–Yauสมมติฐาน Calabi ได้รับการแก้ไขในกรณีที่1(X)<0{\displaystyle c_{1}(X)<0}โดยเธียร์รี อูแบงและชิง-ตุง เยาและเมื่อ1(X)=0{\displaystyle c_{1}(X)=0}โดย Yau [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ในกรณีที่1(X)>0{\displaystyle c_{1}(X)>0}นั่นคือเมื่อX{\displaystyle X}เป็นแมนิโฟลด์ฟาโนเมตริกคาห์เลอร์-ไอน์สไตน์ไม่ได้มีอยู่เสมอไป กล่าวคือ เป็นที่ทราบกันดีจากงานของโยโซ มัตสึชิมะและอองเดร ลิชเนโรวิชว่า แมนิโฟลด์คาห์เลอร์ที่มี1(X)>0{\displaystyle c_{1}(X)>0}สามารถยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ได้ก็ต่อเมื่อพีชคณิต Lie เท่านั้นชม0(X,ทีX){\displaystyle H^{0}(X,TX)}เป็นการลดทอน [ 7 ] [ 8 ] อย่างไรก็ตามสามารถแสดงได้อย่างง่ายดายว่าการระเบิดของระนาบเชิงซ้อนที่จุดหนึ่งบลพีซีพี2{\displaystyle {\text{Bl}}_{p}\mathbb {CP} ^{2}}เป็น Fano แต่ไม่มีพีชคณิต Lie แบบลดรูป ดังนั้นไม่ใช่ทุกแมนิโฟลด์ Fano ที่จะยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ได้

หลังจากการแก้ไขข้อสันนิษฐานของคาลาบีสำหรับ1(X)0{\displaystyle c_{1}(X)\leq 0}ความสนใจหันไปที่ปัญหาที่เกี่ยวข้องอย่างหลวมๆ ของการค้นหาเมตริกแบบแคนอนิกบนเวกเตอร์บันเดิลเหนือแมนิโฟลด์เชิงซ้อน ในปี 1983 Donaldson ได้สร้างบทพิสูจน์ใหม่ของทฤษฎีบทNarasimhan–Seshadri [ 9 ]ตามที่ Donaldson พิสูจน์ ทฤษฎีบทนี้ระบุว่าเวกเตอร์บันเดิลโฮโลมอร์ฟิกเหนือพื้นผิวรีมัน น์แบบกระชับ จะเสถียรก็ต่อเมื่อมันสอดคล้องกับการเชื่อมต่อYang–Mills เอกภาพที่ไม่สามารถลดทอนได้ นั่นคือ การเชื่อมต่อเอกภาพที่เป็นจุดวิกฤตของฟังก์ชัน Yang–Mills

YM()=Xเอฟ2เล่ม.{\displaystyle \operatorname {YM} (\nabla )=\int _{X}\|F_{\nabla }\|^{2}\,d\operatorname {vol} .}

บนพื้นผิวรีมันน์ การเชื่อมต่อดังกล่าวจะแบนราบเชิงโปรเจกทีฟ และโฮโลโนมี ของมัน ก่อให้เกิดการแสดงแทนเอกภาพ เชิงโปรเจกทีฟ ของกลุ่มพื้นฐานของพื้นผิวรีมันน์ ดังนั้นจึงกู้คืนข้อความดั้งเดิมของทฤษฎีบทโดยMS NarasimhanและCS Seshadri [ 10 ] ในช่วงทศวรรษ 1980 ทฤษฎีบทนี้ได้รับการขยายความทั่วไปผ่านงานของ Donaldson, Karen Uhlenbeckและ Yau และJun Liและ Yau ไปสู่การสอดคล้องกันของ Kobayashi–Hitchinซึ่งเชื่อมโยงกลุ่มเวกเตอร์โฮโลมอร์ฟิกที่เสถียรกับการเชื่อมต่อเฮอร์มิเชียน-ไอน์สไตน์เหนือแมนิโฟลด์เชิงซ้อนขนาดกะทัดรัดใดๆ[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]ข้อสังเกตที่สำคัญในการตั้งค่าของกลุ่มเวกเตอร์โฮโลมอร์ฟิกคือ เมื่อโครงสร้างโฮโลมอร์ฟิกถูกกำหนดแล้ว การเลือกเมตริกเฮอร์มิเชียนใดๆ ก็ตามจะก่อให้เกิดการเชื่อมต่อเอกภาพการเชื่อมต่อเชิร์น ดังนั้นจึงสามารถค้นหาความเชื่อมโยงแบบเฮอร์มิเชียน-ไอน์สไตน์ หรือเมตริกแบบเฮอร์มิเชียน-ไอน์สไตน์ที่สอดคล้องกันได้

ด้วยแรงบันดาลใจจากการแก้ปัญหาการมีอยู่ของเมตริกแบบแคนอนิกบนเวกเตอร์บันเดิล ในปี 1993 Yau จึงตั้งข้อสันนิษฐานว่าการมีอยู่ของเมตริก Kähler–Einstein บน Fano manifold ควรจะเทียบเท่ากับเงื่อนไขความเสถียรทางพีชคณิตเรขาคณิตบางรูปแบบบนวาไรตี้เอง เช่นเดียวกับการมีอยู่ของเมตริก Hermitian–Einstein บนเวกเตอร์บันเดิลโฮโลมอร์ฟิกเทียบเท่ากับความเสถียรของมัน Yau แนะนำว่าเงื่อนไขความเสถียรนี้ควรจะเป็นอนาล็อกของความเสถียรของความชันของเวกเตอร์บันเดิล[ 14 ]

In 1997, Tian suggested such a stability condition, which he called K-stability after the K-energy functional introduced by Toshiki Mabuchi.[1][15] The K originally stood for kinetic due to the similarity of the K-energy functional with the kinetic energy, and for the Germankanonisch for the canonical bundle. Tian's definition was analytic in nature, and specific to the case of Fano manifolds. Several years later Donaldson introduced an algebraic condition described in this article called K-stability, which makes sense on any polarised variety, and is equivalent to Tian's analytic definition in the case of the polarised variety (X,KX){\displaystyle (X,-K_{X})} where X{\displaystyle X} is Fano.[2]

Definition

In this section we work over the complex numbersC{\displaystyle \mathbb {C} }, but the essential points of the definition apply over any field. A polarised variety is a pair (X,L){\displaystyle (X,L)} where X{\displaystyle X} is a complex algebraic variety and L{\displaystyle L} is an ample line bundle on X{\displaystyle X}. Such a polarised variety comes equipped with an embedding into projective space using the Proj construction,

XProjr0H0(X,Lkr)P(H0(X,Lk)){\displaystyle X\cong \operatorname {Proj} \bigoplus _{r\geq 0}H^{0}\left(X,L^{kr}\right)\hookrightarrow \mathbb {P} \left(H^{0}\left(X,L^{k}\right)^{*}\right)}

where k{\displaystyle k} is any positive integer large enough that Lk{\displaystyle L^{k}} is very ample, and so every polarised variety is projective. Changing the choice of ample line bundle L{\displaystyle L} on X{\displaystyle X} results in a new embedding of X{\displaystyle X} into a possibly different projective space. Therefore a polarised variety can be thought of as a projective variety together with a fixed embedding into some projective space CPN{\displaystyle \mathbb {CP} ^{N}}.

Hilbert–Mumford criterion

K-stability is defined by analogy with the Hilbert–Mumford criterion from finite-dimensional geometric invariant theory. This theory describes the stability of points on polarised varieties, whereas K-stability concerns the stability of the polarised variety itself.

