Файл: Стонг, Р. Заметки по теории кобордизмов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 148

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

И

В = [Af4i]* + [C P (l)N ii^ M ii] -2 ([C P (i)f-[C P (2 )]) [ЛГ4і_а]я =

=

4

I W “

T [NцСР (1) N іі^о] +

 

+

1

[CP (1)

Лг4;-а]2 + { [NitCP (1) N it-2]

[CP (1) TV4i_2]2-

- 1 (8 [CP (l)]2 —8 [CP (2)]) [tf4,_2]s.

Из разложения очевидно, что А = В, где В задается как класс кобордпзмов комплексного многообразия, а А имеет все числа Чжэня, делящиеся на сь равными нулю. Так как [./Ѵ4І_2] являет­ ся нулем в ориентированных кобордизмах по модулю кручения, то В , очевидно, является классом у4І. щ

Из леммы Коннера и Ландвебера о том, что Ж?*-числа обна­

руживают

кольцо

Н * (7//> ® Z2),

следует,

что р2 (х) = 0,

если

X £ im д,

поэтому

гомоморфизм т: leer д

B f0 отображает

im д

в кольцо 2В%°. Таким образом, кольцо H^(W) отображается

мономорфно в кольцо Bf°/2Bf°

с образом Z2 [у,„ y'U \ і

> 1].

Так как образ кольца Q,fu в 0,° совпадает с кег д в размерностях вида 8к и совпадает с im д в размерностях вида 8к + 4, то, суммируя результаты этого параграфа, получаем следующую теорему:

Т е о р е

м а . При

гомоморфизме забывания W * (С, 2)

-*■ Qf°/Tors

группа

(С, 2) отображается на поднолъцо целочис­

ленных полиномов TL \уц] = B f0. Более того, группа im д отобра­ жается на 2B f0, кольцо кег д отображается на кольцо, порожден­ ное кольцами 2Bf° и Z [у4, у| { j і > 1], а кольцо отображает­ ся на кольцо, порожденное кольцами 2B f0 и Z [г/fj].


ГЛАВА XI

SPIN-КОБО РДИЗМЫ,

SPINc-KOBOPAH3Mbl

Среди теорий (В, /)-кобордизмов самые интересные примеры строятся на основе классических групп Ли. Наиболее трудными из успешно исследованных являются теории (В, /)-кобордпзмов, заданные группами Spin и Spin0. Группа Spin исторически воз­ никла при изучении групп Ли как односвязная накрывающая специальной ортогональной группы.

Чтобы оправдать изучение этих теорий, укажем здесь на дру­ гой подход к ним. Коротко говоря, классификационная задача теории Spin- и Эріпс-кобордизмов — это задача классификации кобордизмов многообразий, ориентируемых в КО*- и /Г*-теориях когомологий соответственно.

Первоисточниками по этому вопросу являются статья Атья, Ботта и Шапиро [1], в которой обсуждаются структурные группы, и статья Андерсона, Брауна и Петерсона [3], в которой вычислены теории кобордизмов.

Для начала вернемся к построению классов ориентаций в К- теории для комплексных расслоений. При построении классов ориентации векторное пространство A (C h) рассматривается как пространство представления унитарной группы Uk. Естественно возникает вопрос: можно ли найти еще большую группу, дейст­ вующую на пространствах С ,г и A (С Д одновременно, которая будет обладать всеми использованными при построении класса

ориентации свойствами

(14).

 

 

 

 

 

 

Л е м м а 1.

Кольцо

эндоморфизмов

пространства

А (Сй)

является

алгеброй

над С

и

порождается

эндоморфизмами Fv

и Ft для и б С ''.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Пространство

А (С ,!) имеет

базис,

состоящий из мономов б/ =

егі Д . . . Д еіг,

<Г . . . <Г ьГПусть

I, J — любые две последовательности такого вида,/ = (Б, . . ., іг),

J = (А, . . ., is).

Обозначим

через

К

последовательность

{1,

. . .,

к} I. Тогда

еК Д ех =

±сг, где

а = ві Д . . .

