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参照用 記事

型理論に出てくる第一射影と第二射影

ファミリー付き圏〈category with families | CwF〉やC-システム〈C-system〉(コンテキスト圏〈contextual category〉と同じ)など、型理論の構文的側面を圏論的に定式化した圏(型理論的圏)では、「射影〈projection〉」と呼ばれる射が登場します。射影がペアで登場するときは、「第一射影〈first projection〉」、「第二射影〈second projection〉」という呼び方をします。

ところが、「第一射影」、「第二射影」が何を意味するかは、人により場合によりまったく違ってしまうのですよね。$`\newcommand{\cat}[1]{\mathcal{#1}}`$

以下の図は、型理論的圏 $`\cat{C}`$ 内の図式だとします。図式全体として可換にはなっていません(可換な部分もありますが)。

$`\quad \xymatrix{
{}
& {(Y\cdot B)\cdot p^* B} \ar[d]^{p''}
\\
X' \ar[r]^{g'} \ar[d]^{p'}
& Y\cdot B \ar[d]^{p} \ar@/^/[u]^{s'}
\\
X \ar[r]_g \ar[ur]|f \ar@/^/[u]^{s}
& Y
}\\
\quad \text{ in }\cat{C}
`$

上の図の説明:

  1. $`X, Y, X'`$ は、圏 $`\cat{C}`$ の対象で、型理論ではコンテキスト〈context〉と呼びます。ギリシャ文字大文字 $`\Gamma, \Delta`$ などで書く場合が多いです。
  2. $`B`$ は、型理論の言葉では、コンテキスト $`Y`$ における(構文的に許される)型項〈type term〉です。単に「型」と略称されます。
  3. '$`\cdot`$' は、コンテキスト拡張〈context extension〉と呼ばれる操作の中置演算子記号です。
  4. $`p, p', p''`$ は、コンテキスト拡張に伴う標準射影〈canonical projection〉です。コンテキスト拡張に対して一意的に割り当てられる射です。
  5. $`X', Y\cdot B, Y, X`$ の四角形はプルバック四角形です。別な言い方をすると、$`X'`$ はコスパン $`(g, p)`$ に対するファイバー積です。
  6. $`f;p = g`$ は成立しています。
  7. $`s`$ は $`p'`$ のセクション、$`s'`$ は $`p''`$ のセクションです。つまり、$`s;p' = \mathrm{id}_X`$ 、$`s';p'' = \mathrm{id}_{Y\cdot B}`$ 。型理論の言葉では、$`s, s'`$ はインスタンス項〈instance term〉です。単に「項」と略称されます。

この状況で、次のような言い方をします。

  1. ファミリー付き圏〈CwF〉の文脈では、コンテキスト拡張 $`Y\cdot B`$ に対して、$`p`$ を第一射影、$`s'`$ を第二射影と呼ぶ。
  2. $`X'`$ はファイバー積なので、$`p'`$ をファイバー積の第一射影、$`g'`$ を第二射影と呼ぶ。
  3. 射 $`f`$ の射影分解(「拡張包括構造のもうひとつの定式化 // 拡張包括構造と射影分解」参照)において、$`g`$ を $`f`$ の第一射影、$`s`$ を第二射影と呼ぶ。

表にまとめると:

第一射影 第二射影
場合 1 $`p`$ $`s'`$
場合 2 $`p'`$ $`g'`$
場合 3 $`g`$ $`s`$

まー、なんてことでしょう。