The Hilbert–Mumford criterion shows that to test the stability of a point x{\displaystyle x} in a projective algebraic variety XCPN{\displaystyle X\subset \mathbb {CP} ^{N}} under the action of a reductive algebraic groupGGL(N+1,C){\displaystyle G\subset \operatorname {GL} (N+1,\mathbb {C} )}, it is enough to consider the one parameter subgroups (1-PS) of G{\displaystyle G}. To proceed, one takes a 1-PS of G{\displaystyle G}, say λ:CG{\displaystyle \lambda :\mathbb {C} ^{*}\hookrightarrow G} , and looks at the limiting point

x0=limt0λ(t)x.{\displaystyle x_{0}=\lim _{t\to 0}\lambda (t)\cdot x.}

This is a fixed point of the action of the 1-PS λ{\displaystyle \lambda }, and so the line over x{\displaystyle x} in the affine spaceCN+1{\displaystyle \mathbb {C} ^{N+1}} is preserved by the action of λ{\displaystyle \lambda }. An action of the multiplicative group C{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}บน ปริภูมิเวกเตอร์หนึ่งมิติมาพร้อมกับน้ำหนักซึ่งเป็นจำนวนเต็มที่เรากำหนดให้เป็นμ(x,λ){\displaystyle \mu (x,\lambda )}โดยมีคุณสมบัติที่ว่า

λ(ที)x~=ทีμ(x,λ)x~{\displaystyle \lambda (t)\cdot {\tilde {x}}=t^{\mu (x,\lambda )}{\tilde {x}}}

สำหรับใดๆx~{\displaystyle {\tilde {x}}}ในเส้นใยเหนือx0{\displaystyle x_{0}}เกณฑ์ฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดกล่าวว่า:

  • ประเด็นx{\displaystyle x}มีเสถียรภาพกึ่งเสถียรหากμ(x,λ)0{\displaystyle \mu (x,\lambda )\leq 0}สำหรับ 1-PS ทั้งหมดλ<จี{\displaystyle \lambda <G}.
  • ประเด็นx{\displaystyle x}จะมีเสถียรภาพหากμ(x,λ)<0{\displaystyle \mu (x,\lambda )<0}สำหรับ 1-PS ทั้งหมดλ<จี{\displaystyle \lambda <G}.
  • ประเด็นx{\displaystyle x}จะไม่เสถียรหากμ(x,λ)>0{\displaystyle \mu (x,\lambda )>0}สำหรับ 1-PS ใดๆλ<จี{\displaystyle \lambda <G}.

หากต้องการกำหนดนิยามของความเสถียรสำหรับวาไรตี้ เกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดจึงเสนอว่าการพิจารณาการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์เดียวของวาไรตี้ก็เพียงพอแล้ว ซึ่งนำไปสู่แนวคิดของโครงสร้างทดสอบ

การกำหนดค่าการทดสอบ

เส้นใยทั่วไปของโครงสร้างทดสอบทั้งหมดมีโครงสร้างเหมือนกับเส้นใยชนิด X ในขณะที่เส้นใยตรงกลางอาจแตกต่างออกไป และอาจเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวด้วยซ้ำ

การกำหนดค่าทดสอบสำหรับพันธุ์ที่มีขั้ว(X,แอล){\displaystyle (X,L)}เป็นคู่(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}ที่ไหนX{\displaystyle {\mathcal {X}}}เป็นโครงร่างที่มีมอร์ฟิซึมแบบแบนπ:Xซี{\displaystyle \pi :{\mathcal {X}}\to \mathbb {C} } และแอล{\displaystyle {\mathcal {L}}}เป็นกลุ่มเส้นที่ค่อนข้างกว้างขวางสำหรับมอร์ฟิซึมπ{\displaystyle \pi }โดยที่:

  1. สำหรับทุกๆทีซี{\displaystyle t\in \mathbb {C} }พหุนามฮิลเบิร์ตของไฟเบอร์(Xที,แอลที){\displaystyle ({\mathcal {X}}_{t},{\mathcal {L}}_{t})}เท่ากับพหุนามฮิลเบิร์ตพี(เค){\displaystyle {\mathcal {P}}(k)}ของ(X,แอล){\displaystyle (X,L)}นี่เป็นผลมาจากความเรียบของπ{\displaystyle \pi }.
  2. มีการกระทำของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}เกี่ยวกับครอบครัว(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}ครอบคลุมการดำเนินการมาตรฐานของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}บนซี{\displaystyle \mathbb {C} }.
  3. สำหรับทุกคน (และทุกๆ คน)ทีซี*{\displaystyle t\in \mathbb {C} ^{*}},(Xที,แอลที)(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}}_{t},{\mathcal {L}}_{t})\cong (X,L)}ในฐานะพันธุ์ที่มีขั้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ห่างจาก0ซี{\displaystyle 0\in \mathbb {C} }ครอบครัวนี้เป็นเรื่องเล็กน้อย:(Xที0,แอลที0)(X×ซี*,pr1*แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}}_{t\neq 0},{\mathcal {L}}_{t\neq 0})\cong (X\times \mathbb {C} ^{*},\operatorname {pr} _{1}^{*}L)}ที่ไหนpr1:X×ซี*X{\displaystyle \operatorname {pr} _{1}:X\times \mathbb {C} ^{*}\to X}คือการฉายภาพลงบนปัจจัยแรก

เรากล่าวว่าการกำหนดค่าการทดสอบ(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}เป็นการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์หากXX×ซี{\displaystyle {\mathcal {X}}\cong X\times \mathbb {C} }และการกำหนดค่าที่ไม่สำคัญหากซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}การดำเนินการเกี่ยวกับXX×ซี{\displaystyle {\mathcal {X}}\cong X\times \mathbb {C} }เป็นเรื่องเล็กน้อยเมื่อพิจารณาจากปัจจัยแรก

ตัวแปรคงที่โดนัลด์สัน-ฟุตากิ

ในการกำหนดแนวคิดเรื่องความเสถียรในลักษณะเดียวกับเกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ด จำเป็นต้องมีแนวคิดเรื่องน้ำหนักμ(X,แอล){\displaystyle \mu ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}บนเส้นใย0{\displaystyle 0}ของการกำหนดค่าการทดสอบ(X,แอล)ซี{\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})\to \mathbb {C} }สำหรับพันธุ์ที่มีขั้ว(X,แอล){\displaystyle (X,L)}ตามคำจำกัดความ ครอบครัวนี้มาพร้อมกับการกระทำของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}ครอบคลุมการกระทำบนฐาน และดังนั้นเส้นใยของการกำหนดค่าการทดสอบจึงครอบคลุม0ซี{\displaystyle 0\in \mathbb {C} }ถูกกำหนดไว้แล้ว นั่นคือ เรามีการกระทำของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}บนเส้นใยกลาง(X0,แอล0){\displaystyle ({\mathcal {X}}_{0},{\mathcal {L}}_{0})}โดยทั่วไปแล้ว เส้นใยกลางนี้ไม่เรียบ หรือแม้แต่มีความหลากหลาย มีหลายวิธีในการกำหนดน้ำหนักบนเส้นใยกลาง คำจำกัดความแรกกำหนดโดยใช้ตัวแปรฟูทากิแบบทั่วไปเวอร์ชันของ Ding-Tian [ 1 ]คำจำกัดความนี้เป็นเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์และเกี่ยวข้องโดยตรงกับปัญหาการมีอยู่จริงในเรขาคณิต Kähler คำจำกัดความเชิงพีชคณิตกำหนดโดยใช้ตัวแปร Donaldson-Futaki และน้ำหนัก CM ที่กำหนดโดยสูตรการตัดกัน

ตามนิยามแล้ว การกระทำของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}ในแผนการแบ่งขั้วนั้นมาพร้อมกับการกระทำของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}บนมัดเส้นที่กว้างขวางแอล0{\displaystyle {\mathcal {L}}_{0}}และด้วยเหตุนี้จึงก่อให้เกิดการกระทำต่อปริภูมิเวกเตอร์ชม0(X0,แอล0เค){\displaystyle H^{0}({\mathcal {X}}_{0},{\mathcal {L}}_{0}^{k})}สำหรับจำนวนเต็มทั้งหมดเค0{\displaystyle k\geq 0}การกระทำของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}บนปริภูมิเวกเตอร์เชิงซ้อนวี{\displaystyle V}ทำให้เกิดการแยกส่วนผลรวมโดยตรงวี=วี1วีn{\displaystyle V=V_{1}\oplus \cdots \oplus V_{n}}เข้าไปในช่องว่างน้ำหนักโดยที่แต่ละช่องวีฉัน{\displaystyle V_{i}}เป็นปริภูมิย่อยหนึ่งมิติของวี{\displaystyle V}และการกระทำของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}เมื่อถูกจำกัดไว้วีฉัน{\displaystyle V_{i}}มีน้ำหนักฉัน{\displaystyle w_{i}}กำหนดให้น้ำหนักรวมของการกระทำเป็นจำนวนเต็ม=1++n{\displaystyle w=w_{1}+\cdots +w_{n}}นี่เท่ากับน้ำหนักของการกระทำที่เกิดขึ้นซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}บนปริภูมิเวกเตอร์หนึ่งมิติnวี{\textstyle \bigwedge ^{n}V}ที่ไหนn=มืดวี{\displaystyle n=\dim V}.

