双线性与二次形式
哈塞不变量
在实数上,同秩的两个二次形式由其符号差区分开。但在 p-进域上没有序,因而没有符号差,然而形式仍有若干不等价的形态——故需要另一种指纹。哈塞不变量正是这指纹:一个取值于 {±1} 的类符号量,由希尔伯特符号构造,记录着秩与判别式所看不见的微妙的‘哪些乘积是范数’的信息。
给定域 K 上配有希尔伯特符号 (·,·) 的非退化对角形式 ⟨a_1, …, a_n⟩,哈塞不变量是希尔伯特符号 (a_i, a_j) 对所有 i < j 之乘积(一种常见约定;有些作者取 i ≤ j 或采用不同符号)。它不依赖于对角化基,故为形式的不变量。在 p-进域 Q_p 上希尔伯特符号取值 ±1,故哈塞不变量是单个符号。
其决定性作用在于局部分类:在 Q_p 上,一个非退化二次形式由其维数、其在 K*/K*^2 中的判别式、以及其哈塞不变量在等距意义下确定——一份干净的有限不变量清单。把这些局部数据在所有完备化上拼接起来,哈塞–闵可夫斯基(局部–整体)定理就分类了 Q 上的形式:两个形式在 Q 上等距当且仅当它们在 R 上以及在每个 Q_p 上都等距。哈塞不变量因而是开启有理二次形式整体理论的局部钥匙。
在 Q_2 上,形式 ⟨1, 1⟩ 与 ⟨1, −1⟩ 秩都为 2,但不等距:其判别式不同(模平方下 1 与 −1),且希尔伯特符号 (1, 1) 与 (1, −1) 给出不同的哈塞数据,故局部不变量将它们区分开。
区分 Q_2 上两个二元形式的局部不变量。
约定各异:‘哈塞不变量’与‘维特不变量’相差一个由判别式构成的因子,乘积可取 i < j 或 i ≤ j。比较公式前务必核对作者的规范化。
又称
另见