Д е,п

и

будем

считать,

что

 

ек

Д е/ =

(—1)'сг. Рассмотрим операцию

 

 

Т = ( - ! ) %

и

 

А

■•

F* F

 

 

 

 

 

 

1 еК еіц ■

 


где К = (Аь . . кр). Тогда T (eL) = 0, если L Ф I, и Т (е{) = = ej. Так как операции этого типа образуют базис пространства

End (Л (С,!)), то этим доказательство

завершено. |

 

 

Л е м м а

2. Операции

ф0 =

FB + EJ для ѵ 6 С,£ удовлетво­

ряют следующим тождествам:

 

 

 

 

 

a) ср£ (х)

= у V И2 • ж;

 

 

 

 

 

 

B) Фі„ = і ( F - F t ) ;

 

 

 

 

 

=

c) если и, w Ç, С" — ортогональные векторы, то (рѵ(рш+ фщфо =

0 и ф„фі0 + фг„фи = 0.

 

 

 

 

 

в

Д о к а з а т е л ь с т в о ,

а) Это утверждение было проверено

гл. IX.

Fiv = iFv, тогда как

 

 

 

 

B) Имеем

 

 

 

 

(Ffvy, z) = (y, iv/\z) =

i (y, Fvz) = (iF*y, z),

поэтому Ffv= iF*.

 

 

 

 

 

 

 

c) Имеем фв+и, = ф0 + фш, поэтому

 

 

 

 

(ф0+Ы))2(^) =

II у -г^ІІ2-а; =

 

 

 

 

 

=

(фв +

фофш + фшфо -Г Фш) (ж) =

 

 

 

=

(Il V II2 - f II W

II2) X -г (фвфи, + фи,ф0) X .

Если и, w—ортогональные

векторы,

то

|| v ~ w ||2 =

|| ѵ||2 + || w ||2

и,

следовательно, фвфш+ фшфо = 0. Если

w — iv, то

|| у-|-ш ||2 =

= |1 - И М М І2 = 2 ІМІ2, и

так

как

|| w ||2 = || ѵ ||2,

то ф„фш-у

-гфшфв = 0.

 

 

 

 

 

 

З а м е ч а н и е . Утверждение с) может быть сформулировано также следующим образом: если ѵ и w ортогональны относительно вещественного скалярного умножения Re ( , ), то ф0фц, + фшфе =

=0.

Оп р е д е л е н и е . Пусть V — вещественное векторное про­ странство со скалярным умножением. Клиффордовой алгеброй

пространства V (обозначается Cliff (У)) называется пара (A, f), где А — вещественная алгебра с единицей и /: V А — линейное отображение, такое, что / (ѵ)2 = || и |[2 -1, причем для любой пары (В, g), обладающей этими свойствами, существует единственный

гомоморфизм алгебр X: А

В, удовлетворяющий условию

g =

= X Оf.

 

 

З а м е ч а н и е . Алгебра

Cliff (F) является, очевидно,

един­

ственной с точностью до естественного изоморфизма. Если ѵи . . .

. . .,

ѵр — ортонормированный базис пространства

V,

то алгеб­

ра А

является вещественной алгеброй с единицей,

порожденной

элементами ѵи . . ., ѵр с соотношениями ѵ\ = 1 и нгуу- +

VjVt = О


при і ф /. Алгебра А имеет размерность и

базис, заданный

мономами vit . . . vis, где

1 ^ іі <С

. . . < is ^

Р-

 

П р е д л о ж е н и е .

Линейное

отображение

ф: Сй

-> End (Л (С'1))

индуцирует

гомоморфизм алгебр ф:

Cliff (Сй) ->

-*■ End (Л (С'4)),

который продолжается до изоморфизма

 

ф: Cliff (С'4) ®!RC

End (Л (С'4)).

 

 

Д о к а з а т е л ь с т в о .

Очевидно,

 

гомоморфизм

ф: Cliff (С'4) <S>(R,E -»-End (Л(СЙ)) определен и является гомоморфиз­

мом алгебр над С. Обе алгебры имеют размерность 22h над С, и поэтому достаточно показать, что ф является эпиморфизмом.

Так как

ф (и) = F0 +

F* и ф (іѵ) — і (Fv Fi), то образ гомо­

морфизма

ф содержит

преобразования

Fv — (и) — іф (іѵ))/2

и F% = (ф (и) + іф (іѵ))/2. По лемме 1

эти преобразования для

всех и £ С'4 порождают

End (Л (Сй))

как

алгебру над С. Таким

образом,

ф является изоморфизмом,

и

 

З а м е ч а н и е . Основным в этом результате является то, что он дает очень простой способ описания алгебры эндоморфизмов.

