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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 115

Скачиваний: 0

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

Неіи., 28 (1954), 17—86. [Русский перевод: сб. «Расслоенные простран­

ства п их приложения», ИЛ, М., 1958, стр. 293—351.]

3.Les classes caractéristiques de Pontrjagin des variétés triangulées, Sym­ posium Internacional de Topologia Algebraica, Mexico, 1958.

4.Travaux de Milnor sur le cobordisme, Séminaire Bourbaki, 1958—1959, Paris.

Уайтхед Дж. Г. (Whitehead J. H. С.)

1.

On Ci-complexes, Ann. M a t h . ,

41 (1940),

809—824.

 

 

 

Уайтхед Дж. У. (Whitehead G. W.)

 

 

 

 

 

 

 

1.

Generalized homology theories,

T r a n s . A m e r .

M a t h .

S o c . ,

102 (1962),

 

227—283.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уильямсон (Williamson R. E., Jr.)

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Cobordism

of combinatorial

manifolds,

A n n .

M a t h . ,

83 (1966),

1—33-

Уолл (Wall С. T. C.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

Determination of the cobordism ring, A n n . M a t h . , 72 (1960),

292—311.

la. Generators and relations for the Steenrod algebra, A n n .

M a t h . ,

72 (I960),

2.

429—444.

of pairs, C o m m .

 

 

 

35 (1961), 136—145.

 

Cobordism

M a t h .

I l e l v . ,

 

3.

A characterization of simple modules over the

Steenrod algebra mod 2,

4.

T o p o l o g y ,

1 (1962), 249—254.

 

 

 

 

 

 

 

 

Cobordism exact sequences for combinatorial and differentiable mani­

5.

folds, A n n .

M a t h . , 77 (1963),

1—15.

for n

^

8 , P r o c . C a m b .

 

Cobordism

of combinatorial

гі-manifolds

P h i l .

 

S o c . , 60 (1964), 807—811.

 

 

 

 

 

 

40 (1965),

1—20.

6 . Topology of smooth manifolds,

J .

L o n d o n

M a t h .

S o c . ,

7.Addendum to a paper of Conner and Floyd, P r o c . C a m b . S o c . , 62 (1966),

171—175.

Уоллес

(Wallace

A.

H.)

 

 

 

 

 

 

 

1. Modifications

and cobounding

manifolds, C a n a d i a n

J .

M a i h . , 12 (1960),

503-528.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уэллс

(Wells

R.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 . Cobordism groups of immersions,

T o p o l o g y ,

5 (1966),

281—294.

Фаррел (Farrell F .. T.)

 

 

 

 

 

 

 

1. The

obstruction

to. f ibering a

manifold over

a circle

(mimeographed),

Yale

University,

New

Haven,

Conn.,

1967.

 

 

 

2. I n d i a n a

U n i v .

M a t h . ,

21, Jvfs

4 (1971),

315—346.

 

 

Хаттори

(Hattori

A.)

 

 

 

 

 

 

 

 

1 . Integral

characteristic

numbers for

weakly almost

complex manifolds,

T o p o l o g y ,

5 (1966), 259—280.

 

 

 

 

 

 

Хирцебрух (Hirzebruch F.)

1. Komplexe Mannigfaltigkeiten, Proc. Int. Cong. Math., 1958, 119—136. [Русский перевод: Международный математический конгресс в Эдин­ бурге, 1958 г. (Обзорные доклады), Физ. Матем., Л— М., 1962, стр. 138— 157.]

2.Topological Methods in Algebraic Geometry, Springer, Berlin, 1966.

[Русский перевод: Хирцебрух Ф., Топологические методы в алгебраи­ ческой геометрии, «Мир», М., 1973.],

Хирш (Hirsch М.)

1. Immersions of manifolds, T r a n s . A m e r . M a t h . S o c . , 93 (1959), 242—

276.


Хо (Ноо С. S.)

1.Remarks on the bordism algebra of involutions, Proc. Amer. Math. Soc.,

17 (1966), 1083—1086.

Ходжкпи (Hodgkin L.)

