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 ขนาดกะทัดรัดยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ที่ไม่ซ้ำกัน ในคลาสในกรณีเฉพาะที่เมตริก Kähler–Einstein ดังกล่าวจะเป็นRicci flatทำให้แมนิโฟลด์เป็นแมนิโฟลด์ Calabi–Yauสมมติฐาน Calabi ได้รับการแก้ไขในกรณีที่โดยเธียร์รี อูแบงและชิง-ตุง เยาและเมื่อโดย Yau [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]ในกรณีที่นั่นคือเมื่อเป็นแมนิโฟลด์ฟาโนเมตริกคาห์เลอร์-ไอน์สไตน์ไม่ได้มีอยู่เสมอไป กล่าวคือ เป็นที่ทราบกันดีจากงานของโยโซ มัตสึชิมะและอองเดร ลิชเนโรวิชว่า แมนิโฟลด์คาห์เลอร์ที่มีสามารถยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ได้ก็ต่อเมื่อพีชคณิต Lie เท่านั้นเป็นการลดทอน [ 7 ] [ 8 ] อย่างไรก็ตามสามารถแสดงได้อย่างง่ายดายว่าการระเบิดของระนาบเชิงซ้อนที่จุดหนึ่งเป็น Fano แต่ไม่มีพีชคณิต Lie แบบลดรูป ดังนั้นไม่ใช่ทุกแมนิโฟลด์ Fano ที่จะยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ได้
หลังจากการแก้ไขข้อสันนิษฐานของคาลาบีสำหรับความสนใจหันไปที่ปัญหาที่เกี่ยวข้องอย่างหลวมๆ ของการค้นหาเมตริกแบบแคนอนิกบนเวกเตอร์บันเดิลเหนือแมนิโฟลด์เชิงซ้อน ในปี 1983 Donaldson ได้สร้างบทพิสูจน์ใหม่ของทฤษฎีบทNarasimhan–Seshadri [ 9 ]ตามที่ Donaldson พิสูจน์ ทฤษฎีบทนี้ระบุว่าเวกเตอร์บันเดิลโฮโลมอร์ฟิกเหนือพื้นผิวรีมัน น์แบบกระชับ จะเสถียรก็ต่อเมื่อมันสอดคล้องกับการเชื่อมต่อYang–Mills เอกภาพที่ไม่สามารถลดทอนได้ นั่นคือ การเชื่อมต่อเอกภาพที่เป็นจุดวิกฤตของฟังก์ชัน Yang–Mills
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 where is Fano.[2]
Definition
In this section we work over the complex numbers, but the essential points of the definition apply over any field. A polarised variety is a pair where is a complex algebraic variety and is an ample line bundle on . Such a polarised variety comes equipped with an embedding into projective space using the Proj construction,
where is any positive integer large enough that is very ample, and so every polarised variety is projective. Changing the choice of ample line bundle on results in a new embedding of 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 .
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 in a projective algebraic variety under the action of a reductive algebraic group, it is enough to consider the one parameter subgroups (1-PS) of . To proceed, one takes a 1-PS of , say :\mathbb {C} ^{*}\hookrightarrow G} , and looks at the limiting point
This is a fixed point of the action of the 1-PS , and so the line over in the affine space is preserved by the action of . An action of the multiplicative group บน ปริภูมิเวกเตอร์หนึ่งมิติมาพร้อมกับน้ำหนักซึ่งเป็นจำนวนเต็มที่เรากำหนดให้เป็นโดยมีคุณสมบัติที่ว่า
สำหรับใดๆในเส้นใยเหนือเกณฑ์ฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดกล่าวว่า:
- ประเด็นมีเสถียรภาพกึ่งเสถียรหากสำหรับ 1-PS ทั้งหมด.
- ประเด็นจะมีเสถียรภาพหากสำหรับ 1-PS ทั้งหมด.
- ประเด็นจะไม่เสถียรหากสำหรับ 1-PS ใดๆ.
