n实验室克莱斯利范畴

克莱斯利范畴

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2范畴理论

高等代数

克莱斯利范畴

想法

给定单子 T型T型在一些类别 𝒞\数学{C},然后是它克莱斯利范畴完整子范畴Eilenberg-Moore类别属于T型T型,因此类别为T-代数,在那些自由的 T-代数(免费T型T型-模块).

可以明确描述(Prop。以下)克莱斯利范畴属于T型T型(定义。)作为物体的对象𝒞\数学{C},和一个态射XY(Y)X到Y在Kleisli范畴中是𝒞\数学{C}表单的XT型(Y(Y))X至T(Y)在里面𝒞\数学{C}.单子结构诱导自然作文此类“T型T型-移位的“形态”。

Kleisli类别还具有以下特征通用属性:

附加导致单子领域第个,共个左伴随,我们可能会问,是否每个单子都可以被解释为来自附加词。事实上这是真的,而且最初的附加词范畴因为给定的单子具有克莱斯利范畴作为其左伴随的余域。

定义

T型=(T型,μ,η)\mathbf{T}=(T,\mu,\eta)成为单子在里面,其中T型:𝒞𝒞T\colon\mathcal{C}\longrightarrow\mathcal{C}是一个内函子具有

  • 乘法μ:T型T型T型\mu\冒号T T\到T,

  • 单元η:身份证件 CT型\eta\冒号Id_C\至T.

根据自由代数

定义

A类自由的T型\矩阵{T}-单子上的代数(或免费T型\矩阵{T}-模块)是一个T型\矩阵{T}-形式的代数(模)(T型(M(M)),μ M(M))(T(M),\mu_M),其中行动是乘法变换的组件μ M(M):T型(T型(M(M)))T型(M(M))\mu_M:T(T(M)).

定义

这个克莱斯利范畴 C T型C_{\mathbf{T}}单子的T型\矩阵{T}完整子范畴Eilenberg-Moore类别 C T型C^{\mathbf{T}}免费T型\矩阵{T}-代数(定义。).

备注

如果U型:C T型CU: C^{\mathbf{T}}\到C遗忘函子F类:CC T型F: C\到C^{\mathbf{T}}自由代数函子 F类:M(M)(T型M(M),μ M(M))F: M\mapsto(T M,\mu_M)那么Kleisli类别就是完整子范畴属于C T型C^{\mathbf{T}}包含图像中的那些对象F类F类.

就克莱斯利形态而言

从另一个角度来看,我们可以保留与中相同的对象CC但要重新定义形态。这是最初的克莱斯利建筑:

定义

这个克莱斯利范畴 C T型C_{\mathbf{T}}单子 T型T型在上类别 𝒞\数学{C}有:

  1. 作为物体的对象𝒞\数学{C},

  2. 作为态射 M(M)N个M至N这个态射表单的

    (1)M(M)T型(N个)向右长箭头{\;\;}T(N)

    在里面𝒞\数学{C},已调用Kleisli态射;

  • 作文属于M(M)(f)T型N个向右箭头{f}T N具有N个T型P(P)右箭头{g}T P克莱斯利成分规则

    (2) 克莱斯利(f)μ P(P)T型()(f):M(M)(f)T型(N个)T型()T型(T型(P(P)))μ P(P)T型(P(P));g\circ_{Kleisli}f\;\冒号\;\mu_P循环T(g)循环f\;\冒号\;\重叠{f}{\longrightarrow}T(N)\重叠{T(g)}{\longrightarrow}T\大(T(P)\大)\覆盖{\mu_P}{\longrightarrow}T(P)\,;
  • 这个同一态射M(M)M(M)是Kleisli态射 T型 T型 -单位 M(M)η M(M)T型M(M)M\x右箭头{\eta_M}T M.

提议

(克莱斯利等价)
发送Kleisli态射的构造X(f)T型Y(Y)X\X右箭头{f}T Y (1)

T型(X)T型((f))T型 2(Y(Y))μ Y(Y)T型(Y(Y))T(X)\重叠{T(f)}{\longrightarrow}T^2(年)\覆盖{\mu_Y}{\longrightarrow}T(Y)

构成完全忠实函子

𝒞 T型𝒞 T型\马查尔{C}(C)_{T} \xhookrightarrow{\幻影{--}}\mathcal{C}^{T}

来自T型T型-Kleisli类别(Def。)到类别 T型 T型 -代数,因此构成范畴的等价性在其上基本形象(免费T型T型-代数)。

(例如。Borceux(1994年),Prop。4.1.6条)

证明

要看到函子是满的,因此(f)μ Y(Y)T型((f))f\mapsto\mu_Y\大约T(f)满腹经纶的,观察任何同态:T型(X)T型(Y(Y))g \冒号T(X)\至T(Y)属于代数形象属于Xη XT型(X)T型(Y(Y))X\stackrel{\ta_X}{\to}T(X)\stackrel{g}{\to}T(Y),如下所示交换图:

这里左边的三角形是单位法则而平方的交换性是这样的G公司G公司是一个同态属于代数.

