Grothendieck Topology

這裡我們要介紹代數幾何常用的「拓樸」﹣Grothendieck拓樸。事實上我說常用有點欺騙的嫌疑,因為很多代數幾何其實也不用Grothendieck拓樸。大概的來說,Grothendieck拓樸有兩大特性:

事實上呢,Grothendieck拓樸和我們原來想的拓樸也沒有差太多,但是不太一樣。基本上我們有

換句話說呢,我們可以想成把以前的拓樸更一般化了。

前面的說明,只是大概介紹特性。大概也引不起什麼興趣(除非你原來就是想知道什麼是Grothendieck拓樸)。可是呢,Grothendieck拓樸其實本身就挺有趣的,可以說是用另一個角度來看我們熟悉的拓樸(如果還不熟悉,我是建議先跳過本篇),這有很多好處的。其中一個好處是我們以前要辛苦去定義的sheaf,現在好像一下就定好了。所以,就算只用平常的拓樸,這種看法還是挺有意思的。

簡單的說,Grothendieck拓樸就是用用「範疇」(category)的理論來看拓樸。

先看一般拓樸

我們知道,我們有一個拓樸空間X,那就是說我們在其上定義一些開集合,然後符合一些性質。

我們怎麼樣用範疇來定義一樣的東西呢?我們知道,一個範疇包括兩大類的東西:

假設我們有一個拓樸空間X,我們現在來定義一個新的範疇。這個範疇,我們就管他叫C(X)好了,我們的物件和映型是這樣的:

好,C(X)這個範疇是有了。不過,我們還要一點努力,才能說它是一個拓樸。

我們回味一下以前的拓樸定義。我們有

我們馬上會碰到一個問題:交集聯集是集合論的東西,我們在範疇裡只有物件和映型,怎麼辦?更精確的說,我們要怎麼用物件和映型,去定義交集聯集呢?

巧妙的地方就是這裡啦。

Grothendieck拓樸

從另一個角度來看為什麼我們要Grothendieck拓樸

前面看來都是很機巧的定義。有趣是挺有趣的,有意思也可能有意思。但是,為什麼我們要這樣去定義呢,卻不是十分的明白。