หากต้องการกำหนดนิยามของความเสถียรสำหรับวาไรตี้ เกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดจึงเสนอว่าการพิจารณาการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์เดียวของวาไรตี้ก็เพียงพอแล้ว ซึ่งนำไปสู่แนวคิดของโครงสร้างทดสอบ
การกำหนดค่าการทดสอบ

การกำหนดค่าทดสอบสำหรับพันธุ์ที่มีขั้วเป็นคู่ที่ไหนเป็นโครงร่างที่มีมอร์ฟิซึมแบบแบน :{\mathcal {X}}\to \mathbb {C} } และเป็นกลุ่มเส้นที่ค่อนข้างกว้างขวางสำหรับมอร์ฟิซึมโดยที่:
- สำหรับทุกๆพหุนามฮิลเบิร์ตของไฟเบอร์เท่ากับพหุนามฮิลเบิร์ตของนี่เป็นผลมาจากความเรียบของ.
- มีการกระทำของเกี่ยวกับครอบครัวครอบคลุมการดำเนินการมาตรฐานของบน.
- สำหรับทุกคน (และทุกๆ คน),ในฐานะพันธุ์ที่มีขั้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ห่างจากครอบครัวนี้เป็นเรื่องเล็กน้อย:ที่ไหนคือการฉายภาพลงบนปัจจัยแรก
เรากล่าวว่าการกำหนดค่าการทดสอบเป็นการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์หากและการกำหนดค่าที่ไม่สำคัญหากการดำเนินการเกี่ยวกับเป็นเรื่องเล็กน้อยเมื่อพิจารณาจากปัจจัยแรก
ตัวแปรคงที่โดนัลด์สัน-ฟุตากิ
ในการกำหนดแนวคิดเรื่องความเสถียรในลักษณะเดียวกับเกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ด จำเป็นต้องมีแนวคิดเรื่องน้ำหนักบนเส้นใยของการกำหนดค่าการทดสอบสำหรับพันธุ์ที่มีขั้วตามคำจำกัดความ ครอบครัวนี้มาพร้อมกับการกระทำของครอบคลุมการกระทำบนฐาน และดังนั้นเส้นใยของการกำหนดค่าการทดสอบจึงครอบคลุมถูกกำหนดไว้แล้ว นั่นคือ เรามีการกระทำของบนเส้นใยกลางโดยทั่วไปแล้ว เส้นใยกลางนี้ไม่เรียบ หรือแม้แต่มีความหลากหลาย มีหลายวิธีในการกำหนดน้ำหนักบนเส้นใยกลาง คำจำกัดความแรกกำหนดโดยใช้ตัวแปรฟูทากิแบบทั่วไปเวอร์ชันของ Ding-Tian [ 1 ]คำจำกัดความนี้เป็นเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์และเกี่ยวข้องโดยตรงกับปัญหาการมีอยู่จริงในเรขาคณิต Kähler คำจำกัดความเชิงพีชคณิตกำหนดโดยใช้ตัวแปร Donaldson-Futaki และน้ำหนัก CM ที่กำหนดโดยสูตรการตัดกัน
ตามนิยามแล้ว การกระทำของในแผนการแบ่งขั้วนั้นมาพร้อมกับการกระทำของบนมัดเส้นที่กว้างขวางและด้วยเหตุนี้จึงก่อให้เกิดการกระทำต่อปริภูมิเวกเตอร์สำหรับจำนวนเต็มทั้งหมดการกระทำของบนปริภูมิเวกเตอร์เชิงซ้อนทำให้เกิดการแยกส่วนผลรวมโดยตรงเข้าไปในช่องว่างน้ำหนักโดยที่แต่ละช่องเป็นปริภูมิย่อยหนึ่งมิติของและการกระทำของเมื่อถูกจำกัดไว้มีน้ำหนักกำหนดให้น้ำหนักรวมของการกระทำเป็นจำนวนเต็มนี่เท่ากับน้ำหนักของการกระทำที่เกิดขึ้นบนปริภูมิเวกเตอร์หนึ่งมิติที่ไหน.
