闲聊代数几何

 

有人认为代数几何是很难理解的数学。本文想通俗地介绍它的一些基本概念。在平面上有一单位圆, x^2 + y^2 = 1. 设 圆上的点 的座标为 (1/ 2, 1/ 2),  (1/ 2, -1/ 2)  。 对应在座标轴上可表示如下:这就构成座标环(Ring)。

—---------( -1/ 2)-----------------(1/ 2)-----------(3/ 2 )-----

在单位圆上取值的函数 f1(x, y) = y  ---  [(1/ 2, 1/ 2),  (1/ 2, -1/ 2)]  —---->  (1/ 2 )

函数 f2(x, y) = x + 2y —----- [(1/ 2, 1/ 2),  (1/ 2, -1/ 2)]  —---->  (3/ 2 )

函数 g1(x, y) = x + 2y + x^2 + y^2 - 1,与 f2(x, y) 相同。 

函数 g2(x, y) = x + 2y + y*(x^2 + y^2 - 1),与  f2(x, y) 相同。

 函数 g3(x, y) = x + 2y + h(x, y)*(x^2 + y^2 - 1),与  f2(x, y) 相同。

函数 g1(x, y) ,函数 g2(x, y),函数 g3(x, y) 都是R 的成员。R 是圆的座标环,圆的几何特性encode 成座标环的代数特性。

对于多项式也是一样,也可构成一个环R 。现有代数曲线(1) y^2-x^2 = (y - x)(y + x) = 0 ;  (2) x + y^2 = 0 (抛物线)。设 R 是 (1)  (y - x)(y + x) = 0 的环;   G 是 (2)  x + y^2 = 0 的环 .  在(1)中,因为 (y - x) 和 (y + x) 不能同时为零,只有(x, y) = (0, 0) 才有可能 , 也就是说原点是一奇异点。(1)曲线是可约简的;而 (2)曲线是不可约简的。

又有 代数曲线(3) y^2-x^2*(x + 1) = 0 .  (3)可以分解为(4)(y - x* (x + 1))*(y+ x* (x + 1)) ,  而 (x + 1) = 1 + x/2 - x^2/8 + …. (幂级数展开), 属于多项式环R。  R 改写为 幂级数环。 在接近原点处, (x + 1) 近似等于 1;(4)近似等于 (1)(y - x)(y + x) = 0; 所以原点是(3)的 一奇异点

最后说说环的代数特性怎样(反过来)转成“几何空间”的几何特性。设有一整数环Z 转成 Spec Z. Spec Z 也称为 Z环的谱, 概型 (Scheme) 。概型的 “图像”如下

-(2)-(3)--(5)--(7)---------------------(0)--

列出所有质数(2),(3), 。。。 和(0)。而整数环中的整数,如 10,是 10-整数函数(把整数变成几何空间函数),在各个质数上取值为:质数2 是 0(mod2),质数3 是 1(mod3),  质数5 是 0(mod5), 质数7 是3(mod7) , 等等 ;在数 0  回来原数 10。

有点不好理解 ?

 
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