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La categoría de Campo no tiene objeto inicial

¿Por qué la categoría de Campo no tiene objeto inicial?

(ver página $47$ de Teoría de la categoría por Horst Herrlich y George E. Strecker )

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Piensa en cuál debe ser la característica de un objeto inicial.

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Dado que no hay mapas entre los campos de diferentes características, no es muy útil agruparlos todos en una sola categoría.

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Si existiera un campo que mapeara a todos los campos finitos, ¿qué tipo de problemas podría tener (especialmente porque todos esos mapas deben ser inyectivos)?

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Lorin Hochstein Puntos 11816

Obsérvese que en la categoría de todos los campos, dado cualquier campo $\mathbf{F}$ siempre hay un campo diferente $\mathbf{K}$ tal que no hay homomorfismos de campo desde $\mathbf{F}$ a $\mathbf{K}$ ni de $\mathbf{K}$ a $\mathbf{F}$ . Por lo tanto, no puede haber ni un objeto inicial ni un objeto terminal (porque el primero requiere mapas en cada objeto, y este último requiere mapas de cada objeto).

Y la razón de que esto ocurra es que no puede haber homomorfismos de campo entre campos de características diferentes.

Ahora, si se cambia a la categoría de $\mathbf{Field}_{p}$ , donde $p$ es un primo o $0$ y ésta es la categoría de todos los campos de característica $p$ entonces esta categoría hace tienen un objeto inicial, a saber, el campo primo de característica $p$ : $\mathbf{F}_p$ para $p\gt 0$ y $\mathbb{Q}$ para $p=0$ .

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¿Existe un buen functor de $\mathbf{Field}_p\to\mathbf{Field}_{p+1}$ que lleva $\mathbb{F}_p$ a $\mathbb{F}_{p+1}$ y se podría de alguna manera (ignorando los problemas de cardinalidad y de universo) formar la categoría de campos de característica cero como el colímite de estas categorías (ni siquiera estoy seguro de que tengamos colímite en $\mathbf{Cat}$ ).

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@JBeardz En primer lugar, supongo que te refieres a pasar de alguna manera de $\mathbf{Field}_{p(k)}$ a $\mathbf{Field}_{p(k+1)}$ , donde $p(k)$ es el $k$ (De lo contrario, eso sólo tiene sentido para $p=2$ ...). Creo que no, pero podría estar equivocado. Tenga en cuenta, sin embargo, que puede construir campos de característica cero con campos de característica finita: si se toma un ultraproducto no trivial de todos los campos primos de característica positiva, entonces se obtiene un campo de característica cero... (esta fue una de las preguntas de mi examen oral...)

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Gracias Arturo, sí eso es lo que quería decir. Interesante.

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