กำหนดฟังก์ชันน้ำหนักของการกำหนดค่าการทดสอบเพื่อเป็นฟังก์ชันที่ไหนคือน้ำหนักรวมของการกระทำบนปริภูมิเวกเตอร์สำหรับจำนวนเต็มที่ไม่เป็นลบแต่ละจำนวนในขณะที่ฟังก์ชันนั้นไม่ใช่พหุนามโดยทั่วไป มันกลายเป็นพหุนามดีกรีสำหรับทุกคนสำหรับจำนวนเต็มคงที่บางค่า, ที่ไหนสิ่งนี้สามารถเห็นได้โดยใช้ทฤษฎีบทรีมันน์-รอชแบบสมมาตร โปรดจำไว้ว่าพหุนามฮิลเบิร์ตตรงตามความเท่าเทียมกันสำหรับทุกคนสำหรับจำนวนเต็มคงที่บางค่าและเป็นพหุนามดีกรีสำหรับเรื่องดังกล่าวให้เราเขียนกันเถอะ
ค่าคง ที่โดนัลด์สัน-ฟุตากิของการกำหนดค่าการทดสอบเป็นจำนวนตรรกยะ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ไหนเป็นพจน์อันดับแรกในการขยาย
ค่าคงที่ของ Donaldson-Futaki จะไม่เปลี่ยนแปลงหากถูกแทนที่ด้วยพลังงานบวกดังนั้นในเอกสารทางวิชาการจึงมักมีการกล่าวถึงเสถียรภาพ K โดยใช้- มัดเส้น
เป็นไปได้ที่จะอธิบายค่าคงที่ Donaldson-Futaki ในแง่ของทฤษฎีการตัดกันและนี่คือแนวทางที่ Tian ใช้ในการกำหนดน้ำหนัก CM [ 1 ]การกำหนดค่าทดสอบใดๆยอมรับการอัดแน่นตามธรรมชาติเกิน(เช่น ดู[ 16 ] [ 17 ] ) จากนั้นน้ำหนัก CM จะถูกกำหนดโดย
ที่ไหนนิยามนี้โดยใช้สูตรการตัดกัน มักถูกนำมาใช้ในเรขาคณิตเชิงพีชคณิตในปัจจุบัน
เป็นที่ทราบกันว่าสอดคล้องกับดังนั้นเราจึงสามารถรับน้ำหนักได้จะเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งหรือน้ำหนักสามารถแสดงได้ในรูปของฟอร์ม Chow และไฮเปอร์ดิสคริมิแนนท์[ 18 ] ในกรณีของแมนิโฟลด์ Fano มีการตีความน้ำหนักในแง่ของสิ่งใหม่-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 ]
สำหรับการกำหนดค่าทดสอบกำหนดบรรทัดฐานดังต่อไปนี้ ให้เป็น ตัวสร้าง อนันต์ของการกระทำบนปริภูมิเวกเตอร์. แล้วในทำนองเดียวกันกับพหุนามและฟังก์ชันเป็นพหุนามสำหรับจำนวนเต็มที่มากพอในกรณีของระดับนี้ให้เราเขียนการขยายความดังนี้
มาตรฐาน ของการกำหนด ค่าการทดสอบถูกกำหนดโดยนิพจน์
ตามหลักการเปรียบเทียบกับเกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ด เมื่อเข้าใจถึงการเสียรูป (การกำหนดค่าทดสอบ) และน้ำหนักบนเส้นใยกลาง (ค่าคงที่ของโดนัลด์สัน-ฟูทากิ) แล้ว ก็สามารถกำหนดเงื่อนไขความเสถียรที่เรียกว่าความเสถียรแบบ Kได้
อนุญาตเป็นวาไรตี้พีชคณิตแบบโพลาไรซ์ เรากล่าวว่าเป็น:
- K-กึ่งเสถียรถ้าสำหรับการกำหนดค่าการทดสอบทั้งหมดสำหรับ.