Алгебра Cliff (Сй) при этом описывается следующим образом:

П р е д л о ж е н и е . Отображение ф отождествляет алгебру Cliff (Сй) с вещественной подалгеброй алгебры End (Л (Сй)), обра­ зованной эндоморфизмами, коммутирующими с и.

Д о к а з а т е л ь с т в о . Так как р, о ф0 = ф„ ° р (лемма 8

гл. IX), то эндоморфизмы из образа алгебры Cliff (Сй) коммути­ руют с р. Так как рі = —гр (лемма 3 гл. IX), то алгебра Cliff (Сл) совпадает с подалгеброй всех элементов из Cliff (Сй) ® С, образы которых являются эндоморфизмами, коммутирующими с р. I Теперь ясно, что большую часть построения ориентации в К-

теории можно осуществить, рассматривая группу Gc (или G), состоящую из элементов алгебры Cliff (Сй) ® С (или Cliff (С*4)), которые:

1) обратимы (т. е. являются автоморфизмами пространства

А(С'4));

2)удовлетворяют условию х*х — 1, где * — антилинейный

антиавтоморфизм алгебры Cliff (Сй) ® С, определенный сопря­ жением эндоморфизмов. Операция * является тогда, очевидно, антилинейным антиавтоморфизмом, который тождественно дейст­ вует на Сй с Cliff (Сй), так как (ф„)* = F% + F T = ф0. [Заме­ тим, что эндоморфизм ф (я) сохраняет скалярное произведение


в пространстве Л (Сл) тогда и только

тогда, когда для всех у

н z

 

(у, z) = (ср (х) у, ср (х) z)

=

(ср (х)* ф (х) у, z),

 

 

т. е. тогда н только

тогда, когда ф (ж)* ф (х) =

1 или х*х =

1.]

3)

сохраняют

разложение

пространства

Л (Сй)

на

четное

и нечетное слагаемые. [Заметим, что

алгебра Cliff (Сй)

является

2 2-градуированной,

и, следовательно, элементы группы должны

быть

однородными четной степени.]

 

 

 

 

Тогда для любого главного (?с-расслоеиия (или G-расслоеішя) можно образовать ассоциированное векторное расслоение со слоем A (Сй), разлагающееся на четное и нечетное слагаемые (п допускающее послойное отображение ц). Далее, необходимо

иметь векторное расслоение со слоем Сй или 01ЗІІ), каждый слой которого действует на А (Сл), так что определено отображение

ф:

л* (Леѵ (Cft))

л* (Л0СІС (С''))1).

Из леммы 7 гл. IX следует,

что

таким векторным расслоением

будет расслоение, ассоцииро­

ванное с главным С?с-расслоением (или G-расслоением) при помощи некоторого действия группы GC (или G) или их подгруппы на С1’.

Пусть g Е Gc; выясним, когда для вектора ѵ Е А2,1 можно найти вектор gu Е 512&, такой, что g ° ф„ — фй0 ° g. Так как g = ф (а;) для некоторого х Е Cliff ('Я2'1), то

ф И ° <Рѵ (У) = Фг» ° Ф (х) (У)

и, следовательно,

<pgv = ф {х) 0 фи 0 ф (^)_1 = ф (хих'х),

или

gv — X -и -а.’-1.

З а м е ч а н и е . Подгруппа

в Gc, состоящая из элементов

g = ф (х), таких, что хѵх_1 Е Сй

для всех ѵ Е Сй, очевидно, дей­

ствует на Сй, и для любого векторного расслоения, ассоциирован­ ного при помощи этого действия, может быть построена ориентация в А-теории.

О п р е д е л е н и е .

Группой

Spin£ (соответственно Spinfe)

называется подгруппа

алгебры

Cliff (51й) ® С (соответственно

Cliff (Ülh)), состоящая из обратимых элементов g, таких, что

1)gvg~l Е для всех и Е

2)g*g = 1, где » — аитилинейный антиавтоморфизм, продол­

жающий тождественное отображение пространства К1';

3) g — однородный элемент нулевой степени в Zg-градуировке. Проведенное выше исследование показывает, что Spinc-

иSpin-расслоения являются соответственно К*- и АО*-ориенти-

1)я — проекция расслоения со слоем СА. — Прим, перев.