กำหนดฟังก์ชันน้ำหนักของการกำหนดค่าการทดสอบ(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}เพื่อเป็นฟังก์ชัน(เค){\displaystyle w(k)}ที่ไหน(เค){\displaystyle w(k)}คือน้ำหนักรวมของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}การกระทำบนปริภูมิเวกเตอร์ชม0(X0,แอล0เค){\displaystyle H^{0}({\mathcal {X}}_{0},{\mathcal {L}}_{0}^{k})}สำหรับจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบแต่ละจำนวนเค0{\displaystyle k\geq 0}ในขณะที่ฟังก์ชันนั้น(เค){\displaystyle w(k)}ไม่ใช่พหุนามโดยทั่วไป มันกลายเป็นพหุนามดีกรีn+1{\displaystyle n+1}สำหรับทุกคนเค>เค00{\displaystyle k>k_{0}\gg 0}สำหรับจำนวนเต็มคงที่บางค่าเค0{\displaystyle k_{0}}, ที่ไหนn=มืดX{\displaystyle n=\dim X}สิ่งนี้สามารถเห็นได้โดยใช้ทฤษฎีบทรีมันน์-รอชแบบสมมาตร โปรดจำไว้ว่าพหุนามฮิลเบิร์ตพี(เค){\displaystyle {\mathcal {P}}(k)}ตรงตามความเท่าเทียมกันพี(เค)=มืดชม0(X,แอลเค)=มืดชม0(X0,แอล0เค){\displaystyle {\mathcal {P}}(k)=\dim H^{0}(X,L^{k})=\dim H^{0}({\mathcal {X}}_{0},{\mathcal {L}}_{0}^{k})}สำหรับทุกคนเค>เค10{\displaystyle k>k_{1}\gg 0}สำหรับจำนวนเต็มคงที่บางค่าเค1{\displaystyle k_{1}}และเป็นพหุนามดีกรีn{\displaystyle n}สำหรับเรื่องดังกล่าวเค0{\displaystyle k\gg 0}ให้เราเขียนกันเถอะ

พี(เค)=เอ0เคn+เอ1เคn1+โอ(เคn2),(เค)=0เคn+1+1เคn+โอ(เคn1).{\displaystyle {\mathcal {P}}(k)=a_{0}k^{n}+a_{1}k^{n-1}+O(k^{n-2}),\quad w(k)=b_{0}k^{n+1}+b_{1}k^{n}+O(k^{n-1}).}

ค่าคง ที่โดนัลด์สัน-ฟุตากิของการกำหนดค่าการทดสอบ(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}เป็นจำนวนตรรกยะ

ดีเอฟ(X,แอล)=0เอ11เอ0เอ02.{\displaystyle \operatorname {DF} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})={\frac {b_{0}a_{1}-b_{1}a_{0}}{a_{0}^{2}}}.}

โดยเฉพาะอย่างยิ่งดีเอฟ(X,แอล)=เอฟ1{\displaystyle \operatorname {DF} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})=-f_{1}}ที่ไหนเอฟ1{\displaystyle f_{1}}เป็นพจน์อันดับแรกในการขยาย

(เค)เคพี(เค)=เอฟ0+เอฟ1เค1+โอ(เค2).{\displaystyle {\frac {w(k)}{k{\mathcal {P}}(k)}}=f_{0}+f_{1}k^{-1}+O(k^{-2}).}

ค่าคงที่ของ Donaldson-Futaki จะไม่เปลี่ยนแปลงหากแอล{\displaystyle L}ถูกแทนที่ด้วยพลังงานบวกแอล{\displaystyle L^{r}}ดังนั้นในเอกสารทางวิชาการจึงมักมีการกล่าวถึงเสถียรภาพ K โดยใช้คิว{\displaystyle \mathbb {Q} }- มัดเส้น

เป็นไปได้ที่จะอธิบายค่าคงที่ Donaldson-Futaki ในแง่ของทฤษฎีการตัดกันและนี่คือแนวทางที่ Tian ใช้ในการกำหนดน้ำหนัก CM [ 1 ]การกำหนดค่าทดสอบใดๆ(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}ยอมรับการอัดแน่นตามธรรมชาติ(X¯,แอล¯){\displaystyle ({\bar {\mathcal {X}}},{\bar {\mathcal {L}}})}เกินพี1{\displaystyle \mathbb {P} ^{1}}(เช่น ดู[ 16 ] [ 17 ] ) จากนั้นน้ำหนัก CM จะถูกกำหนดโดย

ซีเอ็ม(X,แอล)=12(n+1)แอลn(μn(แอล¯)n+1+(n+1)เคX¯/พี1(แอล¯)n){\displaystyle CM({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})={\frac {1}{2(n+1)\cdot L^{n}}}\left(\mu \cdot n{({\bar {\mathcal {L}}})}^{n+1}+(n+1){K}_{{\bar {\mathcal {X}}}/{\mathbb {P} }^{1}}\cdot {({\bar {\mathcal {L}}})}^{n}\right)}

ที่ไหนμ=แอลn1เคXแอลn{\displaystyle \mu =-{\frac {L^{n-1}\cdot K_{X}}{L^{n}}}}นิยามนี้โดยใช้สูตรการตัดกัน มักถูกนำมาใช้ในเรขาคณิตเชิงพีชคณิตในปัจจุบัน

เป็นที่ทราบกันว่าดีเอฟ(X,แอล){\displaystyle \operatorname {DF} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}สอดคล้องกับซีเอ็ม(X,แอล){\displaystyle \operatorname {CM} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}ดังนั้นเราจึงสามารถรับน้ำหนักได้μ(X,แอล){\displaystyle \mu ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}จะเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งดีเอฟ(X,แอล){\displaystyle \operatorname {DF} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}หรือซีเอ็ม(X,แอล){\displaystyle \operatorname {CM} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}น้ำหนักμ(X,แอล){\displaystyle \mu ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}สามารถแสดงได้ในรูปของฟอร์ม Chow และไฮเปอร์ดิสคริมิแนนท์[ 18 ] ในกรณีของแมนิโฟลด์ Fano มีการตีความน้ำหนักในแง่ของสิ่งใหม่เบต้า{\displaystyle \beta }-ไม่เปลี่ยนแปลงตามการประเมินค่าที่พบโดย Chi Li [ 19 ]และ Kento Fujita [ 20 ]

ความเสถียรของ K

ในการกำหนด K-stability เราจำเป็นต้องยกเว้นการกำหนดค่าทดสอบบางอย่างก่อน ในตอนแรกมีการสันนิษฐานว่าควรเพิกเฉยต่อการกำหนดค่าทดสอบที่ไม่สำคัญตามที่กำหนดไว้ข้างต้น ซึ่งค่าคงที่ Donaldson-Futaki จะเป็นศูนย์เสมอ แต่ Li และ Xu พบว่าจำเป็นต้องระมัดระวังมากขึ้นในการกำหนด[ 21 ] [ 22 ]วิธีที่สง่างามวิธีหนึ่งในการกำหนด K-stability คือวิธีที่Székelyhidi ใช้ โดยใช้บรรทัดฐานของการกำหนดค่าทดสอบ ซึ่งเราจะอธิบายก่อน[ 23 ]

