范畴论发癫-关于kan-extension的「找补」
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level 11
Minuit▫ 楼主
一种奇怪的
正确的
废话
因为没有tikz包加上懒得配latex故手绘渣画
Magnus选择了一种龙蛇观测建立起同一切龙蛇之间的唯一联系,根据这种联系的指向性分为左手之道和右手之道.
左手之道,唯一的I(initial object,老马找到的kan extension) AM \mapsto ARE ALL WE(任意函子组合)
右手之道,把上面的箭头转向
问题来了,为啥老马不直接寻找一个龙蛇等价关系呢?答案是可能真不存在这关系...毕竟有无心脏这事情就没法isomorphic.
这自然可以诱导函子(龙蛇转换也就是kalpa)之间的伴随对,伴随对具有monad这种幺半结构.现在来看为啥anu的自我表示是时间? 时间在黎明之前天然是严格幺半群(注意到时间显然不是交换的,不然龙破everywhere,对于结合律太trivial。创世前显然也是含幺的,光界的状态就足以证明)
换句话说anu的自我表示是一种自同态,这自同态突天然幺半,也就构成自函子范畴上的幺半群
2023年03月17日 15点03分 1
吧务
level 13
谢谢你,午夜发癫人
2023年03月18日 05点03分 2
不用谢,石头
2023年03月18日 06点03分
吧务
level 9
关于 kan extension 的可爱性质:局部和全局的左右恰好相反。
对于局部 local kan extension 中一个右函子 Forget : C -> C'
有个全局 global kan extension 的左函子 (Id . Forget) : [C',D] -> [C,D]
2023年03月19日 23点03分 3
Set之间的态射与诱导的Set上函数的态射总是反向,关于这点最直观的感受大概是初学函数时候,函数左移则定义域上是加某个量,因为函数复合得到的是拉回,感觉也是hom函子的性质
2023年03月21日 05点03分
昨天梳理一遍, 可以说反变还是为了自然性()
2023年04月26日 13点04分
吧务
level 9
以集合为对象函数为态射的 Set 是个很理想的范畴,这里我们有:
- 终对象 1 也即单集,从任意对象有唯一态射
- 始对象 0 也即空集,到任意对象有唯一态射
- 任意两对象a,b有余积 a+b 也就是互斥并集
- 任意两对象a,b有乘积 a×b 也就是笛卡尔积
- 任意从a到b的态射集 hom(a,b) 在范畴内部有对应的指数对象 b^a 满足 hom(c×a,b) = hom(c,b^a) 也就是说函子 -×a 与 -^a 成左右伴随;我们把这样的范畴叫做笛卡尔闭范畴
如果我们只关心有限集合 FinSet 那么这里的对象就是(至同构)自然数,上述的结构依然存在,也就对应自然数的 1、0、加法、乘法、次方。
如果我们不想要空集,给每个集合加个点 * 同时调整所有态射保留新增的点,我们就得到了有点集范畴 PointedSet 而它的结构很欠揍:
- 终对象 {*} 是曾经的 0 虽然不空了,我们还是叫它零对象
- 始对象还是 0 因为保留新点的态射只能选 * ↦ *
- 余积是楔和,两边各自的新点视为同一
- 乘积是碎积,所有带点的元组视为同一
- 指数对象伴随的不是笛卡尔积,而是碎积(幺半群结构),所以叫做幺半群闭范畴
几乎所有实用的编程语言(包括haskell)都是这样的有点范畴,因为它们允许定义并运行不完整的程序。比如我们可以写 f : ℝ → ℝ; f(x) = 1/x 而当 x = 0 时要么运行陷入死循环,要么这个线程报错终结。这个死循环/报错就是新增的点。这个点会污染所有类型和函数。即使我一千个函数中只有一个可能卡住/报错,整个系统都不安全。但这却是为了实用必须做出的牺牲。即使所有程序员都有数学家的水平,将编程当成数学证明来写,在程序运行时,一粒宇宙射线也可能恰好穿过内存反转某个比特导致运算出错。物质世界的限制,要求程序做好出错的准备。
见到奥比斯塔的洛肯想要从0变1,虚空变异生点,感染众原灵。老马精心设计的完美结构被污。零对象既始且终,龙蛇一体。
2023年03月22日 22点03分 4
差点忘了:从Set到PointedSet将全函数变为偏函数的自由函子名叫 Maybe 而它的右伴随叫做 Forget
2023年03月23日 21点03分
@Ysmiraak 自由构造就是多项式(误), 如果商去两个Cartesian 积的某些双线性关系还能诱导出张量积, 纠缠态由此而生. 另外龙和蛇应该是aurbic 原初泛性质了. 刻画其余结构离不开它们
2023年04月26日 14点04分
伴随/Hom是非常常见的对象. 不过只有lorkhan让这些虚浮的概念变成可以运行的游戏了. 虽然报错没个完
2023年04月26日 16点04分
@Minuit▫ 关于“自由构造就是多项式”,也许可以用 operad 理论来准确解释。这几年 polynomial functor 有点火,用它能造归纳类型。
2023年04月27日 11点04分
level 2
玩老滚并且正在学离散的萌新弱弱问一句,这些是什么啊…😨
2023年04月20日 03点04分 5
欢迎入坑范畴论。它于上世纪中叶从代数拓扑中诞生,为日益分化的数学领域(也即范畴)提供统一的结构式语言。你可能学过或者要学逻辑、图论、抽象代数,范畴论可以帮你理解它们的联系,实现知识转移。另外它阴差阳错加入证明论和类型论,成为了计算机理论的三一基石,但相比前两位它的实际应用更广。
2023年04月20日 11点04分
在离散数学中出现的代数学会给予群, 环, 域的初步实例. 这样的对象实质上都是结构. 同理, 逻辑命题本身也属于一种结构性存在. 于是Bourbaki们宣称, 数学就是关于结构的研究.
