表示論

不可約表示

不可約表示是表示論的原子。正如每個整數分解成素數,在良好情形下每個表示都分解成不可約的碎片;理解原子就意味著理解由它們搭建出的一切。不可約表示是指在尊重群作用的前提下無法再被切小的表示。

正式地,G 的表示 V 稱為不可約(或單的),若 V 非零且其唯一的 G 不變子空間只有 0 與 V 本身。所謂 G 不變子空間 W,是指對所有 g 都有 rho(g)W 含於 W——即 W 被每個群元素保持。等價地,V 不可約當且僅當它是群代數 k[G] 上的單模:它沒有非零真子模。

一個表示是否不可約強烈依賴於域。正 n 邊形旋轉群的標準二維實表示在 R 上是不可約的(沒有實的不變直線),但在 C 上變為可約,分裂成兩條複直線。所以不可約性是關於 V 連同 k 的論斷,絕非僅關乎抽象群本身。

S_3 恰有三個不可約複表示:平凡表示(一維)、符號表示(一維)與標準表示(二維)。維數平方和為 1 + 1 + 4 = 6 = |S_3|。

平方和法則鎖定了 S_3 所有不可約表示的次數。

在特徵 0 的代數閉域上,有限群不可約表示(同構意義下)的個數等於其共軛類的個數——這是一條乾淨的計數事實,卻沒有明顯的自然雙射。

又稱
irrep既约表示既約表示