- K-เสถียรถ้าสำหรับการกำหนดค่าการทดสอบทั้งหมดสำหรับและนอกจากนี้เมื่อใดก็ตาม.
- K-polystableถ้าเป็น K-semistable และนอกจากนี้เมื่อใดก็ตามที่การกำหนดค่าการทดสอบเป็นการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์
- 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 Fanoยอมรับเมตริก Kähler–Einstein ในคลาสของก็ต่อเมื่อคู่ดังกล่าวเป็น K-polystable
เฉิน โดนัลด์สัน และซุน อ้างว่าการอ้างสิทธิ์ลำดับความสำคัญที่เท่าเทียมกันของเทียนในการพิสูจน์นั้นไม่ถูกต้อง และพวกเขากล่าวหาเขาว่าประพฤติมิชอบทางวิชาการ[ก]เทียนได้โต้แย้งข้อกล่าวอ้างของพวกเขา[ข]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 : วาไรตี้โพลาไรซ์เรียบยอมรับเมตริกคาห์เลอร์ที่มีความโค้งสเกลาร์คงที่ในคลาสของก็ต่อเมื่อคู่ดังกล่าวเป็น 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 ที่มีความโค้งสเกลาร์คงที่ในกรณีของเส้นตรงเชิงโปรเจกทีฟ,ในกรณีของเส้นโค้งวงรีหรือในกรณีของพื้นผิวรีมันน์ขนาดกะทัดรัดที่มีจีนัส.
พันธุ์ฟาโน
สภาพแวดล้อมที่เพียงพอแล้วเพื่อให้แมนิโฟลด์ฟาโนมีความสำคัญเป็นพิเศษ และในบริบทนั้นมีเครื่องมือมากมายที่ใช้ในการตรวจสอบเสถียรภาพ K ของวาไรตี้ฟาโน ตัวอย่างเช่น การใช้เทคนิคทางพีชคณิตล้วนๆ สามารถพิสูจน์ได้ว่าไฮเปอร์เซอร์เฟซของเฟอร์มาต์ทั้งหมด
พันธุ์ทอริก
ความเสถียรของ K ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดย Donaldson ในบริบทของวาไรตี้ทอริก [ 2 ] ในการตั้งค่าทอริก คำจำกัดความที่ซับซ้อนหลายอย่างของความเสถียรของ K สามารถลดรูปให้เหลือเพียงข้อมูลบนโพลีโทปโมเมนต์ได้ของชนิดทอริกแบบโพลาไรซ์ก่อนอื่นเป็นที่ทราบกันว่าในการทดสอบเสถียรภาพ K นั้น เพียงพอที่จะพิจารณาการกำหนดค่าทดสอบแบบทอริกซึ่งปริภูมิทั้งหมดของการกำหนดค่าทดสอบก็เป็นวาไรตีแบบทอริกเช่นกัน การกำหนดค่าทดสอบแบบทอริกใดๆ ก็ตามสามารถอธิบายได้อย่างสวยงามด้วยฟังก์ชันนูนบนโพลีโทปโมเมนต์ และโดนัลด์สันได้กำหนดเสถียรภาพ K สำหรับฟังก์ชันนูนดังกล่าวไว้แต่เดิม หากการกำหนดค่าทดสอบแบบทอริกสำหรับกำหนดโดยฟังก์ชันนูนบนดังนั้นค่าคงที่ของ Donaldson-Futaki สามารถเขียนได้ดังนี้
ที่ไหนค่าการวัดของเลเบสก์คือค่าบน,คือการวัดมาตรฐานบนขอบเขตของเกิดขึ้นจากคำอธิบายว่าเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมโมเมนต์ (ถ้าขอบของกำหนดโดยอสมการเชิงเส้นสำหรับฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟิน h บางตัวบนถ้าสัมประสิทธิ์เป็นจำนวนเต็มแล้ว), และนอกจากนี้ มาตรฐานของการกำหนดค่าการทดสอบยังสามารถกำหนดได้โดย
ที่ไหนคือค่าเฉลี่ยของบนในส่วนที่เกี่ยวกับ.
