lurie的《高阶拓扑斯》到底写了些什么?
2026-02-21 06:25:17 · chineseheadlinenews.com · 来源: 超级侧卫公众号
范畴论起始于二十世纪四十年代,由麦克莱恩与艾论伯格创建,其动机是为了定义代数拓扑中的自然变换。之后理论逐渐发展,它的作用越来越大,出乎原先的意料。
在这个过程中,有很多人的贡献,而格罗腾迪克最为显著。他将范畴论运用于代数几何,定义了概形,进行了代数几何的革命。在概形之后,又定义了拓扑斯的概念,这是两个极为重要的成果。此外,将范畴推广为无穷范畴、远阿贝尔几何、企图统一上同调理论的母理论……等等,都已经在他手中萌芽,只等着开花结果。
我们曾介绍过一些拓扑斯的后续发展,例如Olivia Caramello的分类拓扑斯统一数学,法尔庭斯、舒尔茨的工作与格罗腾迪克的渊源等等。而lurie在继承格罗腾迪克的工作上有所不同。如果说其他人的努力主要限于1-范畴或对应的1-拓扑斯的范围的话,lurie则往纵深推广1-范畴至(∞,1)范畴,将拓扑斯相应地推广到∞拓扑斯。
lurie的《高阶拓扑斯》,集中了他这方面最基础的工作,此后他还有《高阶代数》、《导出代数几何》等建立在这个基础上的一系列相应经典数学理论的推广。
要概括lurie《高阶拓扑斯》说了些什么,没有比他自己在这部书的前言中所写的更有说服力了。以下引自文心5.0给出的该书前言:
1 “本书的目的是奠定无穷范畴论的基础,并展示其在高阶拓扑斯中的应用”。
2 “范畴论由艾伦伯格和麦克莱恩引入,最初是为了给代数拓扑中的函子性概念提供一个统一的语言。然而,在随后的几十年里,范畴论的应用远远超出了其最初的拓扑学起源,渗透到了代数几何、表示论、逻辑以及理论计算机科学等领域。”
3 “……但它在处理同伦论时却显得力不从心,……经典的范畴论框架强制我们将弱等价视为同构,这导致了大量的信息丢失。”
4 “为了解决这个问题,丹尼尔.奎伦引入了模型范畴……然而,模型范畴也有其局限性”。
5 “……是否存在一种无穷范畴的理论,使得同伦论成为其内在的、无需额外结构(如模型结构)即可定义的性质?”
6 “……一个无穷范畴被定义为一个单纯集,它满足某种弱化的角填充条件,这种定义非常适合进行严格的数学处理,同时又能捕捉同伦论的所有本质特征。”
7 “本书主要内容……笫一部分:无穷范畴的基础;……笫二部分:高阶拓扑斯;……第三部分:应用与推广。”
8 “无穷范畴的思想可以追溯到格罗腾迪克的《追求堆栈》(Pursuing Stacks)和他对导出范畴(derived categories)的思考。格罗腾迪克曾设想过一种高阶算术几何,其中同伦论扮演着核心角色。本书在某种意义上是对格罗腾迪克这一愿景的实现。”
在主要内容部分lurie定义了无穷范畴,并将经典范畴论的有关概念推广到无穷的情形,建立了一个完整的体系。在这个基础上定义了无穷拓扑斯的概念,由之探讨了导出代数几何、稳定无穷范畴、拓扑量子场论与高阶范畴之间的联系。