非交换代数
本原环
从双边理想的角度看,单环是不可分的,但这条件有时太强,无法直接套用于表示论中出现的环。本原环恰好把它放松到位:不再要求没有理想,而是要求一个忠实单模——一个不可约表示,其中环的任何非零元都不作用为零。本原环就是能在某物上忠实且不可约地作用的环,是域作用于一条直线的非交换替身。
确切地说,环 R 是(左)本原的,若它有一个忠实单左模 M;忠实意指 R 中湮灭整个 M 的元素只有 0,单意指 M 除 0 与 M 外没有子模。等价地,R 有一个不含非零双边理想的极大左理想。每个单环都是本原的,每个本原环都是素的,所以本原性严格介于二者之间。
本原环的结构由雅各布森稠密定理刻画,这是此处的非交换皇冠明珠:本原环作为除环 D = End_R(M) 上的线性变换环,在其忠实单模 M 上稠密地作用,意即作用的任何有限片段都能由 R 中某元素匹配。当 M 在 D 上有限维时,这迫使 R 成为全矩阵环 M_n(D),从而在单阿廷情形还原阿廷–韦德伯恩。
本原性是雅各布森根的概念核心:任何环的根恰是所有单模的湮灭子之交,等价地是到一切本原商环的映射之核的交。所以一个环“像半单”恰当它有足够多的本原商来分离其元素,而本原环是探测根所经由的不可约靶子。
无限维向量空间 V(域 k 上)的自同态环 End_k(V) 是本原的但非单的:它在 V 上忠实且不可约地作用,然而有限秩算子构成一个非零真双边理想。
一个本原却不单的环,区分了这两个概念。
左本原与右本原确实不同:伯格曼构造了一个右本原但非左本原的环,所以与许多根理论概念不同,这一个不是左右对称的。应当总是指明哪一边。
另见