1. Äi-theory of Eilenberg — Maclane complexes, I—II (multilithed notes), Institute for Advanced Study, Princeton, N.J. (about 1965).

Ходжкпи, Андерсон (Hodgkin L., Anderson D. W.)

1.The X-thcory of Eilenberg — Maclane complexes, Topology, 7, № 3 (1968),

317-329.

Хыозмоллер (Husemoller D.)

1.Fibre bundles, McGraw-Hill Book Company, New York, N.J., 1966. [Русский перевод: Хыозмоллер Д., Расслоенные пространства, «Мир», М., 1971.]

Чанг, Уолл (Hsiang W. С., Wall С. Т. С.)

1.Orientability of manifolds for generalized homology theories, Trans. Amer. Math. Soc., 118 (1965), 352—359.

Эйленберг (Eilenberg S.)

1. On the problems of topology, Ann Math., 50 (1949), 247—260.

Д О Б А В Л Е Н И Е

Н О В Ы Е М Е Т О Д Ы В Т Е О Р И И К О Б О Р Д И З М О В

В. М. Бухштабер

Предисловием к настоящему добавлению может служить та часть предисловия переводчика, в которой говорится о формаль­ ной группе геометрических кобордизмов. Необходимо лишь еще раз подчеркнуть, что характерной особенностью новых методов является то, что они для изученпя групп кобордизмов сущест­ венно попользуют специфические свойства теорий кобордизмов.

Отметим, что в список литературы мы, помимо цитированных работ, включили еще обзоры и книги по теме добавления. Ссылка на работу, вошедшую в список литературы только к добавлению, дается при помощи номера со звездочкой.

§ 1 . Э л е м е н т ы т е о р и и ф о р м а л ь н ы х г р у п п

В этом параграфе пзлагается теория формальных групп в том виде, в каком она далее будет использоваться в теории кобордиз­ мов. Все приводимые результаты принадлежат Лазару [1*], но метод доказательства пх существенно отличается от методов Лазара. Элементарным методам теории чисел мы предпочли методы гомологической алгебры, так как они вскрывают идейную сторону вопроса и более перспективны, см. Бухштабер [2*].

Пусть А — коммутативное ассоциативное кольцо с единицей, А Ixj, . . ., хп\ — кольцо полиномов от жь . . ., хп с коэффи­ циентами в А я А [[ж1; . . ., хп]] — соответствующее кольцо сте­ пенных рядов.

О п р е д е л е н и е . Коммутативной одномерной формальной группой над А называется степенной ряд F (х , у) ^ А [[ж, г/]], такой, что 1) F (х, 0) = х (нормировка), 2) F (F (ж, у), z) = = F (ж, F (у, z)) (ассоциативность) и 3) F (х, у) = F (у, х) (ком­ мутативность).

Заметим, что из условия F (х, 0) = х вытекает существование «обратного элемента» Ѳ(х) Ç А [[ж]], такого, что F (х, 0 (ж)) = 0.

О п р е д е л е н и е . Гомоморфизмом формальных групп ф:

G-+ F над кольцом А называется формальный ряд ф (х) 6 € А [[ж]], такой, что ф (G (ж, у)) — F (ф (ж), гр (у)). Если ф (ж) =


=X + о (ж2), то гомоморфизм ф называется сильным изомор­

физмом.

Пусть Q, — попе рациональных чисел.

Л е м м а 1.1. Любая коммутативная одномерная формальная группа F (ж, у) над кольцом А 0 Q, сильно изоморфна линейной группе X + у.

Д о к а з а т е л ь с т в о (Хонда [1*]). Рассмотрим формаль-

 

, .

dF (ж,

z)

. Тогда со (F ( X , у)) =

dZSlSE±JÙill

 

 

НЫИ рЯД (ù ( X ) —:

-

z=0

 

dF (F (ж, z), у)

dF{x,z)

z=0

9F(X,

у) со (ж). Следовательно,

 

 

имеет

 

dF (X, z)

 

 

dz

 

 

 

дх

 

 

 

 

 

 

 

место

у

 

 

 

dx

 

dF (х,

il)

 

T-,

, ,

Г

i l

;

формула

—г г ——

.