สำหรับการกำหนดค่าทดสอบ(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}กำหนดบรรทัดฐานดังต่อไปนี้ ให้เอเค{\displaystyle A_{k}}เป็น ตัวสร้าง อนันต์ของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}การกระทำบนปริภูมิเวกเตอร์ชม0(X,แอลเค){\displaystyle H^{0}(X,L^{k})}. แล้วท.(เอเค)=(เค){\displaystyle \operatorname {Tr} (A_{k})=w(k)}ในทำนองเดียวกันกับพหุนาม(เค){\displaystyle w(k)}และพี(เค){\displaystyle {\mathcal {P}}(k)}ฟังก์ชันท.(เอเค2){\displaystyle \operatorname {Tr} (A_{k}^{2})}เป็นพหุนามสำหรับจำนวนเต็มที่มากพอเค{\displaystyle k}ในกรณีของระดับนี้n+2{\displaystyle n+2}ให้เราเขียนการขยายความดังนี้

ท.(เอเค2)=0เคn+2+โอ(เคn+1).{\displaystyle \operatorname {Tr} (A_{k}^{2})=c_{0}k^{n+2}+O(k^{n+1}).}

มาตรฐาน ของการกำหนด ค่าการทดสอบถูกกำหนดโดยนิพจน์

(X,แอล)2=002เอ0.{\displaystyle \|({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})\|^{2}=c_{0}-{\frac {b_{0}^{2}}{a_{0}}}.}

ตามหลักการเปรียบเทียบกับเกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ด เมื่อเข้าใจถึงการเสียรูป (การกำหนดค่าทดสอบ) และน้ำหนักบนเส้นใยกลาง (ค่าคงที่ของโดนัลด์สัน-ฟูทากิ) แล้ว ก็สามารถกำหนดเงื่อนไขความเสถียรที่เรียกว่าความเสถียรแบบ Kได้

อนุญาต(X,แอล){\displaystyle (X,L)}เป็นวาไรตี้พีชคณิตแบบโพลาไรซ์ เรากล่าวว่า(X,แอล){\displaystyle (X,L)}เป็น:

  • K-กึ่งเสถียรถ้าμ(X,แอล)0{\displaystyle \operatorname {\mu } ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})\geq 0}สำหรับการกำหนดค่าการทดสอบทั้งหมด(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}สำหรับ(X,แอล){\displaystyle (X,L)}.
  • K-เสถียรถ้าμ(X,แอล)0{\displaystyle \operatorname {\mu } ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})\geq 0}สำหรับการกำหนดค่าการทดสอบทั้งหมด(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}สำหรับ(X,แอล){\displaystyle (X,L)}และนอกจากนี้μ(X,แอล)>0{\displaystyle \operatorname {\mu } ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})>0}เมื่อใดก็ตาม(X,แอล)>0{\displaystyle \|({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})\|>0}.
  • K-polystableถ้า(X,แอล){\displaystyle (X,L)}เป็น K-semistable และนอกจากนี้เมื่อใดก็ตามที่μ(X,แอล)=0{\displaystyle \operatorname {\mu } ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})=0}การกำหนดค่าการทดสอบ(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}เป็นการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์
  • K-unstableถ้าไม่ใช่ K-semistable

สมมติฐานของ Yau–Tian–Donaldson

ความเสถียรของ K เดิมทีถูกนำเสนอเป็นเงื่อนไขทางพีชคณิตเรขาคณิตซึ่งควรจะบ่งบอกถึงการมีอยู่ของเมตริก Kähler–Einstein บนแมนิโฟลด์ Fano ซึ่งต่อมาเป็นที่รู้จักกันในชื่อสมมติฐาน Yau–Tian–Donaldson (สำหรับแมนิโฟลด์ Fano) สมมติฐานนี้ได้รับการแก้ไขในช่วงปี 2010 ในงานของXiuxiong Chen , Simon Donaldson และ Song Sun [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]กลยุทธ์นี้ขึ้นอยู่กับวิธีการต่อเนื่องโดยสัมพันธ์กับมุมกรวยของเมตริก Kähler Einstein ที่มีจุดเอกฐานของกรวยตามตัวหารแอนติแคนอนิกที่กำหนดไว้ รวมถึงการใช้ทฤษฎี Cheeger–Colding–Tian ของขีดจำกัด Gromov–Hausdorff ของแมนิโฟลด์ Kähler ที่มีขอบเขต Ricci อย่างลึกซึ้ง

ทฤษฎีบท (ข้อสันนิษฐานของ Yau–Tian–Donaldson สำหรับเมตริก Kähler–Einstein) : แมนิโฟลด์ FanoX{\displaystyle X}ยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ในคลาสของ1(X){\displaystyle c_{1}(X)}ก็ต่อเมื่อคู่ดังกล่าว(X,เคX){\displaystyle (X,-K_{X})}เป็น K-polystable

เฉิน โดนัลด์สัน และซุน อ้างว่าการอ้างสิทธิ์ลำดับความสำคัญที่เท่าเทียมกันของเทียนในการพิสูจน์นั้นไม่ถูกต้อง และพวกเขากล่าวหาเขาว่าประพฤติมิชอบทางวิชาการ[]เทียนได้โต้แย้งข้อกล่าวอ้างของพวกเขา[]เฉิน โดนัลด์สัน และซุน ได้รับการยอมรับจากรางวัล Veblen Prize อัน ทรงเกียรติประจำปี 2019 ของAmerican Mathematical Societyว่าได้แก้ไขข้อสันนิษฐานดังกล่าว[ 30 ]รางวัลBreakthrough Prizeได้มอบรางวัล Breakthrough Prize in Mathematics ให้แก่โดนัลด์สัน และรางวัล New Horizons Breakthrough Prize ให้แก่ซุน ซึ่งส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับผลงานของพวกเขาร่วมกับเฉินเกี่ยวกับข้อสันนิษฐานดังกล่าว[ 31 ] [ 32 ]

เมื่อไม่นานมานี้ Ved Datar และ Gabor Székelyhidi ได้ให้การพิสูจน์โดยอาศัยวิธีความต่อเนื่องแบบ "คลาสสิก" [ 33 ] [ 34 ]ตามด้วยการพิสูจน์โดย Chen, Sun และ Bing Wang โดยใช้การไหลของ Kähler–Ricci [ 35 ] Robert Berman, Sébastien Boucksom และ Mattias Jonsson ยังได้ให้การพิสูจน์จากแนวทางแปรผันอีกด้วย[ 36 ]

การขยายไปสู่เมตริก Kähler ที่มีความโค้งสเกลาร์คงที่

คาดว่าสมมติฐานของ Yau–Tian–Donaldson จะสามารถนำไปใช้กับเมตริก cscK ทั่วไปบนวาไรตี้โพลาไรซ์เรียบใดๆ ได้ ในความเป็นจริง สมมติฐานของ Yau–Tian–Donaldson อ้างอิงถึงการตั้งค่าทั่วไปนี้ โดยกรณีของแมนิโฟลด์ Fano เป็นกรณีพิเศษ ซึ่ง Yau และ Tian ได้ตั้งสมมติฐานไว้ก่อนหน้านี้ Donaldson ได้ต่อยอดจากสมมติฐานของ Yau และ Tian จากกรณีของ Fano หลังจากที่เขาได้นำเสนอคำจำกัดความของ K-stability สำหรับวาไรตี้โพลาไรซ์ใดๆ[ 2 ]

ข้อสันนิษฐานของ Yau–Tian–Donaldson สำหรับเมตริกความโค้งสเกลาร์คงที่ : วาไรตี้โพลาไรซ์เรียบ(X,แอล){\displaystyle (X,L)}ยอมรับเมตริกคาห์เลอร์ที่มีความโค้งสเกลาร์คงที่ในคลาสของ1(แอล){\displaystyle c_{1}(L)}ก็ต่อเมื่อคู่ดังกล่าว(X,แอล){\displaystyle (X,L)}เป็น K-polystable

