Мотив (алгебраическая геометрия) - Motive (algebraic geometry)

Для использования в других целях см. Мотив (значения).

В алгебраическая геометрия, мотивы (или иногда мотивы, следующий Французский использование) - теория, предложенная Александр Гротендик в 1960-х годах, чтобы объединить огромное количество аналогичных теорий когомологий, таких как особые когомологии, когомологии де Рама, этальные когомологии, и кристаллические когомологии. С философской точки зрения «мотив» - это «когомологическая сущность» разнообразия.

В формулировке Гротендика для гладких проективных многообразий мотив - это тройка ${\displaystyle (X,p,m)}$, куда Икс - гладкое проективное многообразие, ${\displaystyle p:X\vdash X}$ идемпотент переписка, и м целое число, однако такая тройка почти не содержит информации вне контекста категории чистых мотивов Гротендика, где морфизм из ${\displaystyle (X,p,m)}$ к ${\displaystyle (Y,q,n)}$ дается соответствием степени ${\displaystyle n-m}$. Более объектно-ориентированный подход используется Пьер Делинь в Le Groupe Fondamental de la Droite Projective Moins Trois Points. В этой статье мотив - это «система реализаций». То есть кортеж

${\displaystyle \left(M_{B},M_{\mathrm {DR} },M_{\mathbb {A} ^{f}},M_{\operatorname {cris} ,p},\operatorname {comp} _{\mathrm {DR} ,B},\operatorname {comp} _{\mathbb {A} ^{f},B},\operatorname {comp} _{\operatorname {cris} p,\mathrm {DR} },W,F_{\infty },F,\phi ,\phi _{p}\right)}$

состоящий из модулей

${\displaystyle M_{B},M_{\mathrm {DR} },M_{\mathbb {A} ^{f}},M_{\operatorname {cris} ,p}}$

над кольцами

${\displaystyle \mathbb {Q} ,\mathbb {Q} ,\mathbb {A} ^{f},\mathbb {Q} _{p},}$

соответственно, различные изоморфизмы сравнения

${\displaystyle \operatorname {comp} _{\mathrm {DR} ,B},\operatorname {comp} _{\mathbb {A} ^{f},B},\operatorname {comp} _{\operatorname {cris} p,\mathrm {DR} }}$

между очевидными базовыми изменениями этих модулей, фильтрации ${\displaystyle W,F}$, а ${\displaystyle \operatorname {Gal} ({\overline {\mathbb {Q} }},\mathbb {Q} )}$-действие ${\displaystyle \phi }$ на ${\displaystyle M_{\mathbb {A} ^{f}},}$ и Автоморфизм «Фробениуса» ${\displaystyle \phi _{p}}$ из ${\displaystyle M_{\operatorname {cris} ,p}}$. Эти данные моделируются на когомологиях гладкого проективного ${\displaystyle \mathbb {Q} }$-разнообразие, структуры и совместимость, которые они допускают, и дает представление о том, какая информация содержится в мотиве.

Вступление

Изначально теория мотивов была задумана как попытка объединить быстро увеличивающийся массив теорий когомологий, включая Когомологии Бетти, когомологии де Рама, л-адические когомологии, и кристаллические когомологии. Все надеются, что уравнения вида

• [точка]
• [проективная линия] = [линия] + [точка]
• [проективная плоскость] = [плоскость] + [линия] + [точка]

можно поставить на все более прочную математическую основу с глубоким смыслом. Конечно, вышеприведенные уравнения уже известны как истинные во многих смыслах, например, в смысле CW-комплекс где «+» соответствует присоединению клеток, и в смысле различных теорий когомологий, где «+» соответствует прямой сумме.

С другой стороны, мотивы продолжают последовательность обобщений от рациональных функций на многообразиях до дивизоров на многообразиях и групп Чжоу многообразий. Обобщение происходит в более чем одном направлении, поскольку мотивы могут рассматриваться в отношении большего количества типов эквивалентности, чем рациональной эквивалентности. Допустимые эквивалентности даются определением адекватное отношение эквивалентности.

Определение чистых мотивов

В категория чистых мотивов часто происходит в три этапа. Ниже описан случай мотивов Чжоу. ${\displaystyle \operatorname {Chow} (k)}$, куда k это любое поле.

