نظام بوستنيكوف
في نظرية التماثل ، وهي فرع من فروع الطوبولوجيا الجبرية ، يُعد نظام بوستنيكوف (أو برج بوستنيكوف ) طريقة لتحليل الفضاء الطوبولوجي عن طريق ترشيح نوع التماثل الخاص به . بالنسبة للفضاءهذه قائمة بالمساحاتأين
وسلسلة من الخرائطوهي عبارة عن تليفات ذات مساحات إيلنبرغ-ماكلينكألياف. باختصار، نحن نحلل نوع التماثل لـباستخدام نظام عكسي من الفضاءات الطوبولوجية التي يكون نوع التماثل الخاص بها عند الدرجةيتوافق مع نوع التماثل المقتطع للفضاء الأصليتم تقديم أنظمة بوستنيكوف بواسطة ميخائيل بوستنيكوف ، وهي تحمل اسمه .
يوجد بناء مشابه يسمى برج وايتهيد (الموضح أدناه) حيث بدلاً من وجود مساحاتمع نوع التماثل منللحصول على درجات علمية، هذه الفضاءات لها مجموعات تماثلية صفريةل.
تعريف
نظام بوستنيكوف للفضاء المتصل بالمسارهو نظام معكوس من الفضاءات
مع سلسلة من الخرائطمتوافق مع النظام العكسي بحيث
- الخريطةيُحدث تماثلاًلكل.
- ل[ 1 ] : 410
- كل خريطةهو تليف ، وبالتالي فإن الليفهو فضاء إيلينبيرج-ماكلين ،.
الشرطان الأولان يعنيان أنوهو أيضًا-مسافة. وبشكل أعم، إذايكون-متصل، ثمهو-المسافة وكل شيءلقابلة للانكماش . لاحظ أن الشرط الثالث لا يُدرج إلا بشكل اختياري من قبل بعض المؤلفين.
وجود
توجد أنظمة بوستنيكوف على مجمعات CW المتصلة ، [ 1 ] : 354 ، وهناك تكافؤ تماثلي ضعيف بينونهايتها العكسية ، لذلك
- ،
مما يدل على أنهي تقريب CW لنهايتها العكسية. يمكن بناؤها على مُركّب CW عن طريق حذف مجموعات التماثل بشكل متكرر. إذا كان لدينا تطبيقيمثل فئة التماثليمكننا إجراء عملية الدفع على طول خريطة الحدودالقضاء على فئة التماثل. لـيمكن تكرار هذه العملية للجميعمما يعطي فضاءً يحتوي على مجموعات تماثلية متلاشيةباستخدام حقيقة أنيمكن بناؤها منعن طريق القضاء على جميع خرائط التماثل، فنحصل على خريطة.
العقار الرئيسي
إحدى الخصائص الرئيسية لبرج بوستنيكوف، والتي تجعله قويًا جدًا للدراسة أثناء حساب علم التماثل، هي حقيقة أن الفضاءاتمتماثلة مع مركب CWوهو ما يختلف عنفقط بواسطة خلايا ذات أبعاد.
تصنيف التليفات وفقًا للتماثل
تسلسل التليف[ 2 ] لها ثوابت محددة طوبولوجيًا، أي فئات التماثل للخرائط، أعطِ نوع تماثل محدد جيدًافئة التماثل لـينبع ذلك من النظر إلى فئة التماثل لخريطة التصنيف للأليافالخريطة التصنيفية المرتبطة بها هي
- ،
ومن ثم فئة التماثليتم تصنيفها بواسطة فئة التماثل
يُطلق عليه اسم الثابت النوني لبوستنيكوف لـ، لأن فئات التماثل للخرائط إلى فضاءات إيلنبرغ-ماكلين تعطي علم التماثل بمعاملات في المجموعة الأبيلية المرتبطة .
تسلسل الألياف للفضاءات ذات مجموعتين تماثليتين غير تافهتين
تُعد فئة الفضاءات المتماثلة إحدى الحالات الخاصة لتصنيف التماثل.بحيث يوجد تليف
إعطاء نوع تماثلي مع مجموعتين تماثليتين غير تافهتين،، وثم، انطلاقاً من المناقشة السابقة، خريطة التليفيُعطي فئة علم التماثل في
- ،
والتي يمكن تفسيرها أيضًا على أنها فئة تماثل جماعي . هذا الفضاءيمكن اعتبارها نظامًا محليًا أعلى .
أمثلة على أبراج بوستنيكوف
برج بوستنيكوف لـ K ( G , n )
تُعد فضاءات إيلنبرغ-ماكلين من أبسط الأمثلة المفاهيمية لبرج بوستنيكوف.وهذا يُعطي برجًا مع
برج بوستنيكوف S 2
برج بوستنيكوف للكرةهي حالة خاصة يمكن فهم حدودها القليلة الأولى بشكل صريح. بما أن لدينا مجموعات التماثل القليلة الأولى من الاتصال البسيط لـ، ونظرية درجات الكرات، وتليف هوبف ، مما يؤدي إلىل، لذلك
ثم،، ويأتي من تسلسل التراجع
وهو عنصر في
- .
