為什麼要研究非交換幾何?

時間 2021-05-11 04:42:59

1樓:李歸農

雖然思想上有共同之處,但非交換幾何不止一種。Kontsevich和Ginzburg等人意義下的非交換幾何和Connes的非交換幾何是不同的。前者主要是非交換的代數幾何/辛幾何,而後者主要是非交換的微分幾何,後者的研究要比前者更精細,相信也能證明出更deep的結果。

我個人略有一點涉獵的是前者,之前也寫了個回答:

匯出非交換代數幾何是做什麼?

這裡就不重複了。

本質上,這種非交換幾何之所以不夠深刻,是因為若用category和algebra來代替幾何物件本身,就已經用不變數替換了幾何物件。即使這個不變數非常elegant,比如 -category,實際上也往往不能recover幾何物件的所有資訊。和代數幾何上研究得很成熟的reconstruction不同,辛流形一般來說是不能通過Fukaya category來recover的,見我三年前在Mathoverflow的回答:

Can a symplectic manifold be recovered from its Lagrangians?

根據我的經驗,對於辛幾何而言,只有限制在非常特殊的情形,reconstruction才是可能的。我導師最近又告訴了我一些可能可以證明reconstruction的辛流形,我準備試一試。這些結果可能有趣,但都不是本質的。

更本質地,Fukaya category等不變數往往通過homological mirror symmetry對應到代數幾何上的不變數。但是和代數幾何不同,辛幾何雖然有rigidity的方面,但更多的是flexibility,而homological mirror symmetry卻僅僅capture了辛流形rigidity方面的性質,而多餘的flexibility則導致許多不變數對於研究辛流形而言不是非常有效。因此,代數幾何上的結果雖然為辛幾何提供了很多motivation,但並非所有的代數幾何結果都有辛幾何上的analogue,它們本質上是不同的幾何。

辛幾何更接近於拓撲,但Whitney和Smale的工作表明,微分拓撲在高維就變得無趣,因此給流形加上辛結構是使得拓撲在高維重新變得有趣的方式。但是因為辛結構增加了rigidity,導致在低維它就不如微分拓撲那麼有挑戰性了。因此,在數學上,微分拓撲在低維才有趣,而辛幾何在高維才有挑戰性。

[1711.04263] Stability conditions in symplectic topology

這是他今年ICM talk的主要內容。

2樓:Yuhang Liu

很遺憾,知乎上可能沒有人能答這種題,因為知乎上據我所知好像沒有做非交換幾何的,5年前可能有,現在這個環境估計也早就走了。所以我來強答一下。

非交換幾何如何入門?

[math/0506603] Lectures on Noncommutative Geometry

然後我大概講講我懂的部分。非交換幾何的動機據稱來自Gelfand表示定理:任意交換C*代數都同構於某個Hausdorff空間X上的復值連續函式空間C(X)。

然後如果我們考慮非交換的C*代數,那麼就可以對應到「非交換的拓撲空間」,就可以研究這種非交換空間的幾何性質。這就是非交換幾何。我大三的時候就開始聽到這種說法,在不同的場合聽不同的人說了好多次,至今不明白什麼叫「非交換的拓撲空間」;復旦有好幾位老師做非交換幾何相關的研究,所以耳濡目染也聽到了幾個名詞,甚至還考慮過做非交換幾何;然而在我看到C*代數入門教材的厚度後還是果斷放棄了。

另外非交換幾何在幾何上是真有用的。Alain Connes算是這個領域的創始人,他的經典成就之一是用非交換幾何的工具處理foliation情況下(leafwise)positive scalar curvature的問題;然而我完全不懂具體過程。有懂的可以多說說,我權當拋磚了。

為什麼前沿數學沒有純幾何的研究?

其實是有的。你說的純幾何,應該指的是類似笛卡爾座標下,關於多面體的研究吧?這類研究統稱為凸幾何,主要是研究歐式空間中凸多面體的性質。這類研究會用到很多組合的方法,以及有理數無理數的巧妙組合。多面體在各類幾何學中都會很自然地出現,而多面體頂點的有理數點和其中的無理數點都是極為重要的。多面體可以極大地簡...

相對論為什麼要用非歐幾何,比如?

Youngler Einstein 的基本思路就是修正時空,保留物理定律的形式。又要解決水星軌跡異常,又要保留萬有引力定律的形式,只有弄乙個非歐幾何空間,讓萬有引力定律成立,又能夠解釋水星軌跡異常 四邑漁農牧工商總 歐幾里得幾何是平面幾何,要表現彎曲的時空自然要用非歐幾何 非歐幾何平行線可以相交可以...

幾何光學為什麼要光線有交點才能成像?

小易 我寫下自己的想法吧,我思考幾天了,今天突然感覺用逆向思維來看的話是這樣的 根據光線可逆,我們假設物體A是另外乙個物體的乙個成像,那麼這個像被我們看到了,物體A為什麼被我們看到?因為他的各個點都可以發射出各個方向的光線,也就是根據光線可逆,無數光線會聚在這點,這點就被我們看到了。物體A無數個點都...