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Teoría de categorías y modelización de $n$ funciones -arias (especialmente la $0$ funciones -arias)

Hola tengo una pregunta sobre el modelado de $n$ -funciones y constantes.

Primero en la categoría de conjuntos sé que el conjunto vacío $\emptyset$ es inicial porque para cualquier otro conjunto $X$ existe exactamente una función $f$ tal que $f: \emptyset \to X$ porque no hay ningún argumento para elegir en el dominio y establecer su valor, esta función es única.

Tengo algo de experiencia con lenguajes de programación funcionales y he oído que se aplica la teoría de categorías para modelarlos, pero todavía no estoy muy puesto en estas cosas. Pero me pregunté cómo modelar $n$ -funciones narias en teoría de categorías. Mis conocimientos previos son

1) Una $n$ -La función binaria en matemáticas podría modelizarse mediante productos cruzados, es decir, una función binaria sobre $\mathbb{N}$ es $f: \mathbb{N} \times \mathbb{N} \to X$ .

2) En informática y lenguajes de programación funcionales, las constantes se modelan a veces como $0$ -(y en algunos enfoques algebraicos de la teoría de modelos las constantes también se interpretan como $0$ -arias).

Pero aquí empieza mi confusión conceptual. En primer lugar, los productos cruzados de conjuntos también están en la categoría de conjuntos. Así que ahora sería un problema representar una función binaria mediante una flecha $f : \mathbb{N} \times \mathbb{N} \to X$ . Pero ¿cuál es la aridad de la función $f : \emptyset \to X$ . Debido a $\emptyset \times X = \emptyset$ debe tener todas las arities, es decir, tiene $0$ -aridad, $1$ -aridad, binario, etc. Así que como es $0$ -aridad también debe representar una constante, pero ¿cuál debe ser esta constante?

Pero lo que realmente me molesta, ¿cómo podría el $0$ ¿Se pueden representar las funciones -arias en la teoría de categorías (en la categoría de conjuntos) como flechas? He encontrado algunas $0$ -arias, las funciones $f: \emptyset \to X$ pero no estoy seguro de cómo podrían modelar las constantes.

¿Alguna pista o sugerencia, o mi intento de modelizar la aridad es totalmente erróneo?

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sewo Puntos 58

Tu error está en pensar que $\mathbb N^0$ es el conjunto vacío. Pero en realidad no lo es, es un singleton set.

Set-teóricamente, $\mathbb N^0$ es el conjunto de todas las funciones $\{\}\to\mathbb N$ y existe exactamente una función de este tipo: la función función vacía . Así que $\mathbb N^0=\{\varnothing\}=1$ no $\varnothing$ sí mismo.

En teoría de categorías, $\varnothing$ no puede ser la unidad de la operación de producto, porque, como ha observado $\varnothing\times A$ es no isomorfo de $A$ en general.

Sin embargo $1\times A$ es isomorfo de $A$ en $\mathbf{Set}$ Así que $1$ es el dominio correcto a elegir para una función nula.

Y claramente las posibles funciones $1\to B$ corresponden exactamente a los elementos de $B$ que es lo que intuitivamente debería ser una "función nula".

3voto

Jeff Puntos 804

Esta pregunta no tiene nada que ver con la teoría de categorías.

A $n$ -operación de $X$ es un mapa $\omega : X^n \to X$ . Por ejemplo, $2$ -ary significa binario, $1$ -ary significa unario. A $0$ -es un mapa $X^0 \to X$ . Desde $X^0$ tiene exactamente un elemento (es el objeto terminal de $\mathsf{Set}$ pero no es necesario saberlo aquí), este mapa corresponde a un elemento de $X$ . Así que $0$ Las operaciones -ary son constantes.

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