Первый шаг: категория соответствия (степень 0), ${\displaystyle \operatorname {Corr} (k)}$

Объекты ${\displaystyle \operatorname {Corr} (k)}$ являются просто гладкими проективными многообразиями над k. Морфизмы корреспонденции. Они обобщают морфизмы многообразий. ${\displaystyle X\to Y}$, которые можно связать с их графиками в ${\displaystyle X\times Y}$, до фиксированного размера Циклы переваривания на ${\displaystyle X\times Y}$.

Будет полезно описывать соответствия произвольной степени, хотя морфизмы в ${\displaystyle \operatorname {Corr} (k)}$ - соответствия степени 0. Подробно пусть Икс и Y - гладкие проективные многообразия и рассмотрим разложение Икс на связанные компоненты:

${\displaystyle X=\coprod \nolimits _{i}X_{i},\qquad d_{i}:=\dim X_{i}.}$

Если ${\displaystyle r\in \mathbb {Z} }$, то соответствия степеней р из Икс к Y находятся

${\displaystyle \operatorname {Corr} ^{r}(k)(X,Y):=\bigoplus \nolimits _{i}A^{d_{i}+r}(X_{i}\times Y),}$

куда ${\displaystyle A^{k}(X)}$ обозначает Чжоу-циклы коразмерности k. Соответствия часто обозначаются с помощью обозначения "", например, ${\displaystyle \alpha :X\vdash Y}$. Для любого ${\displaystyle \alpha \in \operatorname {Corr} ^{r}(X,Y)}$ и ${\displaystyle \beta \in \operatorname {Corr} ^{s}(Y,Z),}$ их состав определяется

${\displaystyle \beta \circ \alpha :=\pi _{XZ*}\left(\pi _{XY}^{*}(\alpha )\cdot \pi _{YZ}^{*}(\beta )\right)\in \operatorname {Corr} ^{r+s}(X,Z),}$

где точка обозначает произведение в кольце Чжоу (т. е. пересечение).

Возвращаясь к построению категории ${\displaystyle \operatorname {Corr} (k),}$ заметим, что композиция соответствий степени 0 есть степень 0. Следовательно, мы определяем морфизмы ${\displaystyle \operatorname {Corr} (k)}$ быть соответствиями степени 0.

Следующая ассоциация является функтором (здесь ${\displaystyle \Gamma _{f}\subseteq X\times Y}$ обозначает график ${\displaystyle f:X\to Y}$):

${\displaystyle F:{\begin{cases}\operatorname {SmProj} (k)\longrightarrow \operatorname {Corr} (k)\\X\longmapsto X\\f\longmapsto \Gamma _{f}\end{cases}}}$

Как ${\displaystyle \operatorname {SmProj} (k),}$ категория ${\displaystyle \operatorname {Corr} (k)}$ имеет прямые суммы (Икс ⊕ Y := Икс ∐ Y) и тензорные произведения (Икс ⊗ Y := Икс × Y). Это предаддитивная категория. Сумма морфизмов определяется формулой

${\displaystyle \alpha +\beta :=(\alpha ,\beta )\in A^{*}(X\times X)\oplus A^{*}(Y\times Y)\hookrightarrow A^{*}\left(\left(X\coprod Y\right)\times \left(X\coprod Y\right)\right).}$

Второй шаг: категория чисто эффективных мотивов Чау, ${\displaystyle \operatorname {Chow} ^{\operatorname {eff} }(k)}$

Переход к мотивам осуществляется путем принятия псевдоабелева оболочка из ${\displaystyle \operatorname {Corr} (k)}$:

${\displaystyle \operatorname {Chow} ^{\operatorname {eff} }(k):=Split(\operatorname {Corr} (k))}$.

