数学中,高阶范畴范畴论高阶下的情形,一些等式可写成箭头,以便能明确地研究等式背后的结构。高阶范畴论常应用于代数拓扑学(特别是同伦论),用于研究拓扑空间的代数不变量,如其基本准范畴

严格高阶范畴

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一个平凡范畴拥有物件与态射两类组分,在高阶范畴论背景下,这些对象统称为1-态射。2-范畴在1-态射间加入了2-态射,这样往复下去,直到范畴包含(n-1)-态射与其间的n-态射,便得到了n范畴。

以记为Cat的范畴为例,其是包含所有小范畴和函子的范畴,实际上是个以自然变换为2-态射的2-范畴。同理,包含所有(小)n-范畴的n-Cat实际上是(n+1)-范畴。

n-范畴的定义通过对n的归纳来实现:

所以,1-范畴只是局部小范畴(locally small category)。

Set幺半范畴结构以笛卡儿积为张量,以单元素为单元。事实上任何具有有限的范畴都可赋予幺半结构。n-Cat的递归构造很好用,因为如果一个范畴 具有有限积,则增广 范畴也具有有限积。

虽然这个概念对同伦论等的某些目的来说过于严格,因为在同伦论中,“弱”结构以更高范畴的形式展现,[1]但也出现了严格立方高阶同伦广群,其在同调同伦的边界上为代数拓扑提供了新的基础,参见下面书中提到的非阿贝尔代数拓扑这篇文章。

弱高阶范畴

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在弱n-范畴中,结合性和同一性的条件不再严格(即不再由等价性得出),而是在下一层的同构之前得到满足。拓扑学中的一个例子是道路的构成,其中的同一性和结合性只在重参数化时成立,因此也只在同伦时成立,这就是这个2-范畴的2-同构。这些n-同构必须在态射集间有很好的表现,弱n-范畴在表达这一点上存在困难。弱2-范畴也称作双范畴,是第一个有明确定义的。它们的一个特殊性是,只有一个物件的双范畴其实就是幺半范畴,所以双范畴也可以说是“有许多物件的幺半范畴”。弱3-范畴也称作三范畴,再往上泛化,定义会越来越难明确。高阶范畴互相等价的条件与意义,已经成为范畴论中新的研究对象。

准范畴

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准范畴是满足弱Kan条件的单纯集合。André Joyal指出它们是高阶范畴论的良好基础。2009年,该理论得到了雅各·卢里的进一步系统化,他简单将它们统称为无穷范畴,尽管后者也是对任何k的 范畴的所有模型的一个通用术语。

简单增广范畴

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简单增广范畴,或称简单范畴,是在简单集合上增广得到的范畴。但如果看成是 范畴,那么许多范畴相关的概念(如极限 (范畴论))便与增广范畴的相应概念不一致。对其他增广模型,如拓扑增广范畴来说也是如此。

拓扑增广范畴

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拓扑增广范畴,或称拓扑范畴,是在拓扑空间的一些小范畴上增广来的范畴,如紧生成豪斯多夫空间

西格尔范畴

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这是由Hirschowitz和Simpson在1998年引入的高阶范畴模型,[2]部分是受Graeme Segal于1974年的结果启发。

另见

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注释

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  1. ^ Baez & Dolan 1998,第6页
  2. ^ Hirschowitz, André; Simpson, Carlos. Descente pour les n-champs (Descent for n-stacks). 2001. arXiv:math/9807049 . 

参考文献

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外部链接

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