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現代数学解説
文献あり

2-圏の間の射としての豊穣圏

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この記事について

論文 Categories enriched on two sides にて定義された、2-圏の間の豊穣圏について紹介する。

背景

任意のモノイダル圏Mに対して、M上の豊穣圏の概念があり、それに伴ってM-函手やM-自然変換といった概念もある。
これらは、直積をテンソル積として持つ集合の圏Set上の豊穣圏が局所小圏と一致するような一般化になっている。
単一対象なbicategory Bを与えることとモノイダル圏Mを与えることは、関係式M=B(,)より同値となる。このとき、BMのサスペンションと呼ばれており、ΣMで表される。
MCATと同様に、一般のbicategory B上の豊穣圏の概念によりbicategory BCATが構成される。これは、B=ΣMのときMCATに一致する。

Cがbicategory B上の豊穣圏のとき、写像ι:ObCObBにより、各a,bCに対してC(a,b)B(ι(a),ι(b))となっている。
一般元の考え方から、C(a,b)は射ptB(ι(a),ι(b))であるため、ptの部分をより一般化したのが、今回紹介する「2-圏の間の豊穣圏」である。

定義

2-圏Bの水平合成をBと表すこととする。

2-sided enrichment

V, Wをbicategoryとする。
VからWへの豊穣圏(category enriched from V to W)とは、以下のデータからなる:
(1) 対象: スパン
ObV()ObA()+ObW
(2) Hom: 各A,BAに対して函手
A(A,B):V(A,B)W(A+,B+)
(3) 恒等子: 各AAに対してWの2-射
idA:idA+A(A,A)(idA):A+A+
(4) 合成子: 各A,B,CAに対して自然変換
(A)A,CB:(W)A+,C+B+(A(B,C)×A(A,B))A(A,C)(V)A,CB
fV(A,B), gV(B,C)による(f,g)-成分を書き下すと以下のようになる:
(A)A,CB(g,f):A(B,C)(g)WA(A,B)(f)A(A,C)(gVf)
これらのデータは、以下の公理をそれぞれ満たす:
(R1) 左単位性: A,BAfV(A,B)に対して以下の図式が可換となる:
A(B,B)(idB)WA(A,B)(f)(A)A,BB(idB,f)A(A,B)(idBVf)A(A,B)(λ)idB+WA(A,B)(f)λidBWA(A,B)A(A,B)(f)
(R2) 右単位性: A,BAfV(A,B)に対して以下の図式が可換となる:
A(A,B)(f)WA(A,A)(idA)(A)A,BA(f,idA)A(A,B)(fVidA)A(A,B)(ρ)A(A,B)(f)WidA+ρA(A,B)WidAA(A,B)(f)
(R3) 結合性: A,B,C,D,E,FAfV(A,B), gV(B,C), hV(C,D)に対して以下の図式が可換となる:
(A(C,D)(h)WA(B,C)(g))WA(A,B)(f)(A)B,DC(h,g)WidαA(C,D)(h)W(A(B,C)(g)WA(A,B)(f))idW(A)A,CB(g,f)A(B,D)(hVg)WA(A,B)(f)(A)A,DB(hVg,f)A(C,D)(h)WA(A,C)(gVf)(A)A,DC(h,gVf)A(A,D)((hVg)Vf)A(A,D)(α)A(A,D)(hV(gVf))

2-sided enrichmentは、enrichment over bicategoryの一般化になっている。

事実、ptからVへの豊穣圏は、bicategory V上の豊穣圏の定義と一致する。

2-sided enrichmentは、bifunctorの一般化になっている。

事実、VからWへの豊穣圏Cの持つスパンObVObCObWが特に写像ObVObWな場合、CVからWへのbifunctorとなる。

豊穣圏C:VWD:WXに対して、スパンObVObCObWObWObDObXの合成と、函手C(A,B):V(A,B)W(A+,B+)D(X,Y):W(X,Y)X(X+,Y+)の合成により、CDの合成となる豊穣圏VXが定義できる。

参考文献

投稿日:20241125
更新日:20241212
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桜武
桜武
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普段は、ITエンジニアとして働いています。 面白そうなガジェットやジャンクを買っては改造したり修理したりして遊んでいます。 解析的整数論 / 高次圏論 / 豊穣圏論

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