ดังที่ได้กล่าวไว้ ข้อสันนิษฐานของ Yau–Tian–Donaldson ได้รับการแก้ไขในบริบทของ Fano แล้ว Donaldson ได้พิสูจน์ในปี 2009 ว่าข้อสันนิษฐานของ Yau–Tian–Donaldson เป็นจริงสำหรับวาไรตี้ทอริกที่มีมิติเชิงซ้อน 2 [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ]สำหรับวาไรตี้โพลาไรซ์ใดๆ Stoppa ได้พิสูจน์โดยใช้ผลงานของ Arezzo และ Pacard เช่นกันว่าการมีอยู่ของเมตริก cscK บ่งบอกถึง K-polystability [ 40 ] [ 41 ]ในแง่หนึ่ง นี่คือทิศทางที่ง่ายของข้อสันนิษฐาน เนื่องจากสมมติว่ามีคำตอบสำหรับสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยที่ยาก และได้ผลลัพธ์ทางพีชคณิตที่ค่อนข้างง่าย ความท้าทายที่สำคัญคือการพิสูจน์ทิศทางตรงกันข้าม นั่นคือเงื่อนไขทางพีชคณิตล้วนๆ บ่งบอกถึงการมีอยู่ของคำตอบสำหรับ PDE

ตัวอย่าง

เส้นโค้งเรียบ

เป็นที่ทราบกันมาตั้งแต่ผลงานดั้งเดิมของPierre DeligneและDavid Mumfordว่าเส้นโค้งพีชคณิต เรียบ มีเสถียรภาพเชิงอะซิมโทติกในแง่ของทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิต และโดยเฉพาะอย่างยิ่งว่ามีเสถียรภาพแบบ K [ 42 ]ในบริบทนี้ ข้อสันนิษฐานของ Yau–Tian–Donaldson เทียบเท่ากับทฤษฎีบทการทำให้เป็นเอกรูปกล่าวคือ เส้นโค้งเรียบทุกเส้นยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ที่มีความโค้งสเกลาร์คงที่+1{\displaystyle +1}ในกรณีของเส้นตรงเชิงโปรเจกทีฟซีพี1{\displaystyle \mathbb {CP} ^{1}},0{\displaystyle 0}ในกรณีของเส้นโค้งวงรีหรือ1{\displaystyle -1}ในกรณีของพื้นผิวรีมันน์ขนาดกะทัดรัดที่มีจีนัสจี>1{\displaystyle g>1}.

พันธุ์ฟาโน

สภาพแวดล้อมที่แอล=เคX{\displaystyle L=-K_{X}}เพียงพอแล้วเพื่อให้X{\displaystyle X}แมนิโฟลด์ฟาโนมีความสำคัญเป็นพิเศษ และในบริบทนั้นมีเครื่องมือมากมายที่ใช้ในการตรวจสอบเสถียรภาพ K ของวาไรตี้ฟาโน ตัวอย่างเช่น การใช้เทคนิคทางพีชคณิตล้วนๆ สามารถพิสูจน์ได้ว่าไฮเปอร์เซอร์เฟซของเฟอร์มาต์ทั้งหมด

เอฟn,={zซีพีn+1z0+zn+1=0}ซีพีn+1{\displaystyle F_{n,d}=\{z\in \mathbb {CP} ^{n+1}\mid z_{0}^{d}+\cdots z_{n+1}^{d}=0\}\subset \mathbb {CP} ^{n+1}}

เป็นพันธุ์ Fano ที่เสถียร K สำหรับ3n+1{\displaystyle 3\leq d\leq n+1}[ 43 ] [ 44 ] [ 45 ]

พันธุ์ทอริก

ความเสถียรของ K ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดย Donaldson ในบริบทของวาไรตี้ทอริก [ 2 ] ในการตั้งค่าทอริก คำจำกัดความที่ซับซ้อนหลายอย่างของความเสถียรของ K สามารถลดรูปให้เหลือเพียงข้อมูลบนโพลีโทปโมเมนต์ได้พี{\displaystyle P}ของชนิดทอริกแบบโพลาไรซ์(Xพี,แอลพี){\displaystyle (X_{P},L_{P})}ก่อนอื่นเป็นที่ทราบกันว่าในการทดสอบเสถียรภาพ K นั้น เพียงพอที่จะพิจารณาการกำหนดค่าทดสอบแบบทอริกซึ่งปริภูมิทั้งหมดของการกำหนดค่าทดสอบก็เป็นวาไรตีแบบทอริกเช่นกัน การกำหนดค่าทดสอบแบบทอริกใดๆ ก็ตามสามารถอธิบายได้อย่างสวยงามด้วยฟังก์ชันนูนบนโพลีโทปโมเมนต์ และโดนัลด์สันได้กำหนดเสถียรภาพ K สำหรับฟังก์ชันนูนดังกล่าวไว้แต่เดิม หากการกำหนดค่าทดสอบแบบทอริก(X,แอล){\displaystyle ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})}สำหรับ(Xพี,แอลพี){\displaystyle (X_{P},L_{P})}กำหนดโดยฟังก์ชันนูนเอฟ{\displaystyle f}บนพี{\displaystyle P}ดังนั้นค่าคงที่ของ Donaldson-Futaki สามารถเขียนได้ดังนี้

ดีเอฟ(X,แอล)=12แอล(เอฟ)=12(พีเอฟσเอพีเอฟμ),{\displaystyle \operatorname {DF} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})={\frac {1}{2}}{\mathcal {L}}(f)={\frac {1}{2}}\left(\int _{\partial P}f\,d\sigma -a\int _{P}f\,d\mu \right),}

ที่ไหนμ{\displaystyle d\mu }ค่าการวัดของเลเบสก์คือค่าบนพี{\displaystyle P},σ{\displaystyle d\sigma }คือการวัดมาตรฐานบนขอบเขตของพี{\displaystyle P}เกิดขึ้นจากคำอธิบายว่าเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมโมเมนต์ (ถ้าขอบของพี{\displaystyle P}กำหนดโดยอสมการเชิงเส้นชม.(x)เอ{\displaystyle h(x)\leq a}สำหรับฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟิน h บางตัวบนอาร์n{\displaystyle \mathbb {R} ^{n}}ถ้าสัมประสิทธิ์เป็นจำนวนเต็มแล้วμ=±ชม.σ{\displaystyle d\mu =\pm dh\wedge d\sigma }), และเอ=เล่มที่(พี,σ)/เล่มที่(พี,μ){\displaystyle a=\operatorname {Vol} (\partial P,d\sigma )/\operatorname {Vol} (P,d\mu )}นอกจากนี้ มาตรฐานของการกำหนดค่าการทดสอบยังสามารถกำหนดได้โดย

(X,แอล)=เอฟเอฟ¯แอล2,{\displaystyle \left\|({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})\right\|=\left\|f-{\bar {f}}\right\|_{L^{2}},}

ที่ไหนเอฟ¯{\displaystyle {\bar {f}}}คือค่าเฉลี่ยของเอฟ{\displaystyle f}บนพี{\displaystyle P}ในส่วนที่เกี่ยวกับμ{\displaystyle d\mu }.