Другими словами, эффективные мотивы Чжоу - это пары гладких проективных многообразий. Икс и идемпотент соответствия α: Икс ⊢ Икс, а морфизмы имеют определенный тип соответствия:

${\displaystyle \operatorname {Ob} \left(\operatorname {Chow} ^{\operatorname {eff} }(k)\right):=\{(X,\alpha )|(\alpha :X\vdash X)\in \operatorname {Corr} (k){\mbox{ such that }}\alpha \circ \alpha =\alpha \}.}$

${\displaystyle \operatorname {Mor} ((X,\alpha ),(Y,\beta )):=\{f:X\vdash Y|f\circ \alpha =f=\beta \circ f\}.}$

Композиция - это определенная выше композиция соответствий, а тождественный морфизм (Икс, α) определяется как α : Икс ⊢ Икс.

Ассоциация,

${\displaystyle h:{\begin{cases}\operatorname {SmProj} (k)&\longrightarrow \operatorname {Corr} (k)\\X&\longmapsto [X]:=(X,\Delta _{X})\\f&\longmapsto [f]:=\Gamma _{f}\subset X\times Y\end{cases}}}$,

куда Δ_Икс := [я бы_Икс] обозначает диагональ Икс × Икс, является функтором. Мотив [Икс] часто называют мотив, связанный с разнообразием ИКС.

Как и предполагалось, Чоу^эфф(k) это псевдоабелева категория. Прямая сумма эффективных мотивов определяется выражением

${\displaystyle ([X],\alpha )\oplus ([Y],\beta ):=\left(\left[X\coprod Y\right],\alpha +\beta \right),}$

В тензорное произведение эффективных мотивов определяется

${\displaystyle ([X],\alpha )\otimes ([Y],\beta ):=(X\times Y,\pi _{X}^{*}\alpha \cdot \pi _{Y}^{*}\beta ),}$

куда

${\displaystyle \pi _{X}:(X\times Y)\times (X\times Y)\to X\times X,\quad {\text{and}}\quad \pi _{Y}:(X\times Y)\times (X\times Y)\to Y\times Y.}$

Также можно определить тензорное произведение морфизмов. Позволять ж₁ : (Икс₁, α₁) → (Y₁, β₁) и ж₂ : (Икс₂, α₂) → (Y₂, β₂) быть морфизмами мотивов. Тогда пусть γ₁ ∈ А^*(Икс₁ × Y₁) и γ₂ ∈ А^*(Икс₂ × Y₂) быть представителями ж₁ и ж₂. потом

${\displaystyle f_{1}\otimes f_{2}:(X_{1},\alpha _{1})\otimes (X_{2},\alpha _{2})\vdash (Y_{1},\beta _{1})\otimes (Y_{2},\beta _{2}),\qquad f_{1}\otimes f_{2}:=\pi _{1}^{*}\gamma _{1}\cdot \pi _{2}^{*}\gamma _{2}}$,

куда π_я : Икс₁ × Икс₂ × Y₁ × Y₂ → Икс_я × Y_я прогнозы.

Третий шаг: категория чистых мотивов чау, чау (k)

Переходя к мотивам, мы примыкать чау-чау^эфф(k) формальный обратный (по отношению к тензорному произведению) мотив, называемый Мотив Лефшеца. В результате мотивы становятся не парами, а тройками. Мотив Лефшеца L является

${\displaystyle L:=(\mathbb {P} ^{1},\lambda ),\qquad \lambda :=pt\times \mathbb {P} ^{1}\in A^{1}(\mathbb {P} ^{1}\times \mathbb {P} ^{1})}$.

Если мы определим мотив 1, называется банальный мотив Тейта, к 1 : = h (Spec (k)), то элегантное уравнение

${\displaystyle [\mathbb {P} ^{1}]=\mathbf {1} \oplus L}$

имеет место, поскольку

${\displaystyle \mathbf {1} \cong \left(\mathbb {P} ^{1},\mathbb {P} ^{1}\times \operatorname {pt} \right).}$

Тензор, обратный мотиву Лефшеца, известен как Мотив Тейта, Т := L⁻¹. Затем мы определяем категорию чистых мотивов Чжоу как

${\displaystyle \operatorname {Chow} (k):=\operatorname {Chow} ^{\operatorname {eff} }(k)[T]}$.

