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二重圏でどんないいことあったの?

本日さきほど上げた記事「二重圏化と米田モナド」にて:

最近、思っていることなんだけど; 通常の圏〈1-圏〉や2-圏でやっていたことを、二重圏でやってみると割といいことあるよね。たまに“すごくいいこと”もあります。


うまいこと、二重圏/三重圏(一般には多重圏)が見つかると、いいことあります。

二重圏でやってみて実際にいいことありました。いいこと一つ目は、長年の懸案であった「『自然なホムセット同型』で与えられる随伴系〈adjunction | adjoint system〉から、『ニョロニョロ関係式』をお絵描きで導出する」に目星が付きました。

コーナー、キンク、ニョロニョロ」にて:

まだ生煮えの話をします。最初に動機を書くと; 随伴系を定義する2つの方法である「ニョロニョロ関係式」と「自然なホムセット同型」が同値であることをお絵描き〈絵算 | {pictorial | graphical | diagrammatic} calculus〉で示したい! ということです。


最近、二重圏のなかで形式圏論をすれば、「自然なホムセット同型」から「ニョロニョロ関係式」を出せるのではないか(もちろん、お絵描きで!)と思っています。

2025年2月の時点では生煮えだったのですが、それから少し煮込んで、だいぶ良い感じになってきました。キンク・ストレッチング公式からニョロニョロ公式〈ベント・ストレッチング公式〉は出そうです(ほぼ確実)。

いいこと二つ目も長年の懸案だったことで、一般化したオートマトンの順次結合〈sequential composition〉が定義できたことです。オートマトン(の遷移系部分)を、状態空間にモノイドが作用すると考えていてはウマくなくて、圏が作用していると考えます。この発想は二重圏 $`\mathbf{ProfDC}`$ の変種(三重圏になる)のなかで定式化できます。

いいこと三つ目、「二重圏化と米田モナド」の最後のほうに書いたことですが、「関数:関係:包含 = 関手:プロ関手:制限自然変換」という“比例式”がより鮮明になってきました。圏論の進んだ概念を、馴染み深く初等的な、関数、関係(あるいは述語)、部分集合の包含などとのアナロジーで考えることが正当化されます。

ハイパードクトリンの二重圏ベースでの再定式化とか、関係データベースの二重圏(むしろ多重圏)による数理モデリングとかも(ひょっとして)出来るかも。




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