โดนัลด์สันได้แสดงให้เห็นว่า สำหรับพื้นผิวทอริก การทดสอบฟังก์ชันนูนที่มีรูปแบบเรียบง่ายเป็นพิเศษก็เพียงพอแล้ว เรากล่าวว่าฟังก์ชันนูนบนเรียกว่าเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแบ่งช่วงถ้าสามารถเขียนให้อยู่ในรูปค่าสูงสุดได้สำหรับฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟินบางประเภทโปรดสังเกตว่าตามนิยามของค่าคงที่ตัวแปรคงที่ของโดนัลด์สัน-ฟุตากิจะไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การบวกฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟิน ดังนั้นเราจึงสามารถเลือกหนึ่งในนั้นได้เสมอให้เป็นฟังก์ชันคงที่เรากล่าวว่าฟังก์ชันนูนเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนอย่างง่ายหากเป็นฟังก์ชันที่มีค่าสูงสุดระหว่างสองฟังก์ชัน และดังนั้นจึงกำหนดโดยสำหรับฟังก์ชันเชิงเส้นแอฟฟินบางฟังก์ชันและเป็นเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนเชิงตรรกะอย่างง่ายถ้ามีสัมประสิทธิ์เชิงตรรกะ ดอนัลด์สันแสดงให้เห็นว่าสำหรับพื้นผิวทอริก การทดสอบเสถียรภาพ K โดยใช้ฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนเชิงตรรกะอย่างง่ายก็เพียงพอแล้ว ผลลัพธ์ดังกล่าวมีประสิทธิภาพมาก เนื่องจากสามารถคำนวณค่าคงที่ของดอนัลด์สัน-ฟูทากิของการกำหนดค่าทดสอบอย่างง่ายดังกล่าวได้อย่างง่ายดาย และด้วยเหตุนี้จึงสามารถกำหนดได้ด้วยวิธีการคำนวณว่าพื้นผิวทอริกที่กำหนดมีเสถียรภาพ K หรือไม่
ตัวอย่างหนึ่งของแมนิโฟลด์ที่ไม่เสถียรแบบ K คือพื้นผิวทอริกพื้นผิว Hirzebruchแรกซึ่งเป็นการขยายระนาบเชิงซ้อนแบบโปรเจคทีฟที่จุดหนึ่ง โดยสัมพันธ์กับโพลาไรเซชันที่กำหนดโดย, ที่ไหน :\mathbb {F} _{1}\to \mathbb {CP} ^{2}} คือการระเบิดและตัวหารพิเศษ

มาตรการบนพื้นผิวขอบแนวนอนและแนวตั้งของรูปทรงหลายเหลี่ยมนั้นเป็นเพียงและบนพื้นผิวแนวทแยงการวัดนี้กำหนดโดยพิจารณาฟังก์ชันนูนบนรูปทรงหลายเหลี่ยมนี้ จากนั้น
และ
ดังนั้น
และด้วยเหตุนี้ พื้นผิว Hirzebruch แรกจึงเกิดขึ้นคือ K-unstable
แนวคิดทางเลือก
ความเสถียรของฮิลเบิร์ตและชอว์
เสถียรภาพ K เกิดขึ้นจากความคล้ายคลึงกับเกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดสำหรับทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิตในมิติจำกัด เป็นไปได้ที่จะใช้ทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิตโดยตรงเพื่อหาแนวคิดอื่นๆ เกี่ยวกับเสถียรภาพสำหรับวาไรตี้ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับเสถียรภาพ K
ลองใช้พันธุ์ที่มีขั้วดูด้วยพหุนามฮิลเบิร์ตและแก้ไขโดยที่กว้างขวางมากโดยมีโคฮอโมโลยีระดับสูงที่หายไป คู่จากนั้นสามารถระบุจุดในแผนผังฮิลเบิร์ตของแผนผังย่อยของด้วยพหุนามฮิลเบิร์ต.
