非交换代数
单环
理想是环得以被切成商的通道。单环则是除了两个平凡通道——零理想与整个环——之外完全没有这种通道的环。没有非平凡的对象可供取商,所以在双边理想的世界里单环是不可分的——是素数或单群的类比。
确切地说,单环是一个非零环 R,其仅有的双边理想是 0 与 R。等价地,从 R 出发的每个非零环同态都是单射,因为其核会是真双边理想。注意这只约束双边理想:单环仍可拥有大量左理想与右理想,矩阵环里正是如此。
最干净的例子是除环 D 上的矩阵环 M_n(D),它们为单恰因为 D 没有非平凡理想。当加上有限性假设——R 为阿廷环,或在某域上有限维——阿廷–韦德伯恩定理证明这就是仅有的例子:每个单阿廷环都是某个 n 与某个除环 D 上的 M_n(D)。所以单性加有限性给出完整分类。
一个警示:没有有限性,世界会狂野得多。外尔代数 A_1,在特征 0 的域上由 x 与 d 生成并满足 d*x - x*d = 1,是单的却是无限维的,且不是除环上的矩阵环。因此单未必意味着半单——单环未必是其自身上单模之和。
M_2(Q) 是单环:任何非零双边理想都含有某个带非零元的矩阵,用矩阵单位 e_{ij} 左乘右乘可产生每个 e_{kl},从而得到单位元,从而得到整个环。
矩阵单位把任意非零理想撑满整个环。
另见