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参照用 記事

一般関手モデル:インスタンスの余タプリングと貼り合わせ

スキーマとインスタンス -- 一般関手モデル」に書いた“スピヴァックの処方箋”に従うと、考えるスキーマの全体である“圏の圏”SchアンビエントCを決めると、グロタンディーク構成により圏のファイブレーション ∫(s∈Sch | [s, C]) → Sch ができるのでした。

以下、平坦化された圏 ∫(s∈Sch | [s, C]) を単にInstと書くことにします。Instの対象は、スキーマSとその上のインスタンス F:SC の組 (S, F) です。Instの射 (S, F)→(T, G) は、スキーマ射(関手)σ:ST と自然変換 α:F⇒σ*(G) の組です(「インデックス付き圏のグロタンディーク構成」を参照)。

スキーマとインスタンス -- 一般関手モデル」より:

異なるスキーマ上のインスタンスを組み合わせて別なインスタンスを作り出す方法が色々と可能となります。

ここでは、異なるスキーマ上のインスタンスを組み合わせる方法を紹介します。とても簡単な方法です。[追記]予備知識と慣れがないと簡単とは感じないですね。[/追記]

STが小さい圏だとします。STの直和 S + T は、集合の場合と同じように定義できます。STを重ならないように並べたものが S + T です。2つの入射 S→(S + T), T→(S + T) も自明でしょう。S, T上になんらかの構造、例えばモノイド圏の構造があって、S + T 上にもモノイド積を入れようと思うと無理なときがありますが、単なる圏としてなら S + T はwell-definedです。

2つの関手 F:SC, G:TC に対して、デカルト余ペアリング [F, G]:(S + T)→C の定義も集合のときと同じです。([追記]ムーッ、[X, Y] という書き方は、指数 YX の意味でも使うなー。ここでは指数じゃありません。[/追記])「S上ではF、T上ではG」である関手ですね。2個以上の関手に対しても余タプリングが定義できます。

圏の圏Schが直和で閉じているとします。つまり、S, T∈|Sch| ならば、(S + T)∈|Sch| です。F:SC, G:TC は、定義よりInstの対象です; F, G∈Instデカルト余ペアリング [F, G] もInstに入ります。次の事実が成立します。

  • F1, ..., FnInstの対象なら、余タプリング [F1, ..., Fn] もInstの対象である。

この構成は、いくつかのインスタンス達 F1, ..., Fn を単純に寄せ集めることになります。

もう少しだけ一般化しておきます。ファイバー積の双対(つまりpushout構成)を融合和(amalgamed sum)と呼ぶことにします。圏の圏Schが融合和で閉じているとします。つまり、S, T, J∈|Sch| で、σ:JS, ρ:JTスキーマ射のとき、スパン (SJT) を補完する押し出し図(pushout diagram)がSch内で常に作れると仮定します。

Sch内のスパン (σ:SJT:ρ) に対して、F:SC、G:TC、それと K:JC があって、次の意味で整合性を持っているとします。

  1. σ;F = K :JC
  2. ρ;G = K :JC

このとき、インスタンスFとGを、インスタンスKを糊しろにして貼り合わせること(gluing)ができます。貼り合わせたインスタンスは、スパンに対する融合和であるスキーマ上に載っています。Jが空圏であるときの貼り合わせが余ペアリング(余タプリング)です。

より一般に、Sch内の図式があって、その図式の各点(点がスキーマ)で定義されたインスタンス達が全体として整合性を持てば(貼り合わせ可能なら)、図式に沿って貼りあわせたインスタンスを、図式の余極限(それが存在するとして)の上に構成することができます。

この構成を逆向きに見ると、大きなスキーマ上のインスタンスを、小さなピースに分解していることになります*1。ピースは重なっていることもあって、重なり部分がまたピースになっています。分解されたピース達の整合性条件とは、「もともとは1つのものだった」という事実を述べたものです。

このような貼り合わせ合成やピースへの分解は、インスタンスの工作術(craftwork)の基本となります。

*1:必ずしも小さくはならない分解もありますが、たいていは小さくする目的で分解するでしょう。