轨道范畴中商群的对应关系验证及反范畴规避方法问询
我最近在学习Riehl的1.3.15例子里定义的轨道范畴$\text{Orb}_G$,有个猜想想请大家帮忙验证,同时也想问问有没有办法绕开反范畴这个有点别扭的设定。我的猜想是:商群$G/H$对应于$(\text{Orb}_G)^{\text{op}}$中以$G/H$为对象的全子范畴,下面是我的推理过程,想确认是否正确:
首先明确$\text{Orb}_G$的定义:
- 对象:所有形如$G/H$的左$G$-集,其中$H$是$G$的子群;这里$G/H = {gH \mid g \in G}$,左$G$-作用定义为$g' \bullet gH = (g'g)H$,$gH = {gh \mid h \in H}$是左陪集。
- 态射:所有$G$-等变映射。
我发现以下两个条件成立:
- 对任意态射$G/H \overset{\alpha}\to G/K$,都存在$\gamma \in G$,使得对每个$gH \in G/H$,都有$\alpha(gH)=g\gamma K$,且此时满足$\gamma^{-1} H \gamma \subseteq K$;
- 反过来,只要$\gamma \in G$满足$\gamma^{-1} H \gamma \subseteq K$,就能定义态射$G/H \overset{\alpha^{\gamma}}\to G/K$,映射规则为$\alpha^{\gamma}(gH)=g\gamma K$,对所有$gH \in G/H$均成立。
当$H$是正规子群时,对任意$\gamma \in G$都有$\gamma^{-1} H \gamma \subseteq H$,这时候$\text{Orb}_G$中所有以$G/H$为定义域的态射,陪域也都是$G/H$,这些态射构成集合${\alpha^{\gamma} \mid \gamma \in G}$,其中$\alpha^{\gamma}(gH)=g\gamma H$。
再看商群$G/H$的结构:它的元素是$gH$,群乘法定义为$(gH) * (g'H) = (gg')H$,这个乘法对应到态射上的话,$(gH)*(g'H)$其实就是$\alpha{g'}$作用在$gH$上的结果——即$\alpha{g'}(gH)=(gg')H$。
但如果我们取$\text{Orb}_G$中以$G/H$为对象的全子范畴$S$,它的态射就是这些自同态$\alpha{g}$,但这些态射的复合顺序和商群里的乘法顺序是相反的:比如在$S$中,态射复合$\alpha{g'} \circ \alphag$对应的是先应用$\alphag$再应用$\alpha{g'}$,而商群里$(gH)*(g'H)$是先取$gH$再和$g'H$相乘,对应的是$\alphag$与$\alpha{g'}$的“反向”复合。所以我认为,作为单对象范畴的$G/H$,其实和$S{\text{op}}$是等价的。
想问问大家,这个推理过程是正确的吗?如果正确的话,有没有什么办法可以重新表述这件事,从而避开反范畴这种看起来有点麻烦的形式呢?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Richard Southwell

