Скажите, а теория категорий на каком месте находится в этой иерархии? Или она вообще в сторонке?
В сторонке.
Теория категорий - находится в другой иерархии.
Что такое "пять"? Что такое пять яблок - это понятно (когда речь идёт о конкретных яблоках). Что такое пять стульев - тоже. Но "пять" - это то нечто общее, что охватывает общие свойства и пяти яблок, и пяти стульев, и очищено от всего, что в их свойствах различного. Это абстракция (
лат. abstractum - "отвлечённое").
Когда математики рассматривают математические системы и структуры, то тоже применяют абстрагирование. Например, можно взять систему из действительных чисел
и операции сложения
Эта система будет называться группой действительных чисел по сложению
Но кроме того, можно взять половину действительных чисел - только те, которые больше нуля -
и рассмотреть их группу по умножению:
Оказывается, эти группы одинаковые, они могут быть точно сопоставлены один-в-один, и не будет никаких различий - они
изоморфны. Поэтому математикам незачем вообще говорить, что это разные группы. Они говорят, что это одна группа, а для педантичности прибавляют оговорку "с точностью до изоморфизма". По сути, это означает, что правила действия операции в этих группах одни и те же, а отличия только в переименовании одних элементов в другие. (Упражнение: найдите, в какие элементы группы
должны быть переименованы такие элементы группы
:
Указание: ответ неоднозначен. Упражнение: постройте переименование (
изоморфизм) между группами
и
) Такой изоморфизм позволяет отвлечься от того, как "реализован" какой-то математический объект или система, и сосредоточиться на его структуре и свойствах.
Так вот, категории - это следующий этап такого абстрагирования. Они позволяют отвлечься даже от структуры и свойств математических систем, и сосредоточиться на кое-чём ещё более абстрактном. Но здесь я не буду пускаться в конкретику, потому что (а) не смогу изложить точно, (б) не смогу изложить внятно, и (в) для понимания этой идеи нужен некоторый запас знаний, которым вы пока не обладаете - знание некоторого набора примеров. А без этого запаса, рассказывать эту идею - может вам только навредить.
-- 02.01.2014 02:44:16 --Наверное, я малость коряво выразился... Я имел в виду, можно ли в теории категорий заниматься чем-то похожим на решение уравнений? :) Находить неизвестное, основываясь на уже известном?
Можно. Но это довольно непохоже на обычные (привычные вам) уравнения, поэтому я не буду углубляться в детали.
Или теория категорий просто позволяет описывать некоторые вещи более удобным образом, находить нечто общее между совершенно разными на вид вещами — но процесс нахождения этого "общего" скорее интуитивный, и не имеет ничего общего с решением уравнений? :)
Нет, теория категорий - не "интуитивная" и догадочная, а вполне чёткая, и допускает точные вычисления и строгие доказательства. Иначе она и не была бы математическим инструментом.
Мне просто давно интересен вопрос, можно ли создать какую-то "теорию теорий", которая позволила бы сделать введение новых понятий и создание новых математических концепций практически "делом техники". (Сейчас это творческий акт, требующий некоторого чутья. Примерно как решение уравнений методом подбора.) И в связи с этим любопытно, наколько теория категорий близка к решению подобных задач. :)
На это я вам уже однажды отвечал: такое сделать можно, но результат будет бесполезен. Математике нужны не просто новые понятия, а
хорошие новые понятия, а это всегда будет творческой задачей.