แผนผังฮิลเบิร์ตนี้สามารถฝังลงในปริภูมิเชิงโปรเจกทีฟได้ในฐานะแผนผังย่อยของกราสส์มันน์ (ซึ่งเป็นเชิงโปรเจกทีฟผ่านการฝังแบบพลือกเกอร์ ) กลุ่มเชิงเส้นทั่วไปการกระทำนี้เกิดขึ้นบนโครงร่างฮิลเบิร์ต และจุดสองจุดในโครงร่างฮิลเบิร์ตจะเทียบเท่ากันก็ต่อเมื่อวาไรตี้โพลาไรซ์ที่สอดคล้องกันนั้นเป็นไอโซมอร์ฟิกกัน ดังนั้นจึงสามารถใช้ทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิตสำหรับการกระทำของกลุ่มนี้เพื่อให้ได้แนวคิดเรื่องความเสถียร การสร้างนี้ขึ้นอยู่กับการเลือกดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าวาไรตี้แบบโพลาไรซ์มีเสถียรภาพแบบฮิลเบิร์ตเชิงอะซิมโทติกหากมีเสถียรภาพเมื่อเทียบกับการฝังตัวนี้สำหรับทุก ๆมีขนาดใหญ่พอสมควร สำหรับค่าคงที่บางค่า.
มีการฝังตัวเชิงโปรเจคทีฟอีกแบบหนึ่งของฮิลเบิร์ตสกีมที่เรียกว่าการฝังตัวแบบโชว์ ซึ่งให้การแปลงเชิงเส้นที่แตกต่างกันของฮิลเบิร์ตสกีม และด้วยเหตุนี้จึงมีเงื่อนไขเสถียรภาพที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงสามารถกำหนดเสถียรภาพแบบโชว์เชิงอะซิมโทติก ได้ในทำนองเดียวกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งน้ำหนักแบบโชว์สำหรับค่าคงที่สามารถคำนวณได้ดังนี้
สำหรับมีขนาดใหญ่เพียงพอ[ 46 ]ต่างจากค่าคงที่ Donaldson-Futaki น้ำหนัก Chow จะเปลี่ยนแปลงหากมัดเส้นถูกแทนที่ด้วยพลังงานบางอย่างอย่างไรก็ตาม จากการแสดงออกนั้น
สังเกตได้ว่า
ดังนั้น เสถียรภาพ K จึงเป็นขีดจำกัดของเสถียรภาพ Chow ในแง่หนึ่ง เมื่อพิจารณาจากมิติของปริภูมิเชิงฉายฝังตัวอยู่ในการเข้าใกล้ค่าอนันต์
เราอาจกำหนดนิยามของภาวะกึ่งเสถียรแบบ Chow เชิงอะซิมโทติกและภาวะกึ่งเสถียรแบบ Hilbert เชิงอะซิมโทติกได้ในทำนองเดียวกัน และแนวคิดต่างๆ เกี่ยวกับความเสถียรมีความสัมพันธ์กันดังนี้:
เสถียรภาพของ Chow ในระยะอสิมโทติกมีเสถียรภาพแบบฮิลเบิร์ตเชิงอะซิมโทติกเสถียรแบบฮิลเบิร์ตเชิงอะซิมโทติกเสถียรภาพกึ่งเสถียรของ Chow เชิงอะซิมโทติกเค-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 นั้นได้มาจากการขยายวาไรตี้ให้ใหญ่ขึ้นเป็นหลักตามลำดับของอุดมคติที่ไม่เปลี่ยนแปลง รองรับบนไฟเบอร์กลาง[ 47 ]ผลลัพธ์นี้เป็นผลมาจากเดวิด มัมฟอร์ดเป็นหลัก[ 48 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การกำหนดค่าการทดสอบทุกแบบจะถูกครอบงำด้วยการระเบิดของตามอุดมคติของรูปแบบ
ที่ไหนคือพิกัดบนโดยการยึดมั่นในอุดมคตินี้ เทียบเท่ากับการขยายขอบเขตไปตามธงของแผนย่อยต่างๆ
ภายในสำเนาของการแยกส่วนนี้ได้มาจากการแยกส่วนพื้นที่น้ำหนักของอุดมคติไม่เปลี่ยนแปลงเป็นหลักภายใต้การกระทำ.
