Le terme « *-autonome » fait écho à la notion de catégorie rigide, aussi dite « autonome », qui est une catégorie où la notion de dual peut être définie.
Cette application n'est autre que la transposée de l'application d'évaluation :
Le fait qu'il s'agisse d'un isomorphisme permet de donner un sens à la double négation, et donc de rendre compte de logiques plus flexibles que la logique intuitionniste.
Définition implicite
Une définition alternative, mais équivalente, est de considérer sur cette catégorie C le foncteur
et de demander qu'existe une bijection naturelle
Le rôle de l'objet dualisant est alors joué par .
Catégorie *-autonome enrichie
Soit V une catégorie monoïdale, il existe une notion de catégorie *-autonome V-enrichie. Elle coïncide avec la notion classique lorsque V = Set.
Un V-foncteurF : A → B est dit essentiellement surjectif sur les objets lorsque tout objet de B est isomorphe à Fa pour un objet a de A. Une *-opération à gauche est un V-foncteur
associé à la famille V-naturelle d'isomorphismes
.
Une V-catégorie *-autonome est une V-catégorie monoïdale équipée d'une *-opération à gauche pleine et fidèle.
Ces catégories sont en particulier fermées, et l'objet dualisant est SI.
Exemples
Les espaces de cohérence(en) en logique linéaire, introduits par Jean-Yves Girard, sont des catégories *-autonomes. En effet la structure *-autonome permet de rendre compte des opérations de cette logique : si on note , on observe que est canoniquement isomorphe à et on peut définir l'opération « par » X ⅋ Y comme .
La catégorie des k-espaces vectoriels de dimension finie, où k est un corps, est *-autonome. Le corps de base joue le rôle de l'objet dualisant, et le dual usuel (c'est-à-dire en tant qu'espace vectoriel dual) V* est exactement le dual au sens *-autonome. La catégorie de tous les k-espaces vectoriels (non nécessairement de dimension finie) n'est en revanche pas *-autonome.
(en) Ross Street, « Quantum categories, star autonomy, and quantum groupoids », Galois theory, Hopf algebras, and semiabelian categories, vol. 43, , p. 187 (lire en ligne)