Группоид (теория категорий)Группо́ид в теории категорий — категория, в которой все морфизмы являются изоморфизмами. Группоиды можно рассматривать как обобщение групп: категория, соответствующая группе , имеет ровно один объект и по одной стрелке для каждого элемента из , композиция стрелок задаётся как умножение соответствующих элементов в группе, при этом каждая стрелка является изоморфизмом; таким образом, множество стрелок группоида можно рассматривать как некоторое множество с частично определённой бинарной операцией умножения, так что для каждого элемента существуют левый и правый обратный, а также левая и правая единица по умножению. Группоиды естественно заменяют в теории категорий группы симметрий и возникают при классификации классов изоморфных объектов. Любая категория, являющаяся группой, является группоидом. Для произвольной категории группоидом является подкатегория , объекты которой совпадают с объектами , а морфизмами являются всевозможные изоморфизмы в . Для линейно связного топологического пространства определяется его фундаментальный группоид как 2-категория, объектами которой являются все точки из , а стрелки из в соответствуют всевозможным (геометрическим) путям из в :
Две функции и задают один и тот же путь, если существует , так что или . Композиция стрелок задаётся композицией путей:
2-морфизм из в — это гомотопия из в . Фундаментальный группоид является категорификацией фундаментальной группы. Его преимущество в том, что в пространстве не требуется выбор отмеченной точки, так что не возникает проблем с неканоничностью изоморфизма фундаментальных групп в разных точках или с пространствами, имеющими несколько компонент связности. Фундаментальная группа петель из точки возникает как группа 2-изоморфных автоморфизмов объекта . Категория векторных расслоений ранга над стягиваемым пространством с невырожденными отображениями естественно образует группоид; в связи с этим вводится понятие джерба[англ.] (который является частным случаем стека[англ.]), представляющего собой структуру на категории пучков заданного типа. Джербы являются геометрическими объектами, классифицируемыми группами когомологий , где — пучок групп на . Понятие особенно важно в случае неабелевых групп . Литература
|