อ่าน 13 นาที
ระบบโพสต์นิคอฟ
ใน ทฤษฎีโฮโมโทปี ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของ โทโพโลยีเชิงพีชคณิต ระบบ โพสต์นิคอฟ (หรือ หอคอยโพสต์นิคอฟ ) คือวิธีการแยกส่วนปริภูมิ โทโพโลยี โดยการกรอง ประเภทโฮโมโทปี...
ระบบโพสต์นิคอฟ
ในทฤษฎีโฮโมโทปีซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของโทโพโลยีเชิงพีชคณิตระบบโพสต์นิคอฟ (หรือหอคอยโพสต์นิคอฟ ) คือวิธีการแยกส่วนปริภูมิโทโพโลยีโดยการกรองประเภทโฮโมโทปีสำหรับปริภูมิหนึ่งนี่คือรายการของปริภูมิที่
และชุดแผนที่ที่เป็นไฟเบอร์เรชันโดยใช้ ปริภูมิ Eilenberg-MacLaneเป็นไฟเบอร์ กล่าวโดยสรุป เรากำลังแยกประเภทโฮโมโทปีโดยใช้ระบบผกผันของปริภูมิเชิงทอพอโลยีซึ่งประเภทโฮโมโทปีที่ระดับสอดคล้องกับประเภทโฮโมโทปีที่ถูกตัดทอนของปริภูมิเดิมระบบ Postnikov ถูกนำเสนอโดยและตั้งชื่อตามMikhail Postnikov
มีโครงสร้างที่คล้ายกันเรียกว่าหอคอยไวท์เฮด (นิยามไว้ด้านล่าง) ซึ่งแทนที่จะมีพื้นที่ที่มีประเภทโฮโมโทปีสำหรับดีกรีพื้นที่เหล่านี้จะมีกลุ่มโฮโมโทปีว่างสำหรับดีกรี
คำนิยาม
ระบบโพสต์นิคอฟของปริภูมิที่เชื่อมต่อกันด้วยเส้นทาง คือระบบผกผันของปริภูมิ
โดยมีลำดับของแผนที่ที่เข้ากันได้กับระบบผกผันดังนี้
- แผนที่นี้ก่อให้เกิดไอโซมอร์ฟิซึมสำหรับทุกๆ
- สำหรับ. [ 1 ] : 410
- แผนที่แต่ละอันเป็นไฟเบอร์เรชันดังนั้นไฟเบอร์จึงเป็นปริภูมิไอเลนเบิร์ก-แมคเลน
เงื่อนไขสองข้อแรกบ่งชี้ว่าก็เป็นปริภูมิ เช่นกัน โดยทั่วไปแล้ว ถ้าเชื่อมต่อกัน แล้วก็เป็นปริภูมิ และ ทั้งหมดสำหรับสามารถหดตัวได้โปรดสังเกตว่าเงื่อนไขข้อที่สามนั้น บางผู้เขียนใส่เข้ามาโดยสมัครใจเท่านั้น
การดำรงอยู่
ระบบ Postnikov มีอยู่บนคอมเพล็กซ์ CW ที่เชื่อมต่อกัน [ 1 ] : 354 และมีความสมมูลโฮโมโทปีอ่อนระหว่างและขีดจำกัดผกผัน ของมัน ดังนั้น
- ,
แสดงให้เห็นว่าเป็นการประมาณค่า CWของลิมิตผกผัน สามารถสร้างได้บนคอมเพล็กซ์ CW โดยการกำจัดกลุ่มโฮโมโทปีซ้ำๆ ถ้าเรามีแผนที่ที่แสดงถึงคลาสโฮโมโทปีเราสามารถทำการพุชเอาท์ตามแผนที่ขอบเขตเพื่อกำจัดคลาสโฮโมโทปี สำหรับกระบวนการนี้ สามารถทำซ้ำได้สำหรับทุกค่าทำให้ได้ปริภูมิที่มีกลุ่มโฮโมโทปีเป็นศูนย์โดยใช้ข้อเท็จจริงที่ว่าสามารถสร้างได้จากโดยการกำจัดแผนที่โฮโมโทปีทั้งหมด เรา จะ ได้แผนที่
ทรัพย์สินหลัก
หนึ่งในคุณสมบัติหลักของหอคอยโพสต์นิคอฟ ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพอย่างมากในการศึกษาขณะคำนวณโคฮอโมโลยี คือข้อเท็จจริงที่ว่าปริภูมิเหล่านี้เป็นโฮโมโทปิกกับคอมเพล็กซ์ CW ซึ่งแตกต่างกันเพียงแค่เซลล์ที่มีมิติเท่านั้น
