2023年11月10日 星期五

[范疇] 關於 范疇 @ 20231109

范疇

範疇論(英語:Category theory)是數學的一門學科,是关于数学结构及其关系的一般理论,以抽象的方法處理數學概念,將這些概念形式化成一組組的「物件」及「態射」。數學中許多重要的領域可以形式化為範疇。使用範疇論可以令這些領域中許多難理解、難捉摸的數學結論更容易敘述證明。
一个范畴包含两类数学对象:物件与态射。以集合範疇为例,其物件為集合,態射為集合間的函數。若以第一个态射的目标为源发出第二个态射,这样形成的“复合态射”的性质同复合函数类似(存在结合律与单位态射)。但需注意,範疇的物件不一定要是集合,態射也不一定要是函數;一個數學概念若可以找到一種方法,以符合物件及態射的定義,則可形成一個有效的範疇,且所有在範疇論中導出的結論都可應用在這個數學概念之上。
範疇最簡單的例子之一為广群,其態射皆為可逆的。群胚的概念在拓撲學中很重要。範疇現在在大部分的數學分支中都有出現,在理論電腦科學的某些領域中用于對應資料型別,而在數學物理中被用來描述向量空間。
範疇論不只是對研究範疇論的人有意義,對其他數學家而言也有著其他的意思。一個可追溯至1940年代的述語「一般化的抽象廢話」,即被用來指範疇論那相對於其他傳統的數學分支更高階的抽象化。
范畴论在20世纪中叶由塞缪尔·艾伦伯格、桑德斯·麦克莱恩等人在代数拓扑工作的基础上提出。
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