На главную страницу НМУ

Антон Юрьевич Фетисов

Теория категорий

Рассылку записок лекций

[смотри здесь]

Почтовый адрес рассылки: cat-theory_ium2012[]googlegroups.com

Цель курса - познакомить слушателей с основными понятиями, методами и принципами теории категорий. Исторически она возникла из топологии и алгебраической геометрии. Она не только дала новый общий язык, но и позволила взглянуть по-новому на классические геометрические понятия и обосновать, например, эффективность геометрической интуиции в алгебре. В основе этого лежит тот факт, что значительная часть математических конструкций может быть выражена простыми диаграммами, выражающими соотношения между объектами теории, и некоторыми операциями над ними, автоматически переносимыми из одного контекста в другой. Язык и идеи теории категорий (коммутативные диаграммы, универсальность, функториальность, ...) давно и прочно обосновались во всех разделах математики, так что некоторое знакомство с ними приобретается почти бессознательно. Я планирую как изложить последовательно эти общие идеи, так и углубиться в некоторые темы, не получающие обычно освещения в ликбезах по теории категорий, но тем не менее важные для её эффективного применения.

Основная цель - научиться свободно говорить на этом языке. Предполагается по возможности избегать чрезмерной формальности в доказательствах. Я постараюсь продемонстрировать в первую очередь наглядность и удобство диаграммного языка. Все возникающие общие понятия будут мотивироваться множеством частных примеров из более конкретных областей математики. Формально для понимания курса не требуются какие-то предварительные знания, однако желательно владение общей культурой доказательства. Так как примеры будут приводиться из разных областей математики, желательно иметь некоторый кругозор. Впрочем, для большинства целей вполне достаточно общих представлений о теории групп, колец и топологии. Я буду ориентироваться примерно на уровень второго курса.

Программа курса:

Темы, отмеченные звёздочкой, скорее всего не попадут в основное изложение и будут обсуждаться лишь обзорно и в упражнениях.
  1. Предмет теории категорий. Примеры категорий. Категории как универсальный язык математики и формализм для абстрактных рассуждений.

  2. Основания теории категорий. Категория всех категорий. Принцип двойственности. Диаграммы в категориях.

  3. Категории, функторы, естественные преобразования. Конструкции в категориях: произведение категорий, категории запятой, свободные категории, категории функторов, факторизация и локализация.

  4. Эпиморфизмы, мономорфизмы, изоморфизмы. Сечения расслоений.

  5. Hom-функтор. Представимые функторы. Лемма Йонеды. Алгебраические объекты в категориях. Функториальность представляющих объектов.

  6. Универсальные объекты. Конечные объекты, произведения, уравнители. Пределы и копределы функторов. Полные категории. Создание пределов. Сохранение пределов. Пределы и копределы в категориях функторов. Перестановка пределов.

  7. Сопряжённые функторы. Эквивалентность категорий. Специальная теорема о сопряжённом функторе. Рефлективные подкатегории. Декартово замкнутые категории.

  8. Расширения Кана. Поточечные расширения Кана. Плотность. Тензорные произведения. (*) Производные категории.

  9. Интегрирование в категориях: концы функторов. Формула концов для расширений Кана.

  10. (*) Топосы. Пучки. Топологии. Внутренняя логика топосов.

  11. (*) Симплициальная категория и теория гомотопий.

  12. (*) Категорный взгляд на общую алгебру. Алгебраические теории. Модели. Структура алгебраических категорий. Тензорные произведения теорий. Эквивалентность колец по Морите. Коммутативные теории. Обобщённые кольца.

  13. (*) Профункторы. Плоские функторы.

  14. (*) Обогащённые категории. Полнота по Коши. N-категории.

Rambler's Top100