范畴论
态射
态射是“箭头”的范畴论说法——是“从一物到另一物、保持结构的映射”这一观念的抽象。在熟悉的范畴里,态射的确是某种函数(同态、连续映射、线性映射),但范畴论的立场是把它当作原始概念:态射根本不必是底层元素上的函数。唯一固定的是,每个态射 f 都有一个源对象(定义域)和一个目标对象(陪域),记作 f : A -> B。
若干形容词纯粹依据态射如何复合来分类,而不依据任何内部信息。态射 f : A -> B 称为单态射,若它左可消去:f ∘ g = f ∘ h 迫使 g = h;称为满态射,若它右可消去:g ∘ f = h ∘ f 迫使 g = h;称为同构,若它有双侧逆 g 满足 g ∘ f = id_A 且 f ∘ g = id_B。从 A 到 A 的态射称为自同态,可逆的自同态称为自同构。
一个常见陷阱:在 Set 中,单态射意味着单射,满态射意味着满射,二者兼备即为同构。但最后这一蕴涵在一般范畴里失效。在环范畴中,包含映射 Z -> Q 既是单态射又是满态射,却不是同构。所以在不够良好的设置之外,“既单又满”严格弱于“同构”,这三个形容词必须在概念上分清。
在 R 上的 Vect 中,态射 R^3 -> R^2 是线性映射,可用 2 乘 3 矩阵表示;它是单态射当且仅当其核为 0,是满态射当且仅当其像为整个 R^2。矩阵 [1, 0, 0; 0, 1, 0] 是满态射但不是单态射。
对线性映射,单/满态射与单射/满射一致。
又称
另见