لو كان هذا الأمر تافهاً لكان يعني...لكن هذا ليس صحيحًا! في الواقع، هذا هو السبب في أن الزمر اللانهائية الصارمة لا تمثل أنواع التماثل. [ 3 ] يتطلب حساب هذا الثابت جهدًا أكبر، لكن يمكن إيجاده بشكل صريح. [ 4 ] هذه هي الصيغة التربيعية.علىناتج عن تليف هوبفلاحظ أن كل عنصر فييعطي نوعاً مختلفاً من التماثل الثلاثي.
مجموعات التماثل الكروي
أحد تطبيقات برج بوستنيكوف هو حساب مجموعات التماثل الكروي . [ 5 ] بالنسبة لـكرة ذات أبعاديمكننا استخدام نظرية هوريفيتش لإثبات كلقابل للتعاقد عليهبما أن النظرية تشير إلى أن مجموعات التماثل الأدنى تافهة. تذكر أن هناك متتالية طيفية لأي تليف سير ، مثل التليف
- .
يمكننا بعد ذلك تكوين متتالية طيفية متماثلة مع-شروط
- .
وأول خريطة غير تافهة لـ،
- ،
ويمكن كتابتها بنفس الطريقة على النحو التالي:
- .
إذا كان من السهل حسابهوثم يمكننا الحصول على معلومات حول شكل هذه الخريطة. على وجه الخصوص، إذا كانت تماثلًا، فسنحصل على حساب لـفي هذه الحالة، ويمكن حساب ذلك صراحةً باستخدام تليف المسار لـ، العقار الرئيسي لبرج بوستنيكوف لـ(أعطِ)، ونظرية المعامل العام التي تعطيعلاوة على ذلك، وبسبب نظرية تعليق فرويدنتال، فإن هذا يعطي في الواقع مجموعة التماثل المستقرةمنذمستقر لـ.
تجدر الإشارة إلى أنه يمكن تطبيق تقنيات مماثلة باستخدام برج وايتهيد (أدناه) للحساب.و، مما يعطي أول مجموعتين من مجموعات التماثل المستقرة غير التافهة للكرات.
أبراج بوستنيكوف للأطياف
بالإضافة إلى برج بوستنيكوف الكلاسيكي، هناك مفهوم لأبراج بوستنيكوف في نظرية التماثل المستقر المبنية على الأطياف [ 6 ] ص 85-86 .
تعريف
للطيفبرج بوستنيكوفهو رسم بياني في فئة التماثل الطيفي،، مقدمة من
- ،
مع الخرائط
التنقل معالخرائط. إذن، يُعتبر هذا البرج برج بوستنيكوف إذا تحققت الشروط التالية:
- ل،
- هو تماثل لـ،
أينهي مجموعات التماثل المستقرة للطيف. اتضح أن لكل طيف برج بوستنيكوف، ويمكن بناء هذا البرج باستخدام إجراء استقرائي مشابه للإجراء المذكور أعلاه.
برج وايتهيد
بالنظر إلى مركب CWيوجد بناء مزدوج لبرج بوستنيكوف يُسمى برج وايتهيد . فبدلاً من إزالة جميع مجموعات التماثل الأعلى، يقوم برج وايتهيد بإزالة مجموعات التماثل الأدنى بشكل متكرر. ويُعطى هذا البناء ببرج من مُركبات CW.
- ،
أين
- مجموعات التماثل الأدنى تساوي صفرًا، لذال.
- الخريطة المستحثةهو تماثل لـ.
- الخرائطهي تليفات مع ألياف.
تداعيات
يلاحظهو الغطاء العالمي لـلأنها مساحة مغطاة بغطاء متصل ببساطة. علاوة على ذلك، كلهو الكوني- غلاف متصل بـ.
بناء
المساحاتتم بناء برج وايتهيد باستخدام الاستقراء. إذا قمنا ببناءعن طريق القضاء على مجموعات التماثل الأعلى في[ 7 ] نحصل على تضمينإذا سمحنا
لبعض النقاط الأساسية الثابتةثم الخريطة المستحثةهي حزمة ألياف ذات ألياف متماثلة الشكل لـ
- ،
وهكذا لدينا تليف سير
- .
باستخدام المتتالية التامة الطويلة في نظرية التماثل، لدينا أنل،لوأخيراً، هناك تسلسل دقيق
- ،
حيث إذا كان التشاكل الأوسط تشاكلاً، فإن المجموعتين الأخريين تساويان صفرًا. ويمكن التحقق من ذلك بالنظر إلى التضمين.مع ملاحظة أن فضاء إيلنبرغ-ماكلين له تحلل خلوي
- ؛ هكذا،
- ،
تحقيق النتيجة المرجوة.
كألياف متماثلة
هناك طريقة أخرى للنظر إلى مكونات برج وايتهيد وهي اعتبارها أليافًا متماثلة . إذا أخذنا
من برج بوستنيكوف، نحصل على مساحةوالذي لديه
برج وايتهيد للأطياف
يمكن تعريف المفهوم المزدوج لبرج وايتهيد بطريقة مماثلة باستخدام ألياف التماثل في فئة الأطياف. إذا افترضنا
ثم يمكن تنظيم ذلك في شكل برج يُعطي أغلفة متصلة للطيف. يُعد هذا بناءً شائع الاستخدام [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] في نظرية التماثل الحدودي، لأن أغلفة طيف التماثل الحدودي غير الموجهيقدم نظريات أخرى عن المذهب المتشدد [ 10 ]
مثل الضيق الوترية .