要看到函子是忠实的,因此(f)μ Y(Y)T型((f))f\mapsto\mu_Y\circ T(f)内射的,请注意

(μ Y(Y)T型((f)))η X=(f),\大(\mu_Y\circ T(f)\big)\circ\eta_X\;=\;(f)\,,

通过自然性单元 η X\eta_X(_X)与之相结合单位法则:

从哪里

μ Y(Y)T型((f))=μ Y(Y)T型()μ Y(Y)T型((f))η X=μ Y(Y)T型()η X(f)=.\mu_Y\circ T(f)\,=\,\mu_Y\circ T(g)\;\;\;\;\;\;\向右箭头\;\;\;\;\;\;\mu_Y\circ T(f)\circ\eta_X\,=\,\mu_Y\circ T(g)\circ\eta_X\;\;\;\;\;\;\左向右箭头\;\;\;\;\;\;f\,=\,g\,.

备注

这幅克莱斯利作品在计算机科学有关此信息,请参阅上的文章monad(计算机科学).

双面Kleisli类别

提议

如果除了给定的单子\数学{E}有一个余单子 𝒞\数学{C}在同一类别上C\矩阵{C},配备有分配定律(请参见那里)

分发 𝒞,:𝒞((D类))(𝒞(D类))分布^{\mathcal{C},\mathcal{E}}\;\;\冒号\;\;\数学{C}\大(\数学{E}(D)\大)\长向右箭头\数学{E}\大(\数学{C}(D)\大)

然后是双面(“双面”)克莱斯利范畴谁的物体是的那些C\矩阵{C}和其形态D类 1D类 2D_1\至D_2语态在C\矩阵{C}表单的

掠夺 12:𝒞(D类 1)(D类 2)程序{12}\;\冒号\;\数学{C}(D_1)\长向右箭头\数学{E}(D_2)

具有双面Kelisli成分

掠夺 12>=>掠夺 23:𝒞(D类 1)(D类 )程序{12}\text{>=>}程序{23}\;\;\结肠\;\;\数学{C}(D_1)\长向右箭头\数学{E}(D_3)

由(co-)给出绑定操作关于分配变换所关联的因素:

(Brookes&Van Stone 1993年Thm。2)

提议

在Prop的情况下。,另外给出:

  1. \数学{E}'另一个单子C\矩阵{C}

    • 也具有分配性距离 𝒞,:𝒞𝒞distr^{\mathcal{C},\mathcal{E}'}\,\colon\,\matchcal{C}\circ\mathcali{E}'到\mathcale{E}'\circ\ mathcal}C}在给定的comonad上𝒞\数学{C},
  2. 单子变换 反式 :trans ^{\mathcal{E}\ to \mathcal{E}'}\,\colon\,\mathcali{E}\ to \mathcal{E}'

    • 这与分配定律是一致的

然后是单侧Kleisli范畴在monad变换下的通常兼容性(参见在这里)传到了双面克莱斯利类别

(3)(反式 D类 2 掠夺 12)>=>(反式 D类 掠夺 23)=反式 D类 (掠夺 12>=>掠夺 23).\大(将^{\mathcal{E}\转换为\mathcal{E}'}_{D_2}\电路控制器程序{12}\大)\;\;\文本{>=>}\;\;\大(反式^{\mathcal{E}\到\mathcal{E}'}_{D_3}\电路控制器程序{23}\大)\;\;\;=\;\;\;反式^{\mathcal{E}\到\mathcal{E}'}_{D_3}\电路控制器\大(程序{12}\;\文本{>=>}\;程序{23}\大)\,.

证明

请考虑以下图表:

在这里,所有正方形都通过单子变换的假设进行交换,因此整个正方形图表通勤现在,顶部和右侧的总组合是(3),而总的左侧和底部组合是(3)从而证明了他们的平等。

属性

通用属性

在更一般的2类中通用属性属于Kleisli对象具有双重的普遍属性Eilenberg-Moore对象.

特别地,C T型C_{\mathbf{T}}最初的在中附加词范畴对于T型\矩阵{T}(鉴于C T型C^{\mathbf{T}}终端). 有关证明,请参见语境中的范畴理论建议5.2.12。

示例

概述

例子

键入 函数式编程,Kleisli类别用于建模呼叫值?具有的函数副作用计算.双重co-Kleisli类别余单子可用于建模呼叫者姓名?编程,请参见那里.

一般情况下,请参阅monad(计算机科学)了解更多信息。

特定

例子

(矩阵乘法as(co-)Kleisli成分)
请参见在这里.

工具书类

原始条款:

早期账户(连同Eilenberg-Moore类别):

这个范畴的等价性克莱斯利范畴超过给定值单子使用co-Kleisli类别伴随 余单子(如果存在):

术语“Kleisli三重“对于单子显示为“扩展系统“以及与计算具有效果(请参阅计算机科学中的单子):

教科书帐户明确了克莱斯利等价:

课堂讲稿:

讨论将Kleisli类别纳入Eilenberg-Moore类别是一个反射子范畴:

讨论组合的“双重”或“双面”Kleisli范畴,组合一个单子使用co-Kleisli类别余单子那个分发在上面:

并概括为2-单子:

中的讨论内部类别理论:

  • 托马斯·布热津斯基、阿德里安·巴斯克斯-马尔克斯、,内部Kleisli类别,《纯粹与应用代数杂志》2159 (2011) 213-147 [arXiv:0911.4048]

在以下背景下进行讨论范畴系统论:

关于Kleisli范畴的讨论类型理论在中

上次修订时间:2023年10月1日14:05:54。请参阅历史获取所有贡献的列表。