同调代数
链复形
想象一排房间,房间之间由单向门相连,每扇门通向下一个房间,最后通向一个标着“空”的房间。这座建筑的规则是:如果你连续穿过两扇门,最终一定会走进那个空房间。链复形恰好把这条规则搬到了模上:一串箭头,连续作用两个箭头总得到零。正是这一个条件,使整套同调理论得以建立。
形式地说,环 R 上的链复形是一串 R 模与同态 ... -> C_{n+1} -> C_n -> C_{n-1} -> ...,其中映射 d_n : C_n -> C_{n-1}(称为边界映射或微分)对每个 n 满足 d_n ∘ d_{n+1} = 0。条件 d^2 = 0 等价于说 d_{n+1} 的像包含于 d_n 的核。ker(d_n) 中的元素称为 n 阶闭链(cycle),im(d_{n+1}) 中的元素称为 n 阶边缘(boundary);每个边缘都是闭链。
复形在 C_n 处恰好正合,当且仅当 im(d_{n+1}) 等于 ker(d_n),即除了显而易见的之外再无别的闭链。同调正是度量这一点失败的程度。这里的指标是同调式的(沿箭头方向次数递减);同一套数据若让次数递增,则称为上链复形。任意环上的向量空间、阿贝尔群或模的链复形,是构建导出函子、分解和谱序列的基本对象。
在 Z 上取 ... -> 0 -> Z -> Z -> 0,唯一非零的映射是乘以 2:d(x) = 2x。因为后一个映射为零,d^2 = 0 平凡成立。这个两项复形分解了 Z/2Z。
一个短复形,其唯一的微分是乘以 2。
两个复形之间的链映射是一族与微分交换的映射;这种映射保持闭链与边缘,因而下降为同调上的映射。R 上链复形构成的范畴本身是阿贝尔范畴,这正是同调构造可以反复迭代的原因。
又称
另见