การจำแนกประเภทตามความคล้ายคลึงกันของเส้นใย
ลำดับของไฟเบอร์[ 2 ]มีตัวแปรคงที่ที่กำหนดโดยโฮโมโทปี ซึ่งหมายความว่าคลาสโฮโมโทปีของแผนที่ให้ประเภทโฮโมโทปีที่กำหนดไว้อย่างดีคลาสโฮโมโทปีของมาจากการพิจารณาคลาสโฮโมโทปีของแผนที่จำแนกสำหรับไฟเบอร์แผนที่จำแนกที่เกี่ยวข้องคือ
- ,
ดังนั้น คลาสโฮโมโทปีจึงถูกจำแนกโดยคลาสโฮโมโทปี
เรียกว่าค่าคงที่โพสต์นิคอฟลำดับที่nของเนื่องจากคลาสโฮโมโทปีของแผนที่ไปยังปริภูมิไอเลนเบิร์ก-แมคเลนให้โคโฮโมโลยีที่มีสัมประสิทธิ์ในกลุ่มอาเบเลียนที่ เกี่ยวข้อง
ลำดับไฟเบอร์สำหรับปริภูมิที่มีกลุ่มโฮโมโทปีที่ไม่ใช่กลุ่มศูนย์สองกลุ่ม
กรณีพิเศษอย่างหนึ่งของการจำแนกประเภทโฮโมโทปีคือ คลาสโฮโมโทปีของปริภูมิซึ่งมีไฟเบอร์เรชันอยู่
โดยให้ประเภทโฮโมโทปีที่มีกลุ่มโฮโมโทปีที่ไม่ใช่กลุ่มย่อยสองกลุ่ม คือ, และจากนั้น จากการอภิปรายก่อนหน้านี้ แผนที่ไฟเบรชันจะให้คลาสโคโฮโมโลยีใน
- ,
ซึ่งสามารถตีความได้ว่าเป็นคลาสโคฮอโมโลยีของกลุ่ม ได้เช่นกัน พื้นที่นี้สามารถพิจารณาได้ว่าเป็นระบบ โลคัลระดับสูง
ตัวอย่างของหอคอยโพสต์นิคอฟ
หอคอยโพสต์นิคอฟของK ( G , n )
กรณีที่ง่ายที่สุดในเชิงแนวคิดกรณีหนึ่งของหอคอยโพสต์นิคอฟคือพื้นที่ไอเลนเบิร์ก-แมคเลนซึ่งให้หอคอยที่มี
หอคอยโพสต์นิคอฟของS 2
หอคอยโพสต์นิคอฟสำหรับทรงกลมเป็นกรณีพิเศษซึ่งสามารถเข้าใจพจน์แรก ๆ ได้อย่างชัดเจน เนื่องจากเรามีกลุ่มโฮโมโทปีแรก ๆ จากการเชื่อมต่ออย่างง่ายของ ทรงกลม ทฤษฎีดีกรีของทรงกลม และการไฟเบอร์แบบฮอปฟ์ซึ่งให้สำหรับดังนั้น
จากนั้นและมาจากลำดับการดึงกลับ
ซึ่งเป็นองค์ประกอบใน
- .
ถ้าสิ่งนี้เป็นเรื่องเล็กน้อย มันจะหมายความว่า. แต่ไม่ใช่เช่นนั้น! อันที่จริง นี่เป็นสาเหตุที่กลุ่มอนันต์ที่เข้มงวดไม่จำลองประเภทโฮโมโทปี[ 3 ]การคำนวณค่าคงที่นี้ต้องใช้ความพยายามมากขึ้น แต่สามารถหาได้อย่างชัดเจน[ 4 ]นี่คือรูปแบบกำลังสองบน ที่ได้มาจาก Hopf fibration โปรดทราบว่าแต่ละองค์ประกอบในให้ประเภทโฮโมโทปี 3 ที่แตกต่างกัน
กลุ่มโฮโมโทปีของทรงกลม
การประยุกต์ใช้หอคอย Postnikov อย่างหนึ่งคือการคำนวณ กลุ่ม โฮโมโทปีของทรงกลม[ 5 ]สำหรับทรงกลมมิติ nเราสามารถใช้ทฤษฎีบท Hurewiczเพื่อแสดงว่าแต่ละทรงกลมสามารถหดตัวได้สำหรับn เนื่องจากทฤษฎีบทบ่งชี้ว่ากลุ่มโฮโมโทปีล่างเป็นกลุ่มที่ไม่มีนัยสำคัญ โปรดจำไว้ว่ามีลำดับสเปกตรัมสำหรับไฟเบอร์เร ใดๆ เช่น ไฟเบอร์เร
- .