برج وايتهيد ونظرية الأوتار
في هندسة الدورانيتم إنشاء المجموعة كغطاء شامل للمجموعة المتعامدة الخاصة، لذاهو تليف، يُعطي الحد الأول في برج وايتهيد. توجد تفسيرات ذات صلة فيزيائية للأجزاء العليا في هذا البرج، والتي يمكن قراءتها على النحو التالي:
أينهو- غلاف متصل بـتُسمى مجموعة السلاسل ، وهوالغطاء المتصل يسمى مجموعة الأغشية الخمسة . [ 11 ] [ 12 ]
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 هاتشر، ألين . الطوبولوجيا الجبرية (PDF) .
- ↑ كان، دونالد و. (1963-03-01). "الخرائط المستحثة لأنظمة بوستنيكوف" (ملف PDF) . معاملات الجمعية الرياضية الأمريكية . 107 (3): 432-450 . doi : 10.1090/s0002-9947-1963-0150777-x . ISSN 0002-9947 .
- ↑ سيمبسون، كارلوس (998-10-09). "أنواع التماثل للمجموعات الثلاثية الصارمة". arXiv : math/9810059 .
- ↑ إيلنبرغ، صموئيل ؛ ماكلين، سوندرز (1954). "حول المجموعات"العمليات والعوائق، الجزء الثالث". حوليات الرياضيات . 60 (3): 513-557 . doi : 10.2307/1969849 . ISSN 0003-486X . JSTOR 1969849 .
- ↑ لورينتيو-جورج، ماكسيم. "المتتاليات الطيفية ومجموعات التماثل الكروي" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 19 مايو 2017.
- ↑ حول أطياف ثوم، والتوجيه، والتماثل . سلسلة دراسات سبرينغر في الرياضيات. برلين، هايدلبرغ: سبرينغر . 1998. doi : 10.1007/978-3-540-77751-9 . ISBN 978-3-540-62043-3.
- ↑ ماكسيم، لورينتيو. "ملاحظات محاضرات حول نظرية التماثل وتطبيقاتها" (ملف PDF) . ص 66. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 16 فبراير 2020.
- ↑ هيل، مايكل أ. (2009). "الحدية الوترية لـ BE 8 و BE 8 × BE 8 حتى البعد 14" . مجلة إلينوي للرياضيات . 53 (1): 183-196 . doi : 10.1215/ijm/1264170845 . ISSN 0019-2082 .
- ↑ بونكه، أولريش؛ ناومان، نيكو (2014-12-01). "الثوابت الثانوية لحدود الأوتار والأشكال النمطية الطوبولوجية" . نشرة العلوم الرياضية . 138 (8): 912-970 . doi : 10.1016/j.bulsci.2014.05.002 . ISSN 0007-4497 .
- 1 2 شيميك، ماركوس (2019). "الحدية الوترية والخصائص اللونية". في: دانيال ج. ديفيس؛ هانز-فيرنر هين؛ جيه إف جاردين؛ مارك دبليو جونسون؛ تشارلز ريزك (محررون). نظرية التماثل: الأدوات والتطبيقات . الرياضيات المعاصرة. المجلد 729. الصفحات 239-254 . arXiv : 1312.4658 . doi : 10.1090/conm/729/14698 . ISBN 9781470442446. S2CID 56461325 .
- ↑ "الفيزياء الرياضية - التطبيق الفيزيائي لبرج بوستنيكوف، وString( n ) وFivebrane( n )" . موقع Physics Stack Exchange . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 فبراير 2020 .
- ↑ "الطوبولوجيا الجبرية - ما علاقة أبراج وايتهيد بالفيزياء؟" . MathOverflow . تم الاسترجاع في 16 فبراير 2020 .
- بوستنيكوف، ميخائيل م. (1951). "تحديد مجموعات التماثل لفضاء ما باستخدام ثوابت التماثل". دوكلادي أكاديميي ناوك إس إس إس آر . 76 : 359-362 .
- ماكسيم، لورينتيو. "محاضرات في نظرية التماثل وتطبيقاتها" (ملف PDF) . www.math.wisc.edu . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 16 فبراير 2020.
- تحديد مجموعات التماثل والتماثل الثاني لفضاء ما باستخدام ثوابت التماثل - يقدم أمثلة سهلة الفهم لثوابت بوستنيكوف
- هاتشر، ألين (2002). الطوبولوجيا الجبرية . مطبعة جامعة كامبريدج . ISBN 978-0-521-79540-1.
- تشانغ. "أبراج بوستنيكوف، أبراج وايتهيد وتطبيقاتها (ملاحظات مكتوبة بخط اليد)" (ملف PDF) . www.math.purdue.edu . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 13 فبراير 2020.
- نظرية التماثل