โดนัลด์สันได้แสดงให้เห็นว่า สำหรับพื้นผิวทอริก การทดสอบฟังก์ชันนูนที่มีรูปแบบเรียบง่ายเป็นพิเศษก็เพียงพอแล้ว เรากล่าวว่าฟังก์ชันนูนบนพี{\displaystyle P}เรียกว่าเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแบ่งช่วงถ้าสามารถเขียนให้อยู่ในรูปค่าสูงสุดได้เอฟ=สูงสุด(ชม.1,,ชม.n){\displaystyle f=\max(h_{1},\dots ,h_{n})}สำหรับฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟินบางประเภทชม.1,,ชม.n{\displaystyle h_{1},\dots ,h_{n}}โปรดสังเกตว่าตามนิยามของค่าคงที่เอ{\displaystyle a}ตัวแปรคงที่ของโดนัลด์สัน-ฟุตากิแอล(เอฟ){\displaystyle {\mathcal {L}}(f)}จะไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การบวกฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟิน ดังนั้นเราจึงสามารถเลือกหนึ่งในนั้นได้เสมอชม.ฉัน{\displaystyle h_{i}}ให้เป็นฟังก์ชันคงที่0{\displaystyle 0}เรากล่าวว่าฟังก์ชันนูนเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนอย่างง่ายหากเป็นฟังก์ชันที่มีค่าสูงสุดระหว่างสองฟังก์ชัน และดังนั้นจึงกำหนดโดยเอฟ=สูงสุด(0,ชม.){\displaystyle f=\max(0,h)}สำหรับฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟินบางฟังก์ชันชม.{\displaystyle h}และเป็นเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนเชิงตรรกะอย่างง่ายถ้าชม.{\displaystyle h}มีสัมประสิทธิ์เชิงตรรกะ ดอนัลด์สันแสดงให้เห็นว่าสำหรับพื้นผิวทอริก การทดสอบเสถียรภาพ K โดยใช้ฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนเชิงตรรกะอย่างง่ายก็เพียงพอแล้ว ผลลัพธ์ดังกล่าวมีประสิทธิภาพมาก เนื่องจากสามารถคำนวณค่าคงที่ของดอนัลด์สัน-ฟูทากิของการกำหนดค่าทดสอบอย่างง่ายดังกล่าวได้อย่างง่ายดาย และด้วยเหตุนี้จึงสามารถกำหนดได้ด้วยวิธีการคำนวณว่าพื้นผิวทอริกที่กำหนดมีเสถียรภาพ K หรือไม่

ตัวอย่างหนึ่งของแมนิโฟลด์ที่ไม่เสถียรแบบ K คือพื้นผิวทอริกเอฟ1=บล0ซีพี2{\displaystyle \mathbb {F} _{1}=\operatorname {Bl} _{0}\mathbb {CP} ^{2}}พื้นผิว Hirzebruchแรกซึ่งเป็นการขยายระนาบเชิงซ้อนแบบโปรเจคทีฟที่จุดหนึ่ง โดยสัมพันธ์กับโพลาไรเซชันที่กำหนดโดยแอล=12(π*โอ(2)อี){\textstyle L={\frac {1}{2}}(\pi ^{*}{\mathcal {O}}(2)-E)}, ที่ไหนπ:เอฟ1ซีพี2{\displaystyle \pi :\mathbb {F} _{1}\to \mathbb {CP} ^{2}} คือการระเบิดและอี{\displaystyle E}ตัวหารพิเศษ

โพลีโทป โมเมนต์ ของ พื้นผิว Hirzebruchแรก

มาตรการσ{\displaystyle d\sigma }บนพื้นผิวขอบแนวนอนและแนวตั้งของรูปทรงหลายเหลี่ยมนั้นเป็นเพียงx{\displaystyle dx}และy{\displaystyle dy}บนพื้นผิวแนวทแยงx+y=2{\displaystyle x+y=2}การวัดนี้กำหนดโดย(xy)/2{\displaystyle (dx-dy)/2}พิจารณาฟังก์ชันนูนเอฟ(x,y)=x+y{\displaystyle f(x,y)=x+y}บนรูปทรงหลายเหลี่ยมนี้ จากนั้น

พีเอฟμ=116,พีเอฟσ=6,{\displaystyle \int _{P}f\,d\mu ={\frac {11}{6}},\qquad \int _{\partial P}f\,d\sigma =6,}

และ

เล่มที่(พี,μ)=32,เล่มที่(พี,σ)=5,{\displaystyle \operatorname {Vol} (P,d\mu )={\frac {3}{2}},\qquad \operatorname {Vol} (\partial P,d\sigma )=5,}

ดังนั้น

แอล(เอฟ)=6559=19<0,{\displaystyle {\mathcal {L}}(f)=6-{\frac {55}{9}}=-{\frac {1}{9}}<0,}

และด้วยเหตุนี้ พื้นผิว Hirzebruch แรกจึงเกิดขึ้นเอฟ1{\displaystyle \mathbb {F} _{1}}คือ K-unstable

แนวคิดทางเลือก

ความเสถียรของฮิลเบิร์ตและชอว์

เสถียรภาพ K เกิดขึ้นจากความคล้ายคลึงกับเกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดสำหรับทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิตในมิติจำกัด เป็นไปได้ที่จะใช้ทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิตโดยตรงเพื่อหาแนวคิดอื่นๆ เกี่ยวกับเสถียรภาพสำหรับวาไรตี้ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับเสถียรภาพ K

ลองใช้พันธุ์ที่มีขั้วดู(X,แอล){\displaystyle (X,L)}ด้วยพหุนามฮิลเบิร์ตพี{\displaystyle {\mathcal {P}}}และแก้ไข>0{\displaystyle r>0}โดยที่แอล{\displaystyle L^{r}}กว้างขวางมากโดยมีโคฮอโมโลยีระดับสูงที่หายไป คู่(X,แอล){\displaystyle (X,L^{r})}จากนั้นสามารถระบุจุดในแผนผังฮิลเบิร์ตของแผนผังย่อยของพีพี()1{\displaystyle \mathbb {P} ^{{\mathcal {P}}(r)-1}}ด้วยพหุนามฮิลเบิร์ตพี(เค)=พี(เค){\displaystyle {\mathcal {P}}'(K)={\mathcal {P}}(Kr)}.

แผนผังฮิลเบิร์ตนี้สามารถฝังลงในปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟได้ในฐานะแผนผังย่อยของกราสส์มันน์ (ซึ่งเป็นเชิงโปรเจกทีฟผ่านการฝังแบบพลือกเกอร์ ) กลุ่มเชิงเส้นทั่วไปจีแอล(พี(),ซี){\displaystyle \operatorname {GL} ({\mathcal {P}}(r),\mathbb {C} )}การกระทำนี้เกิดขึ้นบนโครงร่างฮิลเบิร์ต และจุดสองจุดในโครงร่างฮิลเบิร์ตจะเทียบเท่ากันก็ต่อเมื่อวาไรตี้โพลาไรซ์ที่สอดคล้องกันนั้นเป็นไอโซมอร์ฟิกกัน ดังนั้นจึงสามารถใช้ทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิตสำหรับการกระทำของกลุ่มนี้เพื่อให้ได้แนวคิดเรื่องความเสถียร การสร้างนี้ขึ้นอยู่กับการเลือก>0{\displaystyle r>0}ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าวาไรตี้แบบโพลาไรซ์มีเสถียรภาพแบบฮิลเบิร์ตเชิงอะซิมโทติกหากมีเสถียรภาพเมื่อเทียบกับการฝังตัวนี้สำหรับทุก ๆ>00{\displaystyle r>r_{0}\gg 0}มีขนาดใหญ่พอสมควร สำหรับค่าคงที่บางค่า0{\displaystyle r_{0}}.

