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 ]
ในปี 1997 Tian ได้เสนอเงื่อนไขความเสถียรดังกล่าว ซึ่งเขาเรียกว่าK-stabilityตามชื่อฟังก์ชันพลังงาน Kที่Toshiki Mabuchiนำเสนอ[ 1 ] [ 15 ] เดิมที K ย่อมาจากkineticเนื่องจากความคล้ายคลึงกันของฟังก์ชันพลังงาน K กับพลังงานจลน์ และมาจากภาษาเยอรมันkanonischซึ่งหมายถึงบันเดิลแคนอนิกคำจำกัดความของ Tian มีลักษณะเป็นเชิงวิเคราะห์ และเฉพาะเจาะจงกับกรณีของ Fano manifold หลายปีต่อมา Donaldson ได้นำเสนอเงื่อนไขเชิงพีชคณิตที่อธิบายไว้ในบทความนี้เรียกว่าK-stabilityซึ่งมีความหมายในวาไรตี้โพลาไรซ์ใดๆ และเทียบเท่ากับคำจำกัดความเชิงวิเคราะห์ของ Tian ในกรณีของวาไรตี้โพ ลาไรซ์ที่ไหนคือฟาโน[ 2 ]
คำนิยาม
ในส่วนนี้เราจะศึกษาเกี่ยวกับจำนวนเชิงซ้อนแต่ประเด็นสำคัญของคำจำกัดความนั้นใช้ได้กับทุกสาขา วาไรตี้แบบโพลาไรซ์คือคู่หนึ่งที่ไหนเป็นวาไรตี้พีชคณิต ที่ซับซ้อน และเป็นมัดเส้นที่กว้างขวางบนความหลากหลายที่มีขั้วดังกล่าวมาพร้อมกับการฝังตัวลงในพื้นที่เชิงฉายภาพโดยใช้โครงสร้างProj
ที่ไหนคือจำนวนเต็มบวกใดๆ ที่มีขนาดใหญ่พอที่มีขนาดใหญ่มากดังนั้นความหลากหลายแบบโพลาไรซ์ทุกชนิดจึงเป็นแบบฉายภาพการเปลี่ยนตัวเลือกของกลุ่มเส้นขนาดใหญ่บนส่งผลให้เกิดการฝังตัวแบบใหม่ของไปสู่ปริภูมิเชิงฉายภาพที่อาจแตกต่างกัน ดังนั้น วาไรตี้แบบโพลาไรซ์จึงสามารถคิดได้ว่าเป็นวาไรตี้เชิงฉายภาพพร้อมกับการฝังตัวแบบคงที่ในปริภูมิเชิงฉายภาพบางแห่ง.
เกณฑ์ฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ด
ความเสถียรแบบ K ถูกกำหนดโดยการเปรียบเทียบกับเกณฑ์ของฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดจากทฤษฎีตัวแปรทางเรขาคณิตมิติจำกัดทฤษฎีนี้อธิบายถึงความเสถียรของจุดบนวาไรตี้แบบโพลาไรซ์ ในขณะที่ความเสถียรแบบ K เกี่ยวข้องกับความเสถียรของวาไรตี้แบบโพลาไรซ์เอง
เกณฑ์ฮิลเบิร์ต-มัมฟอร์ดแสดงให้เห็นว่า เพื่อทดสอบเสถียรภาพของจุดในวาไรตี้พีชคณิตเชิงโปรเจกทีฟภายใต้การกระทำของกลุ่มพีชคณิตลดรูปพิจารณากลุ่มย่อยที่มีพารามิเตอร์เดียว ( 1-PS ) ก็เพียงพอแล้วเพื่อดำเนินการต่อ ให้ใช้ 1-PS ของ, พูด :\mathbb {C} ^{*}\hookrightarrow G} และพิจารณาจุดลิมิต
นี่คือจุดคงที่ของการทำงานของ 1-PSและด้วยเหตุนี้เส้นจึงพาดผ่านในปริภูมิเชิงเส้นตรงถูกรักษาไว้ด้วยการกระทำของการกระทำของกลุ่มการคูณบน ปริภูมิเวกเตอร์หนึ่งมิติมาพร้อมกับน้ำหนักซึ่งเป็นจำนวนเต็มที่เรากำหนดให้โดยมีคุณสมบัติที่ว่า
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-ฟุตากิจะไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การบวกฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแอฟฟิน ดังนั้นเราจึงสามารถเลือกหนึ่งในนั้นได้เสมอให้เป็นฟังก์ชันคงที่เรากล่าวว่าฟังก์ชันนูนเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นแบบแบ่งส่วนอย่างง่ายหากเป็นฟังก์ชันที่มีค่าสูงสุดสองค่า 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 เชิงอะซิมโทติกK-กึ่งเสถียร
อย่างไรก็ตาม ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดว่าเสถียรภาพ K หมายถึงเสถียรภาพ Chow แบบเชิงเส้นกำกับหรือไม่[ 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
ที่ไหนคือพิกัดบนโดยอาศัยการสนับสนุนจากอุดมคติเหล่านี้ สิ่งนี้สอดคล้องกับการขยายตัวไปตามธงของแผนการย่อยต่างๆ
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