范畴论

4.6 传递性

定义 4.6

设\((\mathbf {A} ,U)\) 是\(\mathbf {X} \) 上的具体范畴, 如果对于每个 \(\mathbf {A}\)-对象 \(A\) 和每个 \(\mathbf {X}\)-同构 \(UA\xrightarrow {k} X\),都存在(唯一的)\(\mathbf {A}\)-对象 \(B\),使得 \(UB = X\) 且 \(A \xrightarrow {k} B\) 是 \(\mathbf {A}\)-同构,我 们就是具体范畴是 可传递的

命题 4.6

一个具体范畴是唯一可传递的当且仅当它是可传递和健忘的。

例子:

  • 1. 将\((A,\leq )\) 看作 1 上的具体范畴,以下结论等价:

    • (a) \((A,\leq )\) 是唯一可传递的

    • (b) \((A,\leq )\) 是健忘的

    • (c) \(\leq \) 具有反对称性

  • 2. Vec,Rel,Grp,Top 都是唯一传递的

  • 3. Vec 的骨架 (由所有\(\mathbb {R} ^m\) 空间构成) 是健忘的,不是可传递的

命题 4.7

设\((\mathbf {B} ,V)\) 是\(\mathbf {X} \) 上的可传递的具体范畴,\((\mathbf {A} ,U)\) 是该具体范畴的具体全子范畴且是同构封闭的,则以下结论等价:

  • 1. \((\mathbf {A},U)\) 在\((\mathbf {B} ,V)\) 里是具体反射的

  • 2. 存在反射子\(R:\mathbf {B}\to \mathbf {A}\),在\((\mathbf {B} ,V)\to (\mathbf {A},U)\) 上是具体的

对于具体反射子范畴,通常存在(即使在唯一可传递的情况下也是如此)多个具体函子可作为反射子。然而,在健忘的情况下只存在一个具体反射子。

尽管可传递性和健忘性是对于具体范畴相当有用和方便的性质,但它们不太强。下面的命题表明,如果一个具体范畴缺乏其中一个性质,那么可以通过轻微的修改使其具有这些性质。

命题 4.8

设\((\mathbf {A} ,U)\) 是\(\mathbf {X} \) 上的具体范畴, 存在一个健忘的具体范畴\((\mathbf {B} ,V)\), 具有以下性质:

  • 1. 存在一个单射函子\(E:(\mathbf {B} ,V)\to (\mathbf {A},U)\) 是具体等价的

  • 2. 存在一个满射函子\(P:(\mathbf {A} ,U)\to (\mathbf {B},V)\) 是具体等价的

进一步地,如果\((\mathbf {A} ,U)\) 是可传递的,那么\((\mathbf {B} ,V)\) 也是可传递的。

引理 4.1: 对于\(\mathbf {X} \) 上的具体范畴\((\mathbf {A} ,U)\),都存在一个与其等价的可传递的具体范畴\((\mathbf {B} ,V)\),具体等价子\(E:(\mathbf {A} ,U)\to (\mathbf {B},V)\).

命题 4.9

上述引理在具体同构意义下唯一