มีการฝังตัวเชิงโปรเจคทีฟอีกแบบหนึ่งของฮิลเบิร์ตสกีมที่เรียกว่าการฝังตัวแบบโชว์ ซึ่งให้การแปลงเชิงเส้นที่แตกต่างกันของฮิลเบิร์ตสกีม และด้วยเหตุนี้จึงมีเงื่อนไขเสถียรภาพที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงสามารถกำหนดเสถียรภาพแบบโชว์เชิงอะซิมโทติก ได้ในทำนองเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำหนักแบบโชว์สำหรับค่าคงที่>0{\displaystyle r>0}สามารถคำนวณได้ดังนี้

โจว(X,แอล)=0เอ0()พี(){\displaystyle \operatorname {Chow} _{r}({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})={\frac {rb_{0}}{a_{0}}}-{\frac {w(r)}{{\mathcal {P}}(r)}}}

สำหรับ{\displaystyle r}มีขนาดใหญ่เพียงพอ[ 46 ]ต่างจากค่าคงที่ Donaldson-Futaki น้ำหนัก Chow จะเปลี่ยนแปลงหากมัดเส้นแอล{\displaystyle L}ถูกแทนที่ด้วยพลังงานบางอย่างแอลเค{\displaystyle L^{k}}อย่างไรก็ตาม จากการแสดงออกนั้น

โจวเค(X,แอลเค)=เค0เอ0(เค)พี(เค){\displaystyle \operatorname {Chow} _{rk}({\mathcal {X}},{\mathcal {L^{k}}})={\frac {krb_{0}}{a_{0}}}-{\frac {w(kr)}{{\mathcal {P}}(kr)}}}

สังเกตได้ว่า

ดีเอฟ(X,แอล)=ลิมเคโจวเค(X,แอลเค),{\displaystyle \operatorname {DF} ({\mathcal {X}},{\mathcal {L}})=\lim _{k\to \infty }\operatorname {Chow} _{rk}({\mathcal {X}},{\mathcal {L^{k}}}),}

ดังนั้น เสถียรภาพ K จึงเป็นขีดจำกัดของเสถียรภาพ Chow ในแง่หนึ่ง เมื่อพิจารณาจากมิติของปริภูมิเชิงฉายX{\displaystyle X}ฝังตัวอยู่ในการเข้าใกล้ค่าอนันต์

เราอาจกำหนดนิยามของภาวะกึ่งเสถียรแบบ Chow เชิงอะซิมโทติกและภาวะกึ่งเสถียรแบบ Hilbert เชิงอะซิมโทติกได้ในทำนองเดียวกัน และแนวคิดต่างๆ เกี่ยวกับความเสถียรมีความสัมพันธ์กันดังนี้:

เสถียรภาพของ Chow ในระยะอสิมโทติก{\displaystyle \implies }มีเสถียรภาพแบบฮิลเบิร์ตเชิงอะซิมโทติก{\displaystyle \implies }เสถียรแบบฮิลเบิร์ตเชิงอะซิมโทติก{\displaystyle \implies }เสถียรภาพกึ่งเสถียรของ Chow เชิงอะซิมโทติก{\displaystyle \implies }เค-กึ่งเสถียร

อย่างไรก็ตาม ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าเสถียรภาพ K หมายถึงเสถียรภาพ Chow แบบอะซิมโทติกหรือไม่[ 47 ]

ความลาดชัน K-เสถียรภาพ

เดิมที Yau ได้ทำนายไว้ว่า แนวคิดที่ถูกต้องเกี่ยวกับเสถียรภาพสำหรับวาไรตี้ควรจะคล้ายคลึงกับเสถียรภาพของความลาดชันสำหรับกลุ่มเวกเตอร์ Julius Ross และRichard Thomasได้พัฒนาทฤษฎีเสถียรภาพของความลาดชันสำหรับวาไรตี้ ซึ่งรู้จักกันในชื่อเสถียรภาพ K ของความลาดชัน Ross และ Thomas ได้แสดงให้เห็นว่า การกำหนดค่าทดสอบใดๆ นั้นได้มาจากการขยายวาไรตี้ให้ใหญ่ขึ้นเป็นหลักX×ซี{\displaystyle X\times \mathbb {C} }ตามลำดับของซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}อุดมคติที่ไม่เปลี่ยนแปลง รองรับบนไฟเบอร์กลาง[ 47 ]ผลลัพธ์นี้เป็นผลมาจากเดวิด มัมฟอร์ดเป็นหลัก[ 48 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกำหนดค่าการทดสอบทุกแบบจะถูกครอบงำด้วยการระเบิดของX×ซี{\displaystyle X\times \mathbb {C} }ตามอุดมคติของรูปแบบ

ฉัน=ฉัน0+ทีฉัน1+ที2ฉัน2++ที1ฉัน1+(ที)โอXซี[ที],{\displaystyle I=I_{0}+tI_{1}+t^{2}I_{2}+\cdots +t^{r-1}I_{r-1}+(t^{r})\subset {\mathcal {O}}_{X}\otimes \mathbb {C} [t],}

ที่ไหนที{\displaystyle t}คือพิกัดบนซี{\displaystyle \mathbb {C} }โดยการยึดมั่นในอุดมคตินี้ เทียบเท่ากับการขยายขอบเขตไปตามธงของแผนย่อยต่างๆ

1210X{\displaystyle Z_{r-1}\subset \cdots \subset Z_{2}\subset Z_{1}\subset Z_{0}\subset X}

ภายในสำเนาX×{0}{\displaystyle X\times \{0\}}ของX{\displaystyle X}การแยกส่วนนี้ได้มาจากการแยกส่วนพื้นที่น้ำหนักของอุดมคติไม่เปลี่ยนแปลงเป็นหลักฉัน{\displaystyle I}ภายใต้ซี*{\displaystyle \mathbb {C} ^{*}}การกระทำ.

ในกรณีพิเศษที่แฟล็กของซับสกีมนี้มีความยาวหนึ่ง ค่าคงที่ของโดนัลด์สัน-ฟุตากิสามารถคำนวณได้ง่าย และจะได้ความเสถียรแบบ K-stability เมื่อกำหนดซับสกีมแล้วX{\displaystyle Z\subset X}กำหนดโดยชีฟในอุดมคติฉัน{\displaystyle I_{Z}}การกำหนดค่าการทดสอบกำหนดโดย

X=บล×{0}(X×ซี),{\displaystyle {\mathcal {X}}=\operatorname {Bl} _{Z\times \{0\}}(X\times \mathbb {C} ),}

ซึ่งเป็นการเสียรูปของกรวยปกติของการฝังตัวX{\displaystyle Z\hookrightarrow X}.

หากเป็นพันธุ์ต่างๆX{\displaystyle X}มีพหุนามฮิลเบิร์ตพี(เค)=เอ0เคn+เอ1เคn1+โอ(เคn2){\displaystyle {\mathcal {P}}(k)=a_{0}k^{n}+a_{1}k^{n-1}+O(k^{n-2})}กำหนดความชันของX{\displaystyle X}จะเป็น

μ(X)=เอ1เอ0.{\displaystyle \mu (X)={\frac {a_{1}}{a_{0}}}.}

เพื่อกำหนดความชันของแผนย่อย{\displaystyle Z}พิจารณาพหุนามฮิลเบิร์ต-ซามูเอลของสับสกีม{\displaystyle Z},

χ(แอลฉันx)=เอ0(x)n+เอ1(x)n1+โอ(n2),{\displaystyle \chi (L^{r}\otimes I_{Z}^{xr})=a_{0}(x)r^{n}+a_{1}(x)r^{n-1}+O(r^{n-2}),}

สำหรับ0{\displaystyle r\gg 0}และx{\displaystyle x}จำนวนตรรกยะเช่นนั้นxเอ็น{\displaystyle xr\in \mathbb {N} }สัมประสิทธิ์เอฉัน(x){\displaystyle a_{i}(x)}เป็นพหุนามในx{\displaystyle x}ของปริญญาnฉัน{\displaystyle n-i}และความชัน K ของฉัน{\displaystyle I_{Z}}ในส่วนที่เกี่ยวกับ{\displaystyle c}ถูกกำหนดโดย

μ(ฉัน)=0(เอ1(x)+เอ0(x)2)x0เอ0(x)x.{\displaystyle \mu _{c}(I_{Z})={\frac {\int _{0}^{c}{\big (}a_{1}(x)+{\frac {a_{0}'(x)}{2}}{\big )}\,dx}{\int _{0}^{c}a_{0}(x)\,dx}}.}

คำจำกัดความนี้สมเหตุสมผลสำหรับการเลือกจำนวนจริงใดๆ ก็ตาม(0,ϵ()]{\displaystyle c\in (0,\epsilon (Z)]}ที่ไหนϵ(){\displaystyle \epsilon (Z)}คือค่าคงที่ Seshadriของ{\displaystyle Z}โปรดสังเกตว่าการนำ={\displaystyle Z=\emptyset }เรากู้คืนความชันของX{\displaystyle X}ทั้งคู่(X,แอล){\displaystyle (X,L)}ความชัน K-กึ่งเสถียรถ้าสำหรับสับสคีมที่เหมาะสมทั้งหมดX{\displaystyle Z\subset X},μ(ฉัน)μ(X){\displaystyle \mu _{c}(I_{Z})\leq \mu (X)}สำหรับทุกคน(0,ϵ()]{\displaystyle c\in (0,\epsilon (Z)]}(นอกจากนี้ เรายังสามารถกำหนดความเสถียรของความชัน Kและความเสถียรหลายค่าของความชัน Kได้โดยการกำหนดให้ความไม่เท่าเทียมกันนี้เป็นแบบเข้มงวด พร้อมด้วยเงื่อนไขทางเทคนิคเพิ่มเติมบางประการ)