'

 

■ Положим

g (х)

\

 

ѵ

J

 

со (ж)

со

(F (ж, у))

 

ь w

=

Jо

со (ж)

 

тогда dg (х)

=

dg (F (х, у)). Следовательно, g (F (ж, у))

g (х ) ~ с .

Так

как

F (0, у)

— у,

a g (0) =

0, то с = g (у). Таким образом,

g (F(ж,

у))

=

g (ж) +

g (у).

 

 

 

 

 

 

 

 

О п р е д е л е н и е . Для данной формальной группы F (х. у)

формальный ряд gF (х), такой, что gF (F (х, у)) = gF (х) + gF {у), называется логарифмом группы F (х, у).

Как видно из доказательства леммы, логарифм gF (х) для групп F (х, у) над кольцом A ig» Q всегда существует и характеризуется тем, что дифференциал dgF (х) является инвариантным относи­ тельно сдвигов на группе F (ж, у). Формальная группа F (.г, у) определяет степенную систему {{x]q £ А [[х\\, —оо < q < оо}, задающую q-e степени элемента х в этой группе. Имеем: \х\і = х, Ы_і = Ѳ(ж) и [x]g = F (х, Ыд-і), где 0 (ж) — ряд, задающий обратный элемент. Отметим, что [ж]д — qx -j- о (х2).

Пусть

F (х,

у) = X +

у +

У] a i ,

формальная группа

над A t и г:

A t

А г — кольцевой гомоморфизм. Обозначим через

г (х, у)

формальный

ряд

х + у +

2 Г (я;> i)

€ И2 [[ж, у\].

Ясно, что г (х, у) является формальной группой над кольцом А 2.

О п р е д е л е н и е . Формальная группа F (х, у) над неко­ торым кольцом А і называется универсальной, если для любой формальной группы Fz (я, у) над любым кольцом А 3 существует

единственный кольцевой

гомоморфизм г: А^ — А 3, такой, что

F2 (ж, у) = г (х, у).

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим градуированное кольцо В

=

7L [&ь . . ., Ьп,

. . .],

çleg bt = 2і,

целочисленных

полиномов

от

бесконечного

числа

образующих и ряд g (х)

=

х + 2 ЪіХх+1.

Полошим F0 (х ,

у)

=

= я + У+

2 аі, іхіУ7 =

S '1 (g (x) + g (y)),

где g-1 (g (x)) =

X,

и

обозначим через A 0 подкольцо в В , порожденное коэффициентами

22— 01024


ai, j. Коэффициенты aif j являются однородными полиномами степени 2 (і + / — 1) от образующих Ь„, поэтому Л 0 — градуи­ рованное подкольцо в В.

Обозначим через = У^В™ факторкольцо кольца В = 2 В" по идеалу, порожденному элементами, разложимыми в произве­ дение по крайней мере двух элементов положительной степени,

и через я: В

BL— каноническую проекцию. Легко проверить,

что

я

[g]“1 (X) = X — 2 bixl+1. Поэтому я [F0] (х, у) = X

у

2 bi ((æ+

ij)l+1 хг+1 уг+1).

Следовательно,

я (а;, ,-) =

/і +

/\

 

 

Z,

с обра­

= I

^

j я (&j+j-i) и в группе Z?", изоморфной группе

зующим я (&„) подгруппа я (Л") изоморфна группе Z с образую­ щим т (п) я (Ьп), где т (п) — наибольший общий делитель чисел

111 \

, 0

(Напомним, что т(п) = р, если n —pq для неко­

L

торого простого р и целого g, и ттг (?г) = 1 для остальных п.) Отме­ тим, в частности, что вложение Л0 а В индуцирует изоморфизм

Л0 ®<О-^.б®С><.

Те о р е м а 1.2 (см. Лазар [1*]). 1) Кольцо Л 0 является коль­ цом полиномов над TL от бесконечного числа образующих.

2) Формальная группа F0 (х , у) над кольцом Л 0 является универсалъной.