Мотив тогда тройной

${\displaystyle (X\in \operatorname {SmProj} (k),p:X\vdash X,n\in \mathbb {Z} )}$

такие, что морфизмы задаются соответствиями

${\displaystyle f:(X,p,m)\to (Y,q,n),\quad f\in \operatorname {Corr} ^{n-m}(X,Y){\mbox{ such that }}f\circ p=f=q\circ f,}$

а композиция морфизмов происходит из композиции соответствий.

Как предполагалось, ${\displaystyle \operatorname {Chow} (k)}$ это жесткий псевдоабелева категория.

Другие типы мотивов

Чтобы определить продукт пересечения, циклы должны быть «подвижными», чтобы мы могли пересекать их в общем положении. Выбор подходящего отношение эквивалентности на циклах будет гарантировать, что каждая пара циклов имеет эквивалентную пару в общем положении, которую мы можем пересечь. Группы Чоу определяются с использованием рациональной эквивалентности, но возможны и другие эквивалентности, каждая из которых определяет свой мотив. Примеры эквивалентности, от самой сильной к самой слабой:

• Рациональная эквивалентность
• Алгебраическая эквивалентность
• Эквивалентность Smash-nilpotence (иногда называемая эквивалентностью Воеводского)
• Гомологическая эквивалентность (в смысле когомологий Вейля)
• Числовая эквивалентность

В литературе иногда называют каждый тип чистого мотива мотивом Чоу, и в этом случае мотив в отношении алгебраической эквивалентности будет называться мотивом Чжоу. Мотив Чоу по модулю алгебраической эквивалентности.

Смешанные мотивы

Для фиксированного базового поля k, категория смешанные мотивы гипотетический абелев тензорная категория ${\displaystyle MM(k)}$вместе с контравариантным функтором

${\displaystyle \operatorname {Var} (k)\to MM(k)}$

принятие значений на всех разновидностях (а не только на гладких проективных, как в случае с чистыми мотивами). Это должно быть так, чтобы мотивационные когомологии, определяемые

${\displaystyle \operatorname {Ext} _{MM}^{*}(1,?)}$

совпадает с предсказанным алгебраической K-теорией и содержит категорию мотивов Чжоу в подходящем смысле (и другие свойства). О существовании такой категории предположили Александр Бейлинсон.

Вместо построения такой категории было предложено Делинь сначала построить категорию DM обладающий свойствами, которые можно ожидать от производная категория

${\displaystyle D^{b}(MM(k))}$.

Получающий ММ назад от DM тогда будет выполнено (предположительное) мотивирующий т-структура.

Текущее состояние теории таково, что у нас есть подходящая категория DM. Уже сейчас эта категория полезна в приложениях. Владимир Воеводский с Медаль Филдса - выигрышное доказательство Гипотеза Милнора использует эти мотивы как ключевой ингредиент.

Есть разные определения из-за Ханамуры, Левина и Воеводского. Как известно, в большинстве случаев они эквивалентны, и ниже мы дадим определение Воеводского. Категория содержит мотивы Чжоу как полную подкатегорию и дает «правильные» мотивационные когомологии. Однако Воеводский также показывает, что (с интегральными коэффициентами) он не допускает мотивационной t-структуры.

Смешанные геометрические мотивы

Обозначение

Здесь мы исправим поле k характерных 0 и разреши ${\displaystyle A=\mathbb {Q} ,\mathbb {Z} }$ - наше кольцо коэффициентов. Набор ${\displaystyle {\mathcal {Var}}/k}$ как категорию квазипроективных многообразий над k являются разделенными схемами конечного типа. Мы также позволим ${\displaystyle {\mathcal {Sm}}/k}$ подкатегория гладких многообразий.

Гладкие разновидности с соответствиями

Учитывая гладкий сорт Икс и разнообразие Y позвонить интеграл закрытая подсхема ${\displaystyle W\subset X\times Y}$ который конечен над Икс и сюръективно по компоненту Y а основная корреспонденция из Икс к Y. Тогда мы можем взять множество простых соответствий из Икс к Y и построить бесплатный А-модуль ${\displaystyle C_{A}(X,Y)}$. Его элементы называются конечные соответствия. Тогда мы можем сформировать аддитивную категорию ${\displaystyle {\mathcal {SmCor}}}$ объекты которого являются гладкими многообразиями, а морфизмы задаются гладкими соответствиями. Единственная нетривиальная часть этого «определения» - это то, что нам нужно описывать композиции. Они задаются двухтактной формулой теории колец Чоу.

