多重线性代数与张量代数

张量积的万有性质

万有性质不靠对象如何被构造、而靠它最擅长做什么来刻画它:张量积是把双线性映射转化为线性映射的最高效装置,一旦你知道这份职能说明,其内部构造便无关紧要。任意两个满足该说明的对象都典范同构,故张量积在唯一同构意义下被确定。

陈述:存在一个双线性映射 ι: M × N -> M ⊗ N,ι(m, n) = m ⊗ n,具有如下性质:对每个 R-模 P 和每个双线性映射 B: M × N -> P,都存在唯一的 R-线性映射 B': M ⊗ N -> P 使得 B = B' ∘ ι。换言之,每个双线性映射都唯一地分解为一个线性映射与万有映射的复合。这使 ⊗ 成为表示双线性映射之函子的载体:Bilin(M × N, P) ≅ Hom_R(M ⊗ N, P)。

实用要旨是:你只需在纯张量上按一条双线性规则给出从 M ⊗ N 出发的映射并仅验证双线性——万有性质便保证存在良定义的线性延拓。楔积、对称化与缩并映射正是借此被干净地定义,也正因如此,关于张量积的证明几乎从不触及自由模取商的构造。

唯一性才是关键所在:存在某个线性分解很容易,但只有张量积使该分解唯一。这种由纯张量张成 M ⊗ N 所提供的唯一性,把对象钉死在典范同构意义下。