จากนั้นเราสามารถสร้างลำดับสเปกตรัมโฮโมโลจิคัลที่มีเทอม - ได้
- .
และแผนที่ที่ไม่ใช่แผนที่ธรรมดาแผนแรกไปยัง,
- ,
เขียนได้เทียบเท่าว่า
- .
ถ้าการคำนวณและ นั้นง่าย เราก็จะได้รับข้อมูลเกี่ยวกับลักษณะของแผนที่นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ถ้าเป็นการสมมาตร เราจะได้การคำนวณของสำหรับกรณีนี้ สามารถคำนวณได้อย่างชัดเจนโดยใช้ไฟเบอร์เส้นทางสำหรับคุณสมบัติหลักของหอคอยโพสต์นิคอฟสำหรับ(ซึ่งให้และทฤษฎีสัมประสิทธิ์สากลซึ่งให้ยิ่งไปกว่านั้น เนื่องจากทฤษฎีการแขวนลอยของฟรอยเดนทัลสิ่งนี้จึงให้กลุ่มโฮโมโทปีที่เสถียรเนื่องจากเสถียรสำหรับ
โปรดทราบว่าสามารถใช้เทคนิคที่คล้ายกันได้โดยใช้หอคอยไวท์เฮด (ด้านล่าง) สำหรับการคำนวณและซึ่งจะให้กลุ่มโฮโมโทปีเสถียรที่ไม่ธรรมดาสองกลุ่มแรกของทรงกลม
หอคอยสเปกตรัมของโพสต์นิคอฟ
นอกจากหอคอย Postnikov แบบคลาสสิกแล้ว ยังมีแนวคิดเกี่ยวกับหอคอย Postnikov ในทฤษฎีโฮโมโทปีเสถียรที่สร้างขึ้นบนสเปกตรัม[ 6 ]หน้า 85-86
คำนิยาม
สำหรับสเปกตรัมหอคอยโพสต์นิคอฟของคือ แผนภาพในหมวดหมู่โฮโมโทปีของสเปกตรัมซึ่งกำหนดโดย
- ,
พร้อมแผนที่
การเดินทางโดยใช้แผนที่ ดังนั้น หอคอยนี้จึงเรียกว่าหอคอยโพสต์นิคอฟ หากตรงตามเงื่อนไขสองข้อต่อไปนี้:
- สำหรับ,
- เป็นไอโซมอร์ฟิซึมสำหรับ
กลุ่มโฮโมโทปีที่เสถียรของสเปกตรัมอยู่ ที่ไหนปรากฏว่าสเปกตรัมทุกอันมีหอคอยโพสต์นิคอฟ และหอคอยนี้สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้วิธีการอุปนัยแบบเดียวกันกับที่กล่าวไว้ข้างต้น
หอคอยไวท์เฮด
เมื่อกำหนดคอมเพล็กซ์ CW แล้วจะมีการสร้างแบบคู่ขนานกับหอคอยโพสต์นิคอฟที่เรียกว่าหอคอยไวท์เฮดแทนที่จะกำจัดกลุ่มโฮโมโทปีระดับสูงทั้งหมด หอคอยไวท์เฮดจะกำจัดกลุ่มโฮโมโทปีระดับต่ำกว่าทีละขั้นตอน ซึ่งกำหนดโดยหอคอยของคอมเพล็กซ์ CW
- ,
ที่ไหน
- กลุ่มโฮโมโทปีล่างมีค่าเป็นศูนย์ ดังนั้นสำหรับ.
- แผนที่ที่เหนี่ยวนำนี้เป็นไอโซมอร์ฟิซึมสำหรับ
- แผนที่เหล่านี้เป็นการสร้างเส้นใยด้วยเส้นใย
ผลกระทบ
โปรดสังเกตว่า เป็นพื้นที่ปกคลุมสากลของเนื่องจากเป็นพื้นที่ปกคลุมที่มีการเชื่อมต่อแบบง่าย นอกจากนี้ แต่ละยังเป็นพื้นที่ปกคลุมแบบเชื่อมต่อสากลของด้วย
การก่อสร้าง
พื้นที่ในหอคอยไวท์เฮดถูกสร้างขึ้นแบบอุปนัย หากเราสร้างโดยการกำจัดกลุ่มโฮโมโทปีระดับสูงใน[ 7 ] เราจะได้การฝังตัวหากเราปล่อยให้
สำหรับจุดฐาน คงที่บางจุด แผนที่ที่เหนี่ยวนำจะเป็นมัดไฟเบอร์ที่มีไฟเบอร์แบบโฮมีโอเมอร์ฟิกกับ
- ,
และด้วยเหตุนี้เราจึงมีภาวะหัวใจเต้นผิดจังหวะแบบเซอร์เร (Serre fibration)
- .