Примеры

Типичные примеры простых соответствий взяты из графика ${\displaystyle \Gamma _{f}\subset X\times Y}$ морфизма разновидностей ${\displaystyle f:X\to Y}$.

Локализация гомотопической категории

Отсюда мы можем сформировать гомотопическая категория ${\displaystyle K^{b}({\mathcal {SmCor}})}$ ограниченных комплексов гладких соответствий. Здесь мы будем обозначать гладкие многообразия ${\displaystyle [X]}$. Если мы локализовать эта категория относительно наименьшей толстой подкатегории (то есть замкнута относительно расширений), содержащая морфизмы

${\displaystyle [X\times \mathbb {A} ^{1}]\to [X]}$

и

${\displaystyle [U\cap V]{\xrightarrow {j_{U}'+j_{V}'}}[U]\oplus [V]{\xrightarrow {j_{U}-j_{V}}}[X]}$

тогда мы можем сформировать триангулированная категория эффектных геометрических мотивов ${\displaystyle {\mathcal {DM}}_{\text{gm}}^{\text{eff}}(k,A).}$ Обратите внимание, что первый класс морфизмов локализирует ${\displaystyle \mathbb {A} ^{1}}$-гомотопии многообразий, а второй придаст категории геометрических смешанных мотивов Последовательность Майера – Виеториса.

Также обратите внимание, что эта категория имеет тензорную структуру, заданную произведением разновидностей, поэтому ${\displaystyle [X]\otimes [Y]=[X\times Y]}$.

Обращение к мотиву Тейта

Используя триангулированную структуру, мы можем построить треугольник

${\displaystyle \mathbb {L} \to [\mathbb {P} ^{1}]\to [\operatorname {Spec} (k)]{\xrightarrow {[+1]}}}$

с канонической карты ${\displaystyle \mathbb {P} ^{1}\to \operatorname {Spec} (k)}$. Мы установим ${\displaystyle A(1)=\mathbb {L} [-2]}$ и назовите это Мотив Тейта. Взяв итеративное тензорное произведение, мы можем построить ${\displaystyle A(k)}$. Если у нас есть эффективный геометрический мотив M мы позволяем ${\displaystyle M(k)}$ обозначать ${\displaystyle M\otimes A(k).}$ Более того, это функционирует функториально и образует триангулированный функтор. Наконец, мы можем определить категорию геометрических смешанных мотивов ${\displaystyle {\mathcal {DM}}_{gm}}$ как категория пар ${\displaystyle (M,n)}$ за M эффектный геометрический смешанный мотив и п целое число, представляющее поворот мотива Тейта. Тогда hom-группы суть копредел

${\displaystyle \operatorname {Hom} _{\mathcal {DM}}((A,n),(B,m))=\lim _{k\geq -n,-m}\operatorname {Hom} _{{\mathcal {DM}}_{gm}^{\operatorname {eff} }}(A(k+n),B(k+m))}$

Объяснение для неспециалистов

Обычно в математике используется методика изучения объектов, несущих определенную структуру, путем введения категория морфизмы которых сохраняют эту структуру. Тогда можно спросить, когда два заданных объекта изоморфны, и спросить «особенно хорошего» представителя в каждом классе изоморфизма. Классификация алгебраических многообразий, т. Е. Применение этой идеи в случае алгебраические многообразия, очень сложно из-за сильно нелинейной структуры объектов. Расслабленный вопрос изучения многообразий с точностью до бирационального изоморфизма привел к области бирациональная геометрия. Другой способ справиться с вопросом - привязать к заданному разнообразию Икс объект более линейной природы, т.е. объект, поддающийся методам линейная алгебра, например векторное пространство. Эта «линеаризация» обычно носит название когомология.

Существует несколько важных теорий когомологий, которые отражают различные структурные аспекты разновидностей. (Частично предположительный) теория мотивов является попыткой найти универсальный способ линеаризации алгебраических многообразий, т.е. предполагается, что мотивы обеспечивают теорию когомологий, которая воплощает все эти конкретные когомологии. Например, род гладкой проективной изгиб C который является интересным инвариантом кривой, представляет собой целое число, которое можно прочитать по размерности первого Когомологии Бетти группа C. Итак, мотив кривой должен содержать информацию о роде. Конечно, род - довольно грубый инвариант, поэтому мотив C это больше, чем просто это число.

