非交換代數
本原環
從雙邊理想的角度看,單環是不可分的,但這條件有時太強,無法直接套用於表示論中出現的環。本原環恰好把它放鬆到位:不再要求沒有理想,而是要求一個忠實單模——一個不可約表示,其中環的任何非零元都不作用為零。本原環就是能在某物上忠實且不可約地作用的環,是域作用於一條直線的非交換替身。
確切地說,環 R 是(左)本原的,若它有一個忠實單左模 M;忠實意指 R 中湮滅整個 M 的元素只有 0,單意指 M 除 0 與 M 外沒有子模。等價地,R 有一個不含非零雙邊理想的極大左理想。每個單環都是本原的,每個本原環都是素的,所以本原性嚴格介於二者之間。
本原環的結構由雅各布森稠密定理刻畫,這是此處的非交換皇冠明珠:本原環作為除環 D = End_R(M) 上的線性變換環,在其忠實單模 M 上稠密地作用,意即作用的任何有限片段都能由 R 中某元素匹配。當 M 在 D 上有限維時,這迫使 R 成為全矩陣環 M_n(D),從而在單阿廷情形還原阿廷–韋德伯恩。
本原性是雅各布森根的概念核心:任何環的根恰是所有單模的湮滅子之交,等價地是到一切本原商環的映射之核的交。所以一個環「像半單」恰當它有足夠多的本原商來分離其元素,而本原環是探測根所經由的不可約靶子。
無限維向量空間 V(域 k 上)的自同態環 End_k(V) 是本原的但非單的:它在 V 上忠實且不可約地作用,然而有限秩算子構成一個非零真雙邊理想。
一個本原卻不單的環,區分了這兩個概念。
左本原與右本原確實不同:伯格曼構造了一個右本原但非左本原的環,所以與許多根理論概念不同,這一個不是左右對稱的。應當總是指明哪一邊。
另見