ในกรณีพิเศษที่แฟล็กของซับสกีมนี้มีความยาวหนึ่ง ค่าคงที่ของโดนัลด์สัน-ฟุตากิสามารถคำนวณได้ง่าย และจะได้ความเสถียรแบบ K-stability เมื่อกำหนดซับสกีมแล้วกำหนดโดยชีฟในอุดมคติการกำหนดค่าการทดสอบกำหนดโดย
ซึ่งเป็นการเสียรูปของกรวยปกติของการฝังตัว.
หากเป็นพันธุ์ต่างๆมีพหุนามฮิลเบิร์ตกำหนดความชันของจะเป็น
เพื่อกำหนดความชันของแผนย่อยพิจารณาพหุนามฮิลเบิร์ต-ซามูเอลของสับสกีม,
สำหรับและจำนวนตรรกยะเช่นนั้นสัมประสิทธิ์เป็นพหุนามในของปริญญาและความชัน K ของในส่วนที่เกี่ยวกับถูกกำหนดโดย
คำจำกัดความนี้สมเหตุสมผลสำหรับการเลือกจำนวนจริงใดๆ ก็ตามที่ไหนคือค่าคงที่ Seshadriของโปรดสังเกตว่าการนำเรากู้คืนความชันของทั้งคู่ความชัน K-กึ่งเสถียรถ้าสำหรับสับสคีมที่เหมาะสมทั้งหมด,สำหรับทุกคน(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
ของชนิดที่มีขั้วการกรองที่พิจารณาจะต้องสอดคล้องกับการจัดระดับบนวงแหวนพิกัดในความหมายดังต่อไปนี้: การกรองของเป็นสายโซ่ของปริภูมิย่อยที่มีมิติจำกัด
โดยที่เงื่อนไขต่อไปนี้ต้องเป็นจริง:
- การกรองเป็นแบบทวีคูณกล่าวคือสำหรับทุกคน.
- ระบบการกรองเข้ากันได้กับการจัดระดับบนมาจากชิ้นส่วนที่ได้รับการจัดเกรดนั่นคือ ถ้าจากนั้นชิ้นส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันแต่ละชิ้นของอยู่ใน.
- ระบบกรองไอเสียนั่นคือ เรามี.
เมื่อกำหนดตัวกรองแล้วพีชคณิตรีส์ของมันถูกกำหนดโดย
เรากล่าวว่าการกรองถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัดหากพีชคณิตรีสของมันถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัด เดวิด วิทท์ นีสตรอม ได้พิสูจน์แล้วว่าการกรองถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัดก็ต่อเมื่อมันเกิดขึ้นจากการกำหนดค่าทดสอบ และเซเกลีฮิดีได้พิสูจน์แล้วว่าการกรองใดๆ ก็ตามเป็นลิมิตของการกรองที่ถูกสร้างขึ้นอย่างจำกัด[ 52 ]เมื่อรวมผลลัพธ์เหล่านี้ เซเกลีฮิดีสังเกตว่าตัวอย่างของอโพสโตลอฟ-คาลเดอร์แบงก์-เกาดูชง-ทอนเนเซน-ฟรีดแมนจะไม่ละเมิดสมมติฐานของเยา-เทียน-โดนัลด์สัน หากความเสถียร K ถูกแทนที่ด้วยความเสถียร K ของการกรอง สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าคำจำกัดความของความเสถียร K อาจจำเป็นต้องได้รับการแก้ไขเพื่อพิจารณาตัวอย่างจำกัดเหล่านี้