33.函子范畴

将两范畴之间的函子视为对象,函子间的自然变换视为箭头就可以构成函子范畴,这样的范畴是范畴上的范畴,往往称为纯粹的范畴论,高度抽象,难以理解。

不过,借助于指数结构,函子范畴的构造就很自然了。指数的来源是函数空间,比如两集合的指数集合,就是两集合间的所有函数的集合,在集合论中,往往记为B^A,其实也就是箭头集Hom(A,B),那么假如将集合换为范畴呢?

这就需要引入一个重要的范畴,包括所有小范畴的范畴Cat,也可以称为小范畴范畴,名字有点拗口。在Cat中,对象是所有的小范畴,这里的小在这个系列最开始的时候解释过了,指的是范畴的对象和箭头都是集合,不会出现类的情形。Cat中的箭头是范畴间的函子,由于小范畴间的所有函子总能构成一个集合,所以Cat是局部小范畴,也就是指对象可以不构成集合,但是任意两对象间的箭头构成集合。

于是当Hom(A,B)中的集合换为小范畴时,其实就是Cat中的箭头集,所以,在B^A的基础上构建的指数范畴其实就是函子范畴Fun(A,B),也就是范畴A,B间函子的范畴。

这个结论其实是和命题Cat是笛卡尔闭范畴CCC相关联,因为CCC要求范畴有有限积和指数,有限积就是指具有源对象0和二元积A×B,0就是零范畴,二元积就是两范畴的积,指数B^A就是上面的函子范畴构造。

所以,在Cat下,函子范畴就是指数范畴。

上面是正式定义,函子范畴自然也满足范畴公理,包括存在恒等箭头,满足箭头的结合律。

姑且试着解释一个例子,图范畴和函子范畴。首先,图或者说有向图,可以分解为节点和箭头,或者称为顶点和边,顶点构成一个集合,边也构成一个集合,同时还有边集到顶点集的两个函数,取起点和取终点函数,所以图范畴的基础结构就是两个集合以及两个情形箭头,如上图所示。G1是边集,G0是顶点集,t为target,取终点函数,s为source,取起点函数。

这些要素去除内容,就是一个特殊的范畴,两对象平行双箭头范畴,记为Γ。

那么,我们就可以据此将一个图视为一个函子,也就是G:Γ→Sets,因为任意给定一个这样的函子就能得到一个相应的图,这个可以自己试一下,随便写出两个集合,一个用大写字母表示顶点集,一个用小写字母表示边集,然后任意指定两集合间的两个函数,最后就能对照着函数关系连接边,从而画出图。图到函子的对应则是显然的,图中顶点对应到顶点集,边对应到边集,函数对应到函数。

所以图就对应着这样的函子,图同态对应着函子间的自然映射,图范畴就对应着函子范畴。


Cat,在不同的书中定义也不太一样,这里专指小范畴范畴,有的地方指所有范畴的范畴,这点要区分注意。这种名词上的区别也是很重要的,尤其是对于发展中还没有通用标准的领域。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 199,064评论 5 466
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 83,606评论 2 376
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 146,011评论 0 328
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 53,550评论 1 269
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 62,465评论 5 359
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 47,919评论 1 275
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 37,428评论 3 390
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,075评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,208评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,185评论 2 317
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,191评论 1 328
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,914评论 3 316
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,482评论 3 302
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,585评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,825评论 1 255
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 42,194评论 2 344
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 41,703评论 2 339

推荐阅读更多精彩内容