Поиск универсальных когомологий

Каждое алгебраическое многообразие Икс имеет соответствующий мотив [Икс], поэтому простейшими примерами мотивов являются:

• [точка]
• [проективная линия] = [точка] + [линия]
• [проективная плоскость] = [плоскость] + [линия] + [точка]

Эти «уравнения» верны во многих ситуациях, а именно для когомологии де Рама и Когомологии Бетти, л-адические когомологии, количество точек по любому конечное поле, И в мультипликативная запись за локальные дзета-функции.

Общая идея такова, что мотив имеет ту же структуру в любой разумной теории когомологий с хорошими формальными свойствами; в частности, любые Когомологии Вейля теория будет обладать такими свойствами. Существуют разные теории когомологий Вейля, они применяются в разных ситуациях и имеют значения в разных категориях и отражают разные структурные аспекты рассматриваемого разнообразия:

• Когомологии Бетти определены для многообразий над (подполями) сложные числа, он имеет то преимущество, что его можно определить перед целые числа и является топологическим инвариантом
• когомологии де Рама (для многообразий более ${\displaystyle \mathbb {C} }$) поставляется с смешанная структура Ходжа, это дифференциально-геометрический инвариант
• л-адические когомологии (над любым полем характеристики ≠ l) имеет каноническую Группа Галуа действие, т.е. имеет значения в представления (абсолютной) группы Галуа
• кристаллические когомологии

Все эти теории когомологий имеют общие свойства, например Существование Последовательности Майера-Виеториса, гомотопическая инвариантность ${\displaystyle H^{*}(X)\cong H^{*}(X\times \mathbb {A} ^{1}),}$ продукт Икс с аффинная линия ) и другие. Более того, они связаны изоморфизмами сравнения, например когомологиями Бетти ${\displaystyle H_{\text{Betti}}^{*}(X,\mathbb {Z} /n)}$ гладкой разновидности Икс над ${\displaystyle \mathbb {C} }$ с конечными коэффициентами изоморфна л-адические когомологии с конечными коэффициентами.

В теория мотивов является попыткой найти универсальную теорию, которая воплощает все эти конкретные когомологии и их структуры и обеспечивает основу для «уравнений», подобных

[проективная линия] = [линия] + [точка].

В частности, вычисление мотива любой разновидности Икс непосредственно дает всю информацию о нескольких теориях когомологий Вейля ЧАС^*_Бетти(Икс), ЧАС^*_DR(Икс) так далее.

Начиная с Гротендика, люди много лет пытались дать точное определение этой теории.

Мотивная когомология

Мотивная когомология сам был изобретен до создания смешанных мотивов с помощью алгебраическая K-теория. Вышеупомянутая категория предоставляет удобный способ (пере) определить ее с помощью

${\displaystyle H^{n}(X,m):=H^{n}(X,\mathbb {Z} (m)):=\operatorname {Hom} _{DM}(X,\mathbb {Z} (m)[n]),}$

куда п и м целые числа и ${\displaystyle \mathbb {Z} (m)}$ это м-я тензорная степень объекта Тейт ${\displaystyle \mathbb {Z} (1),}$ что в постановке Воеводского является сложным ${\displaystyle \mathbb {P} ^{1}\to \operatorname {pt} }$ сдвинут на –2, и [n] означает обычный сдвиг в триангулированной категории.

Домыслы, связанные с мотивами

В стандартные догадки были впервые сформулированы в терминах взаимодействия алгебраических циклов и теорий когомологий Вейля. Категория чистых мотивов дает категориальную основу для этих предположений.

Стандартные гипотезы обычно считаются очень трудными и в общем случае открытыми. Гротендик и Бомбьери продемонстрировали глубину мотивационного подхода, представив условное (очень короткое и элегантное) доказательство Гипотезы Вейля (что доказано разными способами Делинь ) в предположении справедливости стандартных гипотез.