โดยใช้ ลำดับที่แน่นอนยาวในทฤษฎีโฮโมโทปี เราจะได้ว่าสำหรับ, สำหรับ, และสุดท้ายจะมีลำดับที่แน่นอน
- ,
โดยที่ถ้ามอร์ฟิซึมตรงกลางเป็นไอโซมอร์ฟิซึม กลุ่มอีกสองกลุ่มจะเป็นศูนย์ สามารถตรวจสอบได้โดยการพิจารณาการรวมและสังเกตว่าปริภูมิ Eilenberg–Maclane มีการแบ่งส่วนแบบเซลลูลาร์
- ; ดังนั้น,
- ,
ให้ผลลัพธ์ที่ต้องการ
ในฐานะเส้นใยโฮโมโทปี
อีกวิธีหนึ่งในการมองส่วนประกอบในหอคอยไวท์เฮดคือการมองเป็นเส้นใยโฮโมโทปีถ้าเราพิจารณา
จากหอคอยโพสต์นิคอฟ เราจะเห็นพื้นที่ซึ่งมี
หอคอยสเปกตรัมของไวท์เฮด
แนวคิดคู่ขนานของหอคอยไวท์เฮดสามารถกำหนดได้ในลักษณะเดียวกันโดยใช้เส้นใยโฮโมโทปีในหมวดหมู่ของสเปกตรัม ถ้าเราให้
จากนั้นสามารถจัดระเบียบสิ่งนี้เป็นหอคอยที่ให้การปกคลุมสเปกตรัมที่เชื่อมต่อกัน นี่เป็นโครงสร้างที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]ในทฤษฎีบอร์ดิซึมเนื่องจากการปกคลุมของสเปกตรัมโคบอร์ดิซึมที่ไม่กำหนดทิศทางทำให้เกิดทฤษฎีบอร์ดิซึมอื่นๆ[ 10 ]
เช่นโรคบอร์ดิซึม แบบเส้น
หอคอยไวท์เฮดและทฤษฎีสตริง
ในเรขาคณิตสปิน กลุ่ม นี้ถูกสร้างขึ้นเป็นผลรวมสากลของกลุ่มออร์โธโกนอลพิเศษดังนั้นจึงเป็นไฟเบรชัน ซึ่งให้พจน์แรกในหอคอยไวท์เฮด มีการตีความที่เกี่ยวข้องทางกายภาพสำหรับส่วนที่สูงกว่าในหอคอยนี้ ซึ่งสามารถอ่านได้ดังนี้
โดยที่คือการปกคลุมที่เชื่อมต่อกันของเรียกว่ากลุ่มสตริงและคือการปกคลุมที่เชื่อมต่อกันของ เรียกว่ากลุ่มไฟว์เบรน[ 11 ] [ 12 ]
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ระบบโพสต์นิคอฟ
ใน ทฤษฎีโฮโมโทปี ซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของ โทโพโลยีเชิงพีชคณิต ระบบ โพสต์นิคอฟ (หรือ หอคอยโพสต์นิคอฟ ) คือวิธีการแยกส่วนปริภูมิ โทโพโลยี โดยการกรอง ประเภทโฮโมโทปี...
คำนิยาม
ระบบ โพสต์นิคอฟ ของ ปริภูมิที่เชื่อมต่อกันด้วยเส้นทาง คือระบบผกผันของปริภูมิ X {\displaystyle X}
การดำรงอยู่
ระบบ Postnikov มีอยู่บน คอมเพล็กซ์ CW ที่เชื่อมต่อกัน [ 1 ] : 354 และมี ความสมมูลโฮโมโทปีอ่อน ระหว่างและ ขีดจำกัดผกผัน ของมัน ดังนั้น X {\displaystyle X}
ทรัพย์สินหลัก
หนึ่งในคุณสมบัติหลักของหอคอยโพสต์นิคอฟ ซึ่งทำให้มีประสิทธิภาพอย่างมากในการศึกษาขณะคำนวณโคฮอโมโลยี คือข้อเท็จจริงที่ว่าปริภูมิเหล่านี้เป็นโฮโมโทปิกกับคอมเพล็กซ์ CW ซึ่งแตกต่างกันเพียงแค่เซลล์ที่มีมิติเท่านั้น X n {\displaystyle X_{n}} X n {\displaystyle...