愛爾蘭根綱領:變換群與幾何學

穩定子(stabilizer)

軌道問的是一點能去哪裡。穩定子問的是相反的問題:哪些變換讓那一點原封不動地留在原處?把手指按在轉動的唱片某一點上,問哪些轉動能讓你的手指停在同一道紋路上。一點的穩定子,就是所有固定該點的群元素所成的集合——每一個施於它後又把它送回自身的動作。

精確地說,對作用在某空間上的群 G 與選定的一點 x,x 的穩定子是群中所有滿足 g . x = x 的 g 所成的集合。這個集合本身是 G 內部的一個群——一個子群——因為單位元固定 x、任何固定 x 之元素的反向也固定 x、且兩個各自固定 x 的動作組合起來仍固定 x。對作用在平面上的旋轉群,圓心的穩定子是整個群(每個旋轉都固定圓心),而其他任一點的穩定子只有單位元(唯有什麼都不做才能使該點不動)。軌道與穩定子由一條乾淨的計數法則——軌道-穩定子關係——綁在一起:粗略地說,一點的穩定子越大,它的軌道越小,因為用來把該點固定住的動作,就是沒拿去把它帶往他處的動作。

穩定子度量一種幾何在單一點上所看見的對稱性。在齊性幾何中——只有一條可遞軌道——一點的穩定子,是當你把群「把該點滑到任意處」的自由用盡之後所剩下的部分,其大小反映了幾何允許在固定位置周圍有多少「局部旋轉與反射」。這正是愛爾蘭根綱領與對稱概念的自然交會處:一個圖形的完整對稱群,恰恰就是該圖形在外圍變換群之下的穩定子。

取平面所有剛體運動構成的群,以及由單一正三角形構成的圖形。該三角形的穩定子——把它搬回自身的剛體運動——是含六個元素的二面體群:三個旋轉(轉 0、120、240 度)與三個反射。這個穩定子正是該三角形的對稱群。

圖形的穩定子就是它的對稱群;穩定子越大代表局部對稱越多。

一點的穩定子永遠是一個子群,但一點的軌道並不是群——它是被作用空間的一個子集,而非一組變換。

又称
isotropy groupstabilizer subgroup固定子迷向群