毕业论文写完了,复几何的期末考试也考完了,现在就是毕业论文答辩和 Kodaira 嵌入定理的证明了。答辩没什么可说的,上台讲个几分钟,大概讲不出什么来,也不知道听的人能听出什么来。嵌入定理的证明还在慢慢看,现在连思路都理不清楚。(其实已经很久没看了)
相比起来就觉得消失定理要容易多了。当然,也可能等我搞清楚嵌入定理之后也觉得很容易了,因为很早以前我也觉得消失定理复杂得不得了。可能一路学下来就是这样的吧。
这次的问题就是之前遇到的,在处理 Kahler 恒等式的时候遇到了超李代数(李超代数?),虽然并没有起到本质性的作用,但描述起来方便多了,至少能明显看出 Kahler 恒等式其实只有一个。
和普通的代数类似地,从每个超向量空间可以得到自同态超代数,而每个超代数都自然有超李代数的结构,定义为 。要验证这确实是一个超李代数,倒也不是很困难,把 Jacobi 恒等式打开慢慢算就是了,但有很多负一的多少次方的因子,确实有些麻烦。于是自然会想,能不能做一些更方便的验证。
(我今天才发现下面要做的事情其实几乎就是书上的习题)
回忆一下李代数的定义:
- 一个李代数 是一个向量空间,并且有一个双线性映射
- 有
- 以及
或者说:
- 一个李代数首先是一个向量空间 ,带有一个线性映射
- 记 是由 给出的同构,则
- 以及 Jacobi 恒等式
此外,还有一件事情就是每个结合代数(不一定含幺)都有自然的李代数结构:即定义 即可。
所以可以想到类似于结合代数来定义李代数。设 是一个 (strict) symmetric monoidal category(实际上通常还会要求是阿贝尔范畴,但是这里还用不上阿贝尔范畴这个事情),那么定义其中的李代数为 ,满足:
- 有
- 以及
并且,回忆一下(含幺)结合代数的定义,是一个 ,满足:
- 结合性 ,即有交换图
- 单位元 (这条并不重要)
那么也许可以定义 ,使得 成为一个李代数?这是成立的吗?
正如上面一样,为了方便我们全程在 strict 的范畴里面考虑,而 non-strict 应当是可以同样地操作的。记 ,那么 ,当然这纯粹只是简化记号而已。但在阿贝尔群范畴或者向量空间范畴中来看,这个 就是一个环(代数)的反环(反代数),即乘法是"反过来"乘的。于是自然可以想到,也许 也是 上的一个结合的乘法。
换言之,要看一看这个图
是不是交换的。直接验证当然有困难了,但容易注意到右下角有一丝不寻常,可以尝试加一点箭头:
即 的结合性的交换图。看起来有可能把大的图和这个小的交换图联系起来,考虑到 的自然性(即这是个自然变换),需要把这个小的图的方向换一下,再加入新的箭头:
这个时候,右上、右下、左下三个方块就全部交换了。于是现在只需要考虑左上的方块是否交换,而它已经跟 没有关系了,看起来很有希望。直接这么看还是不太容易,我们把这三个 写得不一样,那么是
把右下的两个箭头展开(即用 braided monoidal category 定义里面的六边形图,在 strict 的时候是三角形,但知乎这里画出来都是四边形)加进来:
现在右上和左下两个方块都是交换的,而最外面这一圈,这个"六边形",显然就是 Yang-Baxter 方程,即是交换的,于是左上这个方块也是交换的,特别地在 的时候就是上面要证的了。其实看一看 Yang-Baxter 方程的证明,和这个图的区别就是"划分了不同的三角形"。
当然也可以证明 是含义结合代数,含幺的证明比上面简单多了,这里也用不上,就不写了。
值得注意的是,这里并没有用到 symmetric 的条件,换言之 是任意的 braiding 都是成立的。所以可以想象,给定一个代数 之后,可以产生无穷多的代数 而 symmetric 的条件则是说 ,最多只会有两个代数。(如果 就是交换代数了)
还是回到原始问题。首先 是显然的,这里要用到 symmetric 的条件。只需要看 Jacobi 恒等式是否成立,即
是否成立。展开之后左边四项右边八项,首先能把左边的 和 跟右边第一项产生的的 和 抵消掉,因为前面说明了这两个乘法都是结合的。其次,右边第一项剩下
恰好能跟右边第二项产生的两项给抵消掉,仍然使用了结合律。
那么左边剩下 ,而右边剩下 。在阿贝尔群范畴或者向量空间范畴的情况下算一算,应当是去证明 和 。当然了,显然证明一个另一个也就证明了,所以只证前一个。
先把图画出来,即看
是不是交换的。同样会自然地在右下角加一个结合性的图:
左下角其实没有用。那么同样右上角可以添加箭头成为一个自然性的图:
现在只剩左上角的交换性了,这其实就是 braiding 定义里面的六边形(三角形)图,只不过 symmetric 的时候箭头可以反过来。
于是证明就完成了。回到最初的问题,在超向量空间范畴里面,即 -分次的向量空间范畴,symmetric structure 定义为 ,那么就如上产生了超李代数、超代数,并且上面一般的证明告诉我们每个超代数有自然的超李代数结构,也就是最初那么给出来的。
不过话又说回来,这似乎并没有比直接去看那些负一的多少次方的因子简单多少,不过还是很有趣的。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:张智浩
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