3-category

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1 3-category alg-d 年 8 月 29 日 次元がもう一つ上がり,2-morphism の間の射も存在するのが 3-category である. 即ち定義. (at-at)- 豊穣圏を strict 3-category という. 3-category の場合も weak バージョンがあり, それを tricategory という. 定義の前に一つ注意をしておく.B, を bicategory,f, G: B を pseudofunctor とすると Fun ps (B, ) は bicategory である. よって F, G Fun ps (B, ) の間の adjoint equivalence σ σ : F G を考えることができる. 以下ではこのように,adjoint equivalence に対してその右随伴を を付けて表す. 定義. tricategory T とは, 以下を満たすことをいう. (1) 集まり Ob(T ) が与えられている.Ob(T ) の元を対象 ( もしくは 0-cell) と呼ぶ. (2) 各対象 a, b T に対して bicategory T (a, b) が与えられている.(T (a, b) を a と b の hom-bicategory と呼ぶ.) (3) 各対象 a, b, c T に対して pseudofunctor : T (b, c) T (a, b) T (a, c) が与えられている. (4) 各対象 a T に対して pseudofunctor I a : 1 T (a, a) が与えられている. (5) 各対象 a, b, c, d T に対して次の adjoint equivalence α abcd が与えられている. T (c, d) T (b, c) T (a, b) bcd T (b, d) T (a, b) T (c, d) T (a, c) α abcd abd T (a, d) abd 1

2 (6) 各対象 a, b T に対して次の adjoint equivalence λ ab, ρ ab が与えられている. 1 T (a, b) T (a, b) I b λ ab T (b, b) T (a, b) abb T (a, b) 1 T (a, b) ρ ab aab T (a, b) T (a, a) (7) 各対象 a, b, c, d, e T に対して, 次の同型な modification abcde が与えられてい る.( ここで : T (b, c) T (a, b) などの略記を行った ) cde T edcba cde T edcba T ecba bce T eba α bcde abe bcd bde T edba α abde T ea α abcd abd ade T edca acd T eda abcde T ecba bce T eba abe T ace T ea cde α abce αacde ace ade T edca acd T eda (8) 各対象 a, b, c T に対して, 次の同型な modification B abc, L abc, R abc が与えら れている. (ρ bc ) I b T cbba λ ab Babc bbc α abbc abb 2

3 I c I c bcc T ccba λac L abc bcc T ccba α abcc T cca acc I c λac ρac a aac R abc I a ρac a aac a α aabc aac (9) 任意の a f b g c h d j e k x に対して次の等式が成り立つ. (k(j(hg)))f (k((jh)g))f k((j(hg))f) ((k(jh))g)f (((kj)h)g)f (k(jh))(gf) k(((jh)g)f) k((jh)(gf)) k(j()) k(j()) ((kj)h)(gf) (kj)() 3

4 (k(j(hg)))f (k((jh)g))f k((j(hg))f) ((k(jh))g)f ((kj)(hg))f k(j()) (kj)() (((kj)h)g)f k(j()) ((kj)h)(gf) (kj)() (10) 任意の a f b g c h c に対して次の等式が成り立つ. (h(ig))f ((hi)g)f h((ig)f) (hi)(gf) B h(i(gf)) L (h(ig))f ((hi)g)f B 4

5 h((gi)f) (h(gi))f h(g(if)) R ((hg)i)f B (hg)(if) h((gi)f) B h(g(if)) 定義. T, S を tricategory とする.trihomomorphism F : T S とは以下を満たすことである. (1) 関数 F : Ob(T ) Ob(S) が与えられている. (2) 各対象 a, b T に対して pseudofunctor : T (a, b) S(F a, F b) が与えられている. (3) 各対象 a, b, c T に対して次の adjoint equivalence φ abc が与えられている. T (b, c) T (a, b) F bc S(F b, F c) S(F a, F b) T (a, c) φ abc F af bf c S(F a, F c) F ac 5

6 (4) 各対象 a T に対して次の adjoint equivalence ψ a が与えられている. I F a 1 S(F a, F a) I a ψ a T (a, a) F aa (5) 各対象 a, b, c, d T に対して次の同型な modification cd が与えられている. T dca acd T dcba α abcd T da F cd F bc bcd T dba abd F ad Sdcba φ bcd F bd φ abd Sda F bf cf d Sdba F af bf d F cd F bc cd φ abc bcd T dca F cd F ac Sdca φ acd T dcba Sdcba acd F af cf d T da Sda F ad F af bf cf d α F bf cf d Sdba F af bf d (6) 各対象 a, b T に対して次の同型な modification G ab, H ab が与えられている. I F b ψ b F bb Sbba F af bf b I b T bba abb φ abb λac G abc I F b Sbba λac F af bf b F ab 6

7 a (ρ ab ) aab Habc a (ρ ab ) ψ a I F a F af af b a F aa φ aab aab (7) 任意の a f b g c h d j e に対して次の等式が成り立つ. F (((jh)g)f) F ((jh)g)f f F (j(hg))f f F ((j(hg))f) (F (jh)f g)f f F (F jf (hg))f f F F jf () F (j()) ((F jh)f g)f f (F j(f hf g))f f F j(f (hg)f f) F (j()) (F jf h)(f gf f) F j((f hf g)f f) F F jf () F j(f h(f gf f)) F j(f hf (gf)) 7

8 F (((jh)g)f) F ((jh)g)f f F ((j(hg))f) (F (jh)f g)f f F F ((jh)(gf)) F F (j()) ((F jh)f g)f f F (jh)(f gf f) F (jh)f (gf) F (j()) F (F jf h)(f gf f) (F jf h)f (gf) F jf () F j(f h(f gf f)) F j(f hf (gf)) (8) 任意の a f b g c に対して次の等式が成り立つ. F (gi)f f F (g(if)) F (gi)f f F F gf (If) F (gf) (F gf I)F f F g(f IF f) F (gf) H F (gi)f f F g(if f) G F gf f B F gf f 8

9 F (gi)f f F (g(if)) F B F (gf) F (gf) F gf f F gf f 定義. strict 2-category, B の Gray テンソル積 B とは ( 略 ) 定義. 圏 at-at は Gray テンソル積により対称モノイダル閉圏となる. これを Gray と書く. 定義. Gray- 豊穣圏を Gray-category という. 定義. trihomomorphism F : T S が triequivalence F が triessentially surjective かつ, 任意の a, b T に対して が biequivalence. 定理 1. 任意の tricategory はある Gray-category と triequivalence である. 証明. 略 参考文献 [1] Nick Gurski, n algebraic theory of tricategories, 2007, yale.edu/~mg622/pubs.html 9

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