Sheaf的觀念

Sheaf的觀念,對代數幾何來說,是很重要的。

其實呢,這觀念不只用在代數幾何,很多很多其他的數學,也開始大量的帶入這樣的概念。嚴格的說來,這也不能說是很新的概念。比方說,我們可以把vector bundle想成一個sheaf。代數幾何上,我們常常把這兩個東西混用。幾乎可以當成是一樣的東西,不過有時要小心。

基本的概念是這樣的。我們想要研究一個空間X。直接去研究它可能有點困難。因此呢,我們數學家的慣用手法就是不直接研究這個東西,也許研究這上面的函數,或其它和X有關的東西。比方說呢,如果U是X一個開集合。我們可以考慮

F(U) = 在U上所有複數值可微函數的集合。

那麼,這樣的F就是一個sheaf。我們當然可以把F(U)設成其他的東西。只要符合某些性質,我們就叫它是sheaf。

說到sheaf的定義之前,我們先從presheaf講起。

Presheaf

Presheaf有很多定義方式。我最喜歡的定義是用category去定義的。對於一個拓樸空間,我們可以定義一個category,叫它Top(X)好了。那麼它的object和morphism是這樣的:

Objects: 所有在X上的開集合 
Morphims: 如果U包含於V,那Hom(U,V)就有一個embedding morphism,否則Hom(U,V)是空集合

知道這個以後,假設我們要定義交換群的presheaf就只有一句話: 一個presheaf F就是從Top(X)