表示論

表示的張量積

給定同一個群的兩個表示,你可以把它們組合成其空間張量積上的一個新表示,讓群同時作用在兩個因子上。這種表示的「乘法」賦予表示之集一種類環結構:可以相加(直和)也可以相乘(張量),而特徵標把這個乘積變成函數的逐點普通乘法。

設 (V, rho) 與 (W, sigma) 是 G 在 k 上的表示。它們的張量積是空間 V 張量 W,帶對角作用 g.(v 張量 w) = rho(g)v 張量 sigma(g)w,再線性延拓——同一個元素 g 同時作用在兩條腿上。這確實是 G 的表示(而非 G 乘 G 的),其維數為 dim(V) 乘 dim(W)。其特徵標是特徵標之積:chi_{V 張量 W}(g) = chi_V(g) 乘 chi_W(g)。

即便因子都不可約,張量積也很少不可約:把 V 張量 W 分解為不可約表示就是克萊布什-戈爾丹問題,在物理與李群表示論中居於核心。特徵標公式使記帳可行——重數即乘積特徵標與各不可約特徵標的內積。特例包括 V 的對稱平方與外平方,即 V 張量 V 在交換下的 G 不變子空間。

對 S_3,設 V 為標準二維表示,特徵標 [2, 0, -1]。則 V 張量 V 的特徵標為 [4, 0, 1],分解得 平凡 + 符號 + 標準,因為 (1/6)(4 + 0 + 2*1) = 平凡表示 1 份,餘類推。

先把特徵標相乘,再用內積讀出重數。