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Variedades como introducción a la geometría algebraica / ¿Cómo piensan los geómetras algebraicos profesionales sobre las variedades?

En realidad se trata de dos preguntas, pero están relacionadas, así que me gustaría plantearlas al mismo tiempo.

Pregunta 1:

En una pregunta preguntado por Amitesh Datta, BCnrd comentó que es importante aprender sobre variedades en un sentido clásico antes de aprender sobre geometría algebraica moderna porque es de donde procede gran parte de la intuición en la materia.

Esperaba algunas opiniones sobre cuánto se debería aprender sobre variedades (en el sentido del capítulo 1 del libro rojo de Mumford) antes de pasar a formulaciones más modernas de geometría algebraica.

¿Se supone que uno debe adquirir una comprensión rudimentaria de las variedades y luego empezar a aprender sobre los esquemas, O se supone que uno debe tener una comprensión realmente buena de las variedades abstractas antes de aprender sobre los esquemas.

Pregunta 2:

Los geómetras algebraicos profesionales, ¿piensan en las variedades desde una perspectiva de teoría de esquemas o desde una perspectiva clásica?

Esta es una pregunta muy suave, así que la haré wiki comunitaria. Sin embargo, estoy medio esperando que se cierre.

21voto

Owen Puntos 1984

Cuando uno domina realmente la teoría de esquemas, no sabe si está "pensando esquemas" o "pensando variedades", las intuiciones se fusionan.

En cuanto al aprendizaje, para la mayoría de la gente empezar con esquemas es una mala idea, porque no llegan a construir la intuición necesaria, y el formalismo inmotivado puede ser bastante repulsivo; pero hay (muy pocos) estudiantes con inclinaciones inusualmente abstractas para los que empezar con esquemas está muy bien.

19voto

Peter Eisentraut Puntos 3962

Estoy de acuerdo en que sus objetivos son relevantes para esta pregunta. Es decir, ¿quieres "aprender", "comprender" o "utilizar" la geometría algebraica, o quizás escribir una tesis? Todos ellos son diferentes. Si uno quiere entender el tema, me gusta el enfoque histórico, empezando con las superficies de Riemann sobre los números complejos, digamos a partir de un libro como el de Rick Miranda (ampliado con la lectura de Riemann). Es decir, creo que es útil cuando se aprende un tema abstracto saber qué cosas elementales generaliza, en lugar de limitarse a memorizar la versión general.

Por supuesto, cada persona es diferente, ya que mi amigo George Kempf aparentemente se sentó y leyó EGA, pero eso no funcionó para mí.

Para las variedades ayuda complementar el libro rojo de Mumford con Geometría Algebraica Básica de Shafarevich. El libro de Joe Harris Algebraic Geometry deriva de su experiencia enseñando geometría algebraica primero con ejemplos concretos en Harvard y Brown, pero muy poca teoría, lo que según él parecía funcionar bien.

También opino que si se quiere utilizar el tema en geometría, incluso calcular con él, la cohomología de gavillas es más importante que los esquemas. Así el libro de George Kempf (o el FAC de Serre) que trata la cohomología de variedades, puede ser más útil que estudiar esquemas. si por el contrario quieres hacer teoría de números, me aseguran que los esquemas son fundamentales.

Supongo que el orden histórico sería aproximadamente: Superficies de Riemann, curvas algebraicas, superficies algebraicas, variedades proyectivas generales, cohomología de gavillas de variedades, esquemas y su cohomología.....

Si quiere aprender superficies de Riemann y cohomología de gavillas al mismo tiempo, las conferencias de Princeton de Gunning sobre superficies de Riemann son excelentes. Pero allí sólo aprenderás el análisis y no la geometría.

Seguramente soy un ingenuo sin remedio, pero para mí los esquemas no son más que variedades en las que también se recuerdan las ecuaciones, y los apilamientos no son más que espacios de moduli en los que se recuerdan los grupos de automorfismos.