Ross และ Thomas ได้แสดงให้เห็นว่า K-semistability หมายถึง slope K-semistability [ 49 ]อย่างไรก็ตาม ต่างจากกรณีของเวกเตอร์บันเดิล ความชัน K-stability ไม่ได้หมายถึง K-stability เสมอไป ในกรณีของเวกเตอร์บันเดิล การพิจารณาเพียงซับชีฟเดี่ยวก็เพียงพอแล้ว แต่สำหรับวาไรตี้ จำเป็นต้องพิจารณาแฟล็กที่มีความยาวมากกว่าหนึ่งด้วย ถึงกระนั้น ความชัน K-stability ก็ยังสามารถใช้เพื่อระบุวาไรตี้ K-unstable ได้ และด้วยเหตุนี้ จากผลลัพธ์ของ Stoppa จึงทำให้เกิดอุปสรรคต่อการมีอยู่ของเมตริก cscK ตัวอย่างเช่น Ross และ Thomas ใช้ความชัน K-stability เพื่อแสดงว่าการสร้างโปรเจคทีฟของเวกเตอร์บันเดิลที่ไม่เสถียรเหนือฐาน K-stable นั้น K-unstable และดังนั้นจึงไม่มีเมตริก cscK นี่เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับผลลัพธ์ของ Hong ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการสร้างโปรเจคทีฟของบันเดิลที่เสถียรเหนือฐานที่มีเมตริก cscK นั้นก็มีเมตริก cscK เช่นกัน และดังนั้นจึงเป็น K-stable [ 50 ]

ความเสถียรของการกรอง K

งานของ Apostolov–Calderbank–Gauduchon–Tønnesen-Friedman แสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของแมนิโฟลด์ที่ไม่ยอมรับเมตริกสุดขั้วใดๆ แต่ดูเหมือนว่าจะไม่เกิดความไม่เสถียรจากการกำหนดค่าทดสอบใดๆ[ 51 ]สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าคำจำกัดความของ K-stability ตามที่ระบุไว้ที่นี่อาจไม่แม่นยำเพียงพอที่จะบ่งชี้ถึงสมมติฐาน Yau–Tian–Donaldson โดยทั่วไป อย่างไรก็ตาม ตัวอย่างนี้ไม่เสถียรจากขีดจำกัดของการกำหนดค่าทดสอบ สิ่งนี้ได้รับการทำให้แม่นยำยิ่งขึ้นโดยSzékelyhidiผู้ซึ่งแนะนำfiltration K-stability [ 46 ] [ 23 ] การกรองในที่นี้คือการกรองของวงแหวนพิกัด

อาร์=เค0ชม0(X,แอลเค){\displaystyle R=\bigoplus _{k\geq 0}H^{0}(X,L^{k})}

ของชนิดที่มีขั้ว(X,แอล){\displaystyle (X,L)}การกรองที่พิจารณาจะต้องสอดคล้องกับการจัดระดับบนวงแหวนพิกัดในความหมายดังต่อไปนี้: การกรองχ{\displaystyle \chi }ของอาร์{\displaystyle R}เป็นสายโซ่ของปริภูมิย่อยที่มีมิติจำกัด

ซี=เอฟ0อาร์เอฟ1อาร์เอฟ2อาร์อาร์{\displaystyle \mathbb {C} =F_{0}R\subset F_{1}R\subset F_{2}R\subset \dots \subset R}

โดยที่เงื่อนไขต่อไปนี้ต้องเป็นจริง:

  1. การกรองเป็นแบบทวีคูณกล่าวคือ(เอฟฉันอาร์)(เอฟเจอาร์)เอฟฉัน+เจอาร์{\displaystyle (F_{i}R)(F_{j}R)\subset F_{i+j}R}สำหรับทุกคนฉัน,เจ0{\displaystyle i,j\geq 0}.
  2. ระบบการกรองเข้ากันได้กับการจัดระดับบนอาร์{\displaystyle R}มาจากชิ้นส่วนที่ได้รับการจัดเกรดอาร์เค=ชม0(X,แอลเค){\displaystyle R_{k}=H^{0}(X,L^{k})}นั่นคือ ถ้าเอฟเอฟฉันอาร์{\displaystyle f\in F_{i}R}จากนั้นชิ้นส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันแต่ละชิ้นของเอฟ{\displaystyle f}อยู่ในเอฟฉันอาร์{\displaystyle F_{i}R}.
  3. ระบบกรองไอเสียอาร์{\displaystyle R}นั่นคือ เรามีฉัน0เอฟฉันอาร์=อาร์{\displaystyle \bigcup _{i\geq 0}F_{i}R=R}.

เมื่อกำหนดตัวกรองแล้วχ{\displaystyle \chi }พีชคณิตรีส์ของมันถูกกำหนดโดย

รีส(χ)=ฉัน0(เอฟฉันอาร์)ทีฉันอาร์[ที].{\displaystyle \operatorname {Rees} (\chi )=\bigoplus _{i\geq 0}(F_{i}R)t^{i}\subset R[t].}

เรากล่าวว่าการกรองถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัดหากพีชคณิตรีสของมันถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัด เดวิด วิทท์ นีสตรอม ได้พิสูจน์แล้วว่าการกรองถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัดก็ต่อเมื่อมันเกิดขึ้นจากการกำหนดค่าทดสอบ และเซเกลีฮิดีได้พิสูจน์แล้วว่าการกรองใดๆ ก็ตามเป็นลิมิตของการกรองที่ถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัด[ 52 ]เมื่อรวมผลลัพธ์เหล่านี้ เซเกลีฮิดีสังเกตว่าตัวอย่างของอโพสโตลอฟ-คาลเดอร์แบงก์-เกาดูชง-ทอนเนเซน-ฟรีดแมนจะไม่ละเมิดสมมติฐานของเยา-เทียน-โดนัลด์สัน หากความเสถียร K ถูกแทนที่ด้วยความเสถียร K ของการกรอง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าคำจำกัดความของความเสถียร K อาจจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขเพื่อพิจารณาตัวอย่างจำกัดเหล่านี้

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. Xiuxiong Chen, Simon Donaldson, Song Sun. "เกี่ยวกับพัฒนาการล่าสุดบางประการในเรขาคณิตคาห์เลอร์"
  2. กัง เทียน. "การตอบสนองต่อ CDS" และ "ความคิดเห็นเพิ่มเติมเกี่ยวกับ CDS"

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทางคณิตศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ และ พีชคณิต ความเสถียร ของ K เป็น เงื่อนไขความเสถียร ทางพีชคณิต เรขาคณิต สำหรับ แมนิโฟลด์เชิงซ้อน และ วาไรตีพีชคณิตเชิงซ้อน.

ประวัติศาสตร์

ในปี พ.ศ. 2497 Eugenio Calabi ได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของเมตริก Kähler บน แมนิโฟลด์ Kähler ขนาดกะทัดรัด ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อสมมติฐาน Calabi [ 3 ] การกำหนดสมมติฐานประการหนึ่งคือ แมนิโฟลด์ Kähler ขนาดกะทัดรัด X {\displaystyle X} ยอมรับ เมตริก...

Definition

In this section we work over the complex numbers C {\displaystyle \mathbb {C} } , but the essential points of the definition apply over any field.

Hilbert–Mumford criterion

K-stability is defined by analogy with the Hilbert–Mumford criterion from finite-dimensional geometric invariant theory .