2023年04月26日 14点04分
我们熟悉的计算对象本身具有良好而trivial的结构, 代数学的一大方向\应用面正是利用已有结构和同态去拓展\研究某些性质较差的结构或者更为复杂而自然的结构. 前者以galois理论为例, 后者便是幺半范畴和前述的幺半积运算
2023年04月26日 14点04分
范畴论的兴起是拜拓扑学之赐, 它在数学中建立起一套关系哲学, 告诉我们结构本身并不如结构间的联系更本质. 换言之, 结构的功能与角色胜过结构的定义. 另外, 拓扑学, 尤其是同伦论, 为问题研究提供了拓扑的直觉, 使得复杂问题大为简化. 范畴论强调的交换图正属于这样的例子, 此外张量积的artin辫群表示
2023年04月26日 14点04分
level 11
Minuit▫ 楼主
回复一下楼中楼的北龙
物理学对纠缠有没有更详细的解释?
量子力学里面纠缠就是积非交换性, 即向量空间张量积中的元素无法表示为元素的张量积.
具体可以表示为
画交换图是
张量积是一个满足双线性的"强行扩容", 熟悉自由群定义就很容易理解这种"把一堆东西摆在一起"是在干什么.
另外张量积满足双线性的等价关系, 也就是说我们在自由构造之余要商去所有双线性运算(加法和来自域K的纯量乘法)
现在构造张量积空间是个清晰的事: Cartesian积上的自由构造, 商去双线性关系得到一系列双线性等价运算, 对此我们有
自由构造具有泛性质, 也就是集合基给出一一对应, 0对象, 这里不多说了, Commutative Diagram下很明白
quotient space的泛性质对应另一个三角形交换图
现在我们把三角形交换图拼合起来
合成态射得到张量积的泛性质
张量积就是一种"泛双线性型", 是最基础的双线性结构.
2023年04月29日 19点04分 6
2023年04月29日 20点04分
与其说是被quotient压缩带来了纠缠,感觉更多地像是资源构造增加了额外的复杂度,使得双线性映射皆能按交换图分解
2023年04月29日 20点04分
@Minuit▫ 资源->自由
2023年04月29日 20点04分
level 11
Minuit▫ 楼主
补充:
双线性性还应该附加:
另外说起operad, 我发现了operad解释熵的一篇文章, https://arxiv.org/abs/2107.09581, 熵即诸simplices上的operad的非线性微分. 也就是non-linear Leibnitz law
而微分...又是实多项式环的张量积构造, 并且是monad中的两头
想法有些泥沙俱下, 先写到这
2023年04月29日 20点04分 7
level 11
Minuit▫ 楼主
图表大小写有些问题, 关于pointedset上的左右伴随, 涉及目前我尚不太了解的Adjoint monads, 可能需要些时间攻克
2023年04月29日 20点04分 8
吧务
level 9
谢谢这么详细的解释,可是我恰好理解到了相反的结论 :D
如果 V 代表某个系统的配置空间,自由构造 FV 可以理解为未归一(取softmax前)的概率分布空间。
直积 V⊕W 就是两份配置,同时 FV⊕FW 描述两个独立的系统。而 F(V⊕W) 则是它们在相互作用,完事后商去双线性(因为孩子是双方的)得到 V⊗W 这个张量积作为结果配置空间。
可是物质世界只能承载 V⊕W 量的信息,于是 V⊗W - V⊕W 也就是张量积空间中不能被分离回去的部分,就成了纠缠态。
描述两个纠缠的光子,相比描述两独立光子,需要更少的信息。纠缠是自由度的缺失,就像化学键是能量的缺失。
2023年04月30日 07点04分 9
说起来纠缠还真像reincarnation...量子通信就是把纠缠态借尸还魂复活出来[哈哈]
2023年04月30日 07点04分
我在现实出发看现实之外的信息确实不觉得是「亏损」,有点像之前讨论实数构造时候,站在Q看R只是描述了Q的不完备构成的集合
2023年04月30日 07点04分
@Minuit▫ 这么说让我想起了货币,流通中的货币与商品本应是相抵的,一正一负,但课本说货币也是商品,于是市场上就总有两倍价值的商品,就像搞范畴论自动获得双倍构造~
2023年04月30日 08点04分
@Ysmiraak 这就是lunar cur
2023年04月30日 09点04分
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