Una observación: una forma de pensar en los esquemas es como un "límite de variedades". Esto no es muy general, pero si uno tiene algunas ecuaciones (f1,..,fr) en n variables, dan un mapa del espacio n al espacio r, cuya fibra sobre la mayoría de los puntos suele ser una variedad suave, pero cuya fibra sobre el punto 0 es más especial. Esa fibra, con su estructura de esquema, determina esencialmente las (posibles) variedades cercanas que pueden considerarse convergentes a la fibra especial sobre 0. Así, conocer la estructura de esquema puede ayudar a saber cómo cambiaría el objeto si se variara ligeramente su estructura. Por ejemplo, el esquema definido por x^2=0 nos dice que es un límite de dos puntos, mientras que el definido por x=0 es un límite de un punto.

7voto

kizzx2 Puntos 111

Creo que la respuesta correcta a esta pregunta depende mucho de lo rápido que uno necesite ponerse al día en esquemas (y en este momento de la historia de las matemáticas, en pilas).

A mí, personalmente, me resultó mucho más entretenido aprender sobre variedades complejas (del libro de Mumford "Algebraic Geometry I: Complex Projective Varieties" y Griffiths-Harris) que aprender los fundamentos de la teoría de esquemas. Esto es en gran medida una cuestión de gusto personal, pero para algunos ya es una razón suficiente para empezar con variedades: si simplemente te resulta más divertido trabajar con ejemplos concretos, las variedades son el lugar por el que empezar.

Por otro lado, no tuve que escribir una tesis sobre geometría algebraica y no fue hasta más adelante en mi carrera cuando necesité algo sobre esquemas, momento en el que tuve el lujo de contar con mucha experiencia práctica con variedades en la característica cero. No puedo exagerar lo mucho que confié en mi experiencia con variedades algebraicas cuando empecé a aprender sobre esquemas: Podía apreciar la flexibilidad añadida que proporcionan los esquemas y ya tenía un zoo de ejemplos en mi haber. Sin mi experiencia previa con variedades, me habría encontrado bostezando entre montañas de rutinarios pero necesarios preliminares de esquemas.

Pero los esquemas son realmente una parte indispensable del lenguaje matemático moderno si se está en uno de los muchos campos que dependen de la geometría algebraica, y por tanto puede ser esencial aprender sobre ellos inmediatamente en paralelo con las variedades. ¡No envidio al estudiante de posgrado moderno que tiene que decidir sobre un punto de inflexión entre las variedades algebraicas clásicas y los esquemas/esquemas!

6voto

Zameer Manji Puntos 1213

Apoyo mi respuesta a la pregunta que has enlazado. En particular, creo que la distinción entre geometría algebraica "clásica" y "moderna" es un poco artificial, y no creo que nadie esté quería decir hacer algo en particular; lo que necesitas saber depende de los teoremas que quieras leer/utilizar/probar.

Pero sea cual sea la dirección que quiera tomar, lo más sensato es aprender variedades. Además del capítulo I de Mumford, está el capítulo I de Hartshorne, y y sus numerosos ejercicios. Las primeras secciones son cruciales. También está Griffiths y Harris, en el que no se mencionan los esquemas, que yo recuerde, pero se habla mucho de geometría algebraica de variedades.

3voto

Peter Eisentraut Puntos 3962

Parece que no tengo la opción de editar mi respuesta, pero quería corregirme: es la estructura de esquema del límite la que determina las posibles variedades cercanas en la familia, no al revés. La cuestión de si las variedades cercanas determinan el límite es la de la Hausdorfidad del espacio de parámetros. Hay que restringir la naturaleza de los límites posibles para obtener la unicidad del límite. Esto se plantea a la hora de decidir lo complicado que debe ser el límite cuando se intenta construir una compactificación agradable de una familia dada de variedades agradables. Es un hecho maravilloso que para curvas suaves se puedan compactar sin introducir no variedades. Todo lo que se necesita son curvas singulares sencillas. Alan Mayer y David Mumford se dieron cuenta de esto por primera vez en sus charlas en la conferencia de Woods Hole de 1964, cuyas notas aparecen en la página web de James Milne en Michigan (y en la mía en la UGA). Soy roy smith, y llevo tantos años usando mathwonk como alias en internet que he olvidado que no es mi nombre. ¿Es suficiente con registrarme y añadirlo a mi perfil, o tengo que firmar aquí como roy smith? Eso aparentemente me desvincularía de toda mi actividad en mathwonk hasta ahora.

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