Например, Стандартная гипотеза Кюннета, утверждающий существование алгебраических циклов π^я ⊂ Икс × Икс вызывая канонические проекторы ЧАС^*(Икс) → ЧАС^я(Икс) ↣ ЧАС^*(Икс) (для любых когомологий Вейля ЧАС) означает, что каждый чистый мотив M разлагается на градуированные куски веса п: M = ⊕Gr_пM. Терминология веса происходит из аналогичного разложения, скажем, когомологий де Рама гладких проективных многообразий, см. Теория Ходжа.

Гипотеза D, констатируя соответствие числового и гомологическая эквивалентность, влечет эквивалентность чистых мотивов относительно гомологической и числовой эквивалентности. (В частности, первая категория мотивов не зависела бы от выбора теории когомологий Вейля). Яннсен (1992) доказал следующий безусловный результат: категория (чистых) мотивов над полем абелева и полупроста тогда и только тогда, когда выбранное отношение эквивалентности является числовой эквивалентностью.

В Гипотеза Ходжа, можно аккуратно переформулировать, используя мотивы: если только то Реализация Ходжа отображение любого чистого мотива с рациональными коэффициентами (над подполем ${\displaystyle k}$ из ${\displaystyle \mathbb {C} }$) к своей структуре Ходжа является полный функтор ${\displaystyle H:M(k)_{\mathbb {Q} }\to HS_{\mathbb {Q} }}$ (рациональный Структуры Ходжа ). Здесь чистый мотив означает чистый мотив в отношении гомологической эквивалентности.

Точно так же Гипотеза Тейта эквивалентно: так называемая реализация Тейта, т.е. ℓ-адические когомологии, является полным функтором ${\displaystyle H:M(k)_{\mathbb {Q} _{\ell }}\to \operatorname {Rep} _{\ell }(\operatorname {Gal} (k))}$ (чистые мотивы с точностью до гомологической эквивалентности, непрерывные представления абсолютного Группа Галуа базового поля k), который принимает значения в полупростых представлениях. (Последняя часть автоматическая в случае аналога Ходжа).

Таннакианский формализм и мотивационная группа Галуа

Чтобы мотивировать (предполагаемую) мотивированную группу Галуа, зафиксируйте поле k и рассмотрим функтор

конечные сепарабельные расширения K из k → непустые конечные множества с (непрерывным) транзитивным действием абсолютной группы Галуа k

который отображает K к (конечному) множеству вложений K в алгебраическое замыкание k. В Теория Галуа Показано, что этот функтор является эквивалентностью категорий. Обратите внимание, что поля 0-мерны. Такого рода мотивы называются Артиновые мотивы. К ${\displaystyle \mathbb {Q} }$-линеаризуя вышеуказанные объекты, другой способ выразить вышесказанное - сказать, что мотивы Артина эквивалентны конечным ${\displaystyle \mathbb {Q} }$-векторные пространства вместе с действием группы Галуа.

Цель мотивационная группа Галуа заключается в распространении указанной выше эквивалентности на многомерные многообразия. Для этого технические машины Категория таннакиана теория (возвращаясь к Двойственность Таннаки – Крейна, но используется чисто алгебраическая теория). Его цель - пролить свет на Гипотеза Ходжа и Гипотеза Тейта, нерешенные вопросы в алгебраический цикл теория. Зафиксируйте теорию когомологий Вейля ЧАС. Это дает функтор из M_число (чистые мотивы, использующие числовую эквивалентность) до конечномерных ${\displaystyle \mathbb {Q} }$-векторные пространства. Можно показать, что первая категория является таннакианской. Предполагая эквивалентность гомологической и числовой эквивалентности, т.е. стандартную гипотезу, приведенную выше D, функтор ЧАС - точный точный тензор-функтор. Применяя формализм Таннаки, можно сделать вывод, что M_число эквивалентна категории представления из алгебраическая группа грамм, известная как мотивная группа Галуа.

