非交换代数
除环
域是一个可以随意做加、减、乘以及对任何非零元做除法的地方,而且乘法次序无关紧要。除环就是当你保留这一切能力——包括除法——却悄悄放弃乘法可交换这一要求时得到的结构。于是 a*b 与 b*a 可能不同,但每个非零元仍有一个货真价实、可用来做除法的逆元。它就是一个被允许左右不对称的域。
确切地说,除环是一个带单位元 1 ≠ 0 的环,其中每个非零元 a 都有双边乘法逆元 a^(-1),满足 a*a^(-1) = a^(-1)*a = 1。等价地,它的全体非零元在乘法下构成一个群。交换的除环恰好就是域;有趣的是非交换的情形,常被称为斜域。
这些对象是整个学科的天然砖块:阿廷–韦德伯恩定理断言每个半单环都由除环上的矩阵环拼装而成,所以理解除环已成功一半。它们在许多方面像域——你仍可在其上构造向量空间并谈论维数——但你必须时刻分清左右,因为左标量与右标量不再能互相穿过对方。
一句忠告:有限性会扼杀非交换性。韦德伯恩小定理证明每个有限除环都自动是域。要找到真正非交换的除环,你必须走向无限——最小的经典例子实四元数,是实数上的四维结构。
实四元数 H 构成一个除环:典型元 a + b*i + c*j + d*k 在非零时有逆元 (a - b*i - c*j - d*k) / (a^2 + b^2 + c^2 + d^2),然而 i*j = k 而 j*i = -k。
一个乘法确实不可交换的四维除环。
命名是常见的陷阱:在较早的英国文献中,“field”有时指我们今天所说的除环,而用“交换域”表示现代意义。如今“域”几乎总指交换的,用“除环”或“斜域”才表示不假定交换性。
又称
另见