Д о к а з а т е л ь с т в о . Рассмотрим градуированное кольцо полиномов Е = Z [а;, j, і > 0, / > 0], cleg а,-. = 2 (i -|- / — 1),

и формальный ряд е (х, у)

= х -f- у -{- 2

а к

Образуем ряды

е (е (х,

у),

z) =

X Д- у +

z + 2 осг, j, пх \ / г к и

е (х,

е (у, z)) =

=

X -f- у -}- z +

2 a i. j,

Отметим, что коэффициенты ссг, j, k

и

ссг, j, h

являются

однородными

полиномами

степени

2 (i -f І

k — 1) от образующих ссг, j.

Обозначим через Е 0 гра­

дуированное факторкольцо кольца Е по идеалу, порожденному

однородными

полиномами (a it

j — осj,

,) и (GC,-, j, h — ос,-, ;,),

и через

л: Е

Е 0 — каноническую

проекцию. Положим

я [е] (х, у) =

е0 (X, у). Ясно, что е0 (х, у)

является коммутативной

формальной группой.

у -f- 2 а і , ]%1У* — произвольная

Пусть

теперь

F (х, у) — х +

коммутативная формальная группа над произвольным кольцом Л . Рассмотрим гомоморфизм а\ Е Л, а (ос,-, Д = at, j. По построе­ нию кольца Е о, гомоморфизм а разлагается в композицию гомо-

Л

морфизмов Е —э- Е 0-^- А, т. е. формальная группа е0 (х, у) над кольцом Е о является универсальной одномерной коммутативной формальной группой. Таким образом, для доказательства теоремы


достаточно показать,

что гомоморфизм Е 0- + А 0, соответствую­

щий группе Fо (ж, у), является изоморфизмом.

Обозначим через

факторкольцо кольца Е 0 по идеалу, поро­

жденному элементами, разложимыми в произведение по крайней

мере двух элементов положительной степени,

и через я0: Е 0 —

—э- Е і — каноническую проекцию. Ясно, что,

вычислив кольцо

Е±, мы узнаем набор мультипликативных образующих кольца Е а.

В кольце Е { условие ассоциативности группы

(ж, у) — ж -f- у +

+ '^jei,jxll/3

= я о 1«о1 (х >У) имеет следующий

вид:

бі (ж,

у) +

z + 2

О, j (х + уУ Z 3

= X +

eL(у, z) +

 

 

+

2 еі. іхі (у +

zY-

 

Представим ряд

(ж, у) в виде х + у +

2 К Он у), где hk (.х, у) =

=2 еі. іХІУ3 — однородный полином. Из условий ассоциатив-

i+i=h

ностп и коммутативности следует, что для всех к полиномы hk (ж, у) удовлетворяют условиям

(1.3)

Ігк (х, у) + К (ж +

у ,

z) = hk (у, z )+ hk( X , у + z)

и

hh (х,

у)

= hk (у, х).

(1.4)

Оп р е д е л е н и е . Условие (1.3) называется условием Лазара,

аоднородный полином, удовлетворяющий ему, называется поли­ номом Лазара.

Покажем теперь, что задача классификации полиномов Лазара эквивалентна некоторой задаче из гомологической алгебры. Рас­ смотрим градуированное кольцо полиномов L = Z [ж], deg ж = 2, и введем в нем структуру алгебры Хопфа, задав диагональное отображение Д: L — L ® L ^ Z [ж, у] формулой Дж = ж + у. Двойственная алгебра L* = Hom^(Z [ж], Z) также является

алгеброй Хопфа. Аддитивно алгебра L* изоморфна кольцу фор­ мальных степенных рядов Z [[ж]]. Обозначим через xk 6 L * эле­

менты, определяемые условием (жЛ, х3) = бЛ, Ясно, что эле­ менты xh образуют аддитивный базис кольца L* и умножение

A*: L* (g» L*

L*

в этом базисе задается формулой xhxb =

j

I хк+і.

Фиксируем в кольце целых чисел Z структуру

А*-модуля

при

помощи гомоморфизма

s: L * —> Z, е(1) = 1,

е (ж,,)

= 0 ,

к >

0 , и рассмотрим стандартную резольвенту модуля

Z над L * (см.,

например, Адамс [1], стр. 14—16):

(1.5)

0 <— £<— L*

-— L*

S-И '

22*