Мотивная группа Галуа для теории мотивов то, что Группа Мамфорда – Тейта должен Теория Ходжа. Опять же, грубо говоря, гипотезы Ходжа и Тейта являются типами теория инвариантов (пространства, которые морально являются алгебраическими циклами, выделяются по инвариантности относительно группы, если дать правильные определения). Мотивная группа Галуа имеет окружающую теорию представлений. (Что это не так, это Группа Галуа; однако с точки зрения Гипотеза Тейта и Представления Галуа на этальные когомологии, он предсказывает образ группы Галуа, или, точнее, ее Алгебра Ли.)

Смотрите также

• Кольцо периодов
• Мотивная когомология
• Presheaf с трансферами
• Смешанный модуль Ходжа

Рекомендации

Обзорные статьи

• Бейлинсон, Александр; Вологодский, Вадим (2007), Путеводитель по мотивам Воеводского, п. 4004, г. arXiv:математика / 0604004, Bibcode:2006математика ...... 4004B (техническое введение со сравнительно короткими доказательствами)
• Мазур, Барри (2004), "Что такое ... мотив?" (PDF), Уведомления Американского математического общества, 51 (10): 1214–1216, ISSN  0002-9920, МИСТЕР  2104916 (мотивы для пустышек).
• Серр, Жан-Пьер (1991), «Мотивы», Astérisque (198): 11, 333–349 (1992), ISSN  0303-1179, МИСТЕР  1144336 (нетехническое введение в мотивы).
• Табауда, Гонсало, «Экскурсия по саду некоммутативных мотивов», Журнал K-теории

Книги

• Андре, Ив (2004), Une введение aux motifs (мотивы purs, motifs mixtes, périodes), Panoramas et Synthèses, 17, Париж: Société Mathématique de France, ISBN  978-2-85629-164-1, МИСТЕР  2115000
• Уве Яннсен ... ред. (1994), Яннсен, Уве; Клейман, Стивен; Серр, Жан-Пьер (ред.), Мотивы, Труды симпозиумов по чистой математике, 55, Провиденс, Р.И .: Американское математическое общество, ISBN  978-0-8218-1636-3, МИСТЕР  1265518
  • Л. Брин: Категории таннакиана.
  • С. Клейман: Стандартные домыслы.
  • А. Шолль: Классические мотивы. (подробное изложение мотивов Чау)
• Хубер, Аннет; Мюллер-Штах, Стефан (20.03.2017), Периоды и мотивы нори, Спрингер, ISBN  978-3-319-50925-9
• Мацца, Карло; Воеводский, Владимир; Вейбель, Чарльз (2006), Конспект лекций по мотивационным когомологиям, Монографии по математике из глины, 2, Провиденс, Р.И .: Американское математическое общество, ISBN  978-0-8218-3847-1, МИСТЕР  2242284
• Левин, Марк (1998). Смешанные мотивы. Математические обзоры и монографии, 57. Американское математическое общество. ISBN  978-0-8218-0785-9.
• Фридлендер, Эрик М .; Грейсон, Дэниел Р. (2005). Справочник по K-теории. Springer. ISBN  978-3-540-23019-9.

Справочная литература

• Яннсен, Уве (1992), «Мотивы, числовая эквивалентность и полупростота» (PDF), Inventiones Math., 107: 447–452, Bibcode:1992InMat.107..447J, Дои:10.1007 / BF01231898
• Клейман, Стивен Л. (1972), «Мотивы», в Оорт, Ф. (ред.), Алгебраическая геометрия, Осло, 1970 г. (Proc. Fifth Nordic Summer-School in Math., Oslo, 1970), Groningen: Wolters-Noordhoff, стр. 53–82. (адекватные отношения эквивалентности на циклах).
• Милн, Джеймс С. Мотивы - Сон Гротендика
• Воеводский, Владимир; Суслин Андрей; Фридлендер, Эрик М. (2000), Циклы, трансферы и теории мотивационной гомологии, Annals of Mathematics Studies, Princeton, New Jersey: Princeton University Press, ISBN  978-0-691-04814-7 (Определение смешанных мотивов Воеводского. Высокотехнично).
• Хубер, Аннетт (2000). «Реализация мотивов Воеводского» (PDF). Журнал алгебраической геометрии. 9: 755–799.

внешняя ссылка

• Котировки, связанные с Мотив (алгебраическая геометрия) в Wikiquote