Catégories

Bonjour,
j'ai lu quelque part que quelqu'un (Colin Mclarty), sans doute pour promouvoir le slogan que le théorie des catégories est la théorie abstraite des fonctions et que "tout est fonction" (Awodey dixit) (après les cinq grands juifs, Moïse : tout est loi, Jésus :tout est amour, Marx : tout est matière, Freud : tout est sexe, Einstein : tout est relatif), donnait une définition des catégories sans les objets :

On a des flèches et une loi de compostion des flèches, non partout définie. Et c'est tout.

DÉFINITION : On dit que la flèche i est une identité si pour toute flèche f telle que fi est défini, fi = f, et si pour toute flèche g telle que ig est défini, ig = g.

AXIOME 1 : Pour toute flèche f, il existe une unique identité i et une unique identité j telles que fi et jf sont définis.
AXIOME 2 : Pour toutes flèches f, g, h telles que gf et hg sont définis, h(gf) et (hg)f sont définis et
h(gf) = (hg)f

J'ai donc essayé de retrouver la définition standard en appelant objets de la catégorie les identités, en notant s(f) et b(f) les deux identités dont l'axiome 1 affirme l'unicité (s pour source et b pour but), et en disant que f et g sont composables lorsque b(f) = s(g).

On a immédiatement :
Pour toute identité i, s(i) = b(i) = i.
Si f et g sont composables, g = gs(g) = gb(f), b(f)f = f, et gf est défini puisque gb(f)f l'est.
De plus, gf = g(fs(f)) = (gf)s(f) et donc s(gf) = s(f). De même, b(gf) = b(g).

Restait à montrer que si gf est défini, f et g sont composables. Sans succès avant de me rendre compte que c'est faux.
On prend les objets {1, 2, 3, 4},
les flèches i = (1, 1), j = (2, 2), k = (3, 3), m = (4, 4), f = (1, 2), g = (3, 4), h = (1, 4),
les produits ii = i, fi = f, hi = h, jj = j, kk = k, gk= g, mm = m, gf = h.

On voit que gf est défini, mais que f et g ne sont pas composables.
Autrement dit, "défini" n'est pas synonyme de "composable avec la définition de Mclarty, alors qu'il l'est avec la définition standard de catégorie. Les deux approches ne sont pas équivalentes.
Qu'en pensez-vous ?

Réponses

  • Bonjour,

    Tu n'as pas assez d'axiomes, apparemment. Voir ici et .

    Mais est-ce que ça a un intérêt de donner une telle définition ?
  • Merci Champ-Pot-Lion. C'est la question que je me posais !
  • GG a écrit:
    sans doute pour promouvoir le slogan que le théorie des catégories est la théorie abstraite des fonctions et que "tout est fonction"

    Je ne sais pas si les catégoriciens seraient très enthousiastes dans la mesure où les catégories ont, entre autre, l'ambition de représenter par les flèches le plus possible de choses que seulement les fonctions.

    Par ailleurs, la TDE dit déjà que tout est fonction et la théorie "officielle" des fonctions, peu médiatisée, n'a rien à voir avec les catégories et est la même que ZF à epsilon près sur 2 ou 3 notations mot à mot. Je rappelle aussi qu''ensembles = fonctions.

    On en parle peu parce que les gens aiment bien avoir des phrases (au sens où ils privilégient un type, le type phrase, pour valoir suites de caractères achevée dans leurs articles, donc utilisent ZF (où les fonctions à valeurs dans $\{faux; vrai\}$ jouent un rôle CONVENTIONNEL particulier) plutôt que des valeurs dont il faudrait chaque fois préciser le type.

    (Et de toute façon, en précisant le type, tu feras une phrase, donc on retombera toujours sur ce type privilégié, sauf qu'on l'aura évacué en statut méta, ce qui est idiot, puisque par définition, une cloture réussie est une cloture sans méta)

    La différence DE FOND qui intéressent les gens, j'en ai déjà parlé (et je précise qu'ils n'en sont pas forcément conscients, j'ai dû les psychanalyser :-D , donc leur demander n'est pas l'idéal, vaut mieux faire confiance à mes pouvoir télépathiques :-D ) c'est la (à mon sens très importante) question:

    [large]
    associatif ou pas?!
    [/large]

    (sous-entendu pour y inclure toutes la science).

    L'opérateur d'application d'une fonction à son argument (je rappelle qu'il s'agit de $\ni$, ce n'est pas assez connu non plus) n'est hélas pas associatif: $f(g)(h)\neq f(g(h))$ en général

    L'opérateur de composition, lui, l'est: $(f\circ g)\circ h= f\circ (g\circ h)$

    D'où le projet légitime de réécrie les maths associativement dans un cadre où le signe premier est associatif (ie une sorte de remplacement de $\ni$ par $\circ$). Mais hélas, le problème est actuellement ouvert (si on veut les choses bien et sans l'usine à gaz des typages). Il y a des solutions partielles, mais elles appellent en renfort d'autres signes, dont certains problématiques, comme $\{x\}\mapsto x$ ou comme $K$, qui permettent de faire disparaitre $\ni$ au profit de $\circ$, mais en payant $K$, via:

    $$ K(u(v)) = u\circ (K(v))$$

    dont le membre de droite n'utilise pas $\ni$ (Rappel: $f(g) = f\ni g$)

    Par contre, il est vrai (et évident) que la théorie des catégories est celles des monoides associatifs généralisés à une situation particulière où la CI est partielle mais a certaines propriétés, mais, le mieux, si tu veux t'amuser est que tu fasses la traduction toi-même plutôt qu'aller la chercher dans un livre. Elle ne nécessite aucune inspiration
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Précision, au cas où ce serait trop discret dans le post précédent, "the question is" peut-on faire disparaitre $\in$ et tout ce qui lui est essentiellement égal, comme l'est $Ap: (f,g)\mapsto f(g)$, que j'ai noté $\ni$ en clin d'oeil à : $(a\in b)=(b\ni a) = b(a) \in \{faux; vrai\}$?

    Le paradigme catégorique prétend parfois apporter ou être sur le point d'apporter cette disparition, mais il y a encore probablement du chemin à investiguer.

    Le $\{faux; vrai\}$ n'étant là que pour la simplicité évidemment, pour éviter d'entrer dans un autre sujet.
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  • De mon téléphone j'ai oublié de préciser que K(x)(y) = x pour tous x,y.
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