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¿Qué es una visión intuitiva de los colindantes? (versión 1: teoría de las categorías)

Al tratar de pensar en una respuesta intuitiva a una pregunta sobre las colindancias Me di cuenta de que no tenía una buena comprensión conceptual de lo que es un par adjunto.

Conozco la definición (varias de ellas), he leído la Página de nlab (y cualquier buena respuesta se añadirá allí), he trabajó con ellos He encontrado ejemplos de funtores con y sin adjuntos, pero no podría explicar lo que es un adjunto a un niño de cinco años, al hombre del ómnibus de Clapham o incluso a un estudiante avanzado.

Entonces, ¿cómo debo pensar intuitivamente en las adjunciones?

Para más antecedentes: Soy un topólogo de profesión que ha estado aprendiendo la teoría de las categorías recientemente (y, en su mayor parte, disfrutando de ella), pero aún no la he interiorizado realmente. Estoy plenamente convencido de la valor de las adjunciones, pero no tengo la misma intuición sobre ellas que para, por ejemplo, la unicidad de la cohomología ordinaria.

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Faken Puntos 276

Otra noción intuitiva para los funtores adyacentes proviene de la notación del diagrama de cadenas para $2$ -categorías. Los funtores son $1$ -morfismos en el $2$ -categoría $Cat$ . Functores $D\xleftarrow L C$ y $C\xleftarrow R D$ son adyacentes $L\dashv R$ si existen transformaciones naturales (es decir, 2-morfismos) $R\circ L\xleftarrow\eta 1_C$ y $1_D\xleftarrow\epsilon L\circ R$ de manera que los compuestos $$L\xleftarrow{\epsilon\circ 1_L}L\circ R\circ L\xleftarrow{1_L\circ\eta}L$$ $$R\xleftarrow{1_R\circ\epsilon}R\circ L\circ R\xleftarrow{\eta\circ 1_R}R$$ son iguales a las identidades $1_L,1_R$ respectivamente.

Como ya se ha dicho, esto se ve especialmente bien en la notación del diagrama de cadenas. Un 1-morfismo $B\xleftarrow f A$ se dibuja como una línea vertical etiquetada por $f$ bisecando un cuadrado con las regiones izquierda y derecha etiquetadas por $B,A$ respectivamente. En el caso de que el 1-morfismo sea $1_A$ entonces puede eliminar la línea y tener un cuadrado etiquetado por $A$ . Composición de $1$ -morfismos $g\circ f$ se denota dibujando 2 líneas verticales paralelas etiquetadas como $g,f$ respectivamente, trisecando un cuadrado, etiquetando las regiones según el origen y los objetivos de $C\xleftarrow g B\xleftarrow f A$ respectivamente. $2$ -Los morfismos se dibujan poniendo un punto en una línea que biseca un cuadrado. El punto se marca con el símbolo $2$ -morfismo, las líneas inferior y superior que conecta por su origen y destino $1$ -y las regiones izquierda y derecha por sus objetos de origen y destino. La composición horizontal se dibuja triseccionando el cuadrado como antes y la composición vertical apilando sus cuadrados uno encima de otro. En el caso de que el $2$ -célula es la identidad $1_f$ se dibuja exactamente igual que el $1$ -célula $f$ .

En general, un $2$ -célula $g_1\circ\cdots\circ g_n\xleftarrow \varphi f_1\circ\cdots\circ f_m$ se dibuja teniendo $n,m$ líneas que conectan la parte inferior o superior de un cuadrado, respectivamente, con un punto etiquetado por $\varphi$ y etiquetar las líneas y regiones en consecuencia. En el caso de nuestro $2$ -morfismo $R\circ L\xleftarrow\eta 1_C$ tenemos tres líneas que emanan del punto, sin embargo $1_C$ debía dibujarse sin una línea, por lo que sólo tenemos dos líneas que se conectan en un punto en el centro del cuadrado. Dejamos de lado el punto y lo dibujamos simplemente como una taza con los rótulos adecuados. Del mismo modo, podemos dibujar $\epsilon$ como una gorra. Finalmente, se puede ver que la identidad anterior es simplemente una isotopía plana de curvas, algo intuitivo de la topología.

Consulte los catadores para obtener una mejor explicación: http://www.youtube.com/watch?v=pmvVE8AGAEA .

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Uno de mis amigos estaba confundido con la misma pregunta que la enlazada en tu post de MSE decidió preguntarle a Jean-Pierre Marquis la pregunta (él es el autor del artículo de SEP que mencionaste en un comentario debajo del post original).

Su respuesta fue,

Si tomas categorías abstractas arbitrarias y estipulas que existe un par de funtores adjuntos entre ellas, lo único a lo que puedes aferrarte es a sus propiedades abstractas o formales, por ejemplo, el adjunto izquierdo que preserva los colímetros, etc. Por supuesto, en general, no es el caso de tener un funtor olvidadizo, pero el punto general permanece. (Recordemos que he utilizado el caso del functor adjunto simplemente para ilustrar el punto general principal). Se puede y se debe considerar que un par de funtores adyacentes proporcionan inversiones conceptuales. Hay que tener cuidado y fijarse en los detalles, sobre todo porque un funtor puede tener un adjunto izquierdo y uno derecho. La mejor analogía es probablemente la de la topología con las nociones de sección y retracción a un mapa dado. Pero, de nuevo, hay que tener cuidado y probablemente sea mejor pensar en estos hasta la homotopía .

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