CW复形

✍ dations ◷ 2025-11-29 07:39:59 #代数拓扑,同伦论,拓扑空间

CW复形，又称胞腔复形，在拓扑学上属于拓扑空间之一类，由J.H.C.怀特海德引入，用于同伦理论。其思想是构造一类空间，比单纯复形更为广泛（我们现在可以说，有更好的范畴论属性）；但还要保留组合的本质，因此计算方面的考虑没有被忽略。

粗略地说，CW复形由称作胞腔的基本元件组成。其精确定义规定胞腔如何在拓扑意义上“粘合”。CW复形名称中的“C”代表“闭有限”（closure-finite），而“W”则代表“弱拓扑”（weak topology）。

单个 ${displaystyle n}$ 与CW复形的区别在于它容许一个额外的、不须带有任何胞腔结构的组件。遵照上文的定义，这个组件被视作负一维胞腔。

如果一个CW复形中胞腔的维度最大为 ${displaystyle n}$ 都交于闭集（相对于骨架本身的拓扑）。

CW复形的奇异同调（或上同调）可以通过胞腔同调计算。此外，在CW复形和胞腔映射的范畴内，胞腔同调可以解读成一种同调论。如要计算CW复形的广义（上）同调，阿提亚-希策布鲁赫（英语：Atiyah–Hirzebruch spectral sequence）谱序列是胞腔同调的一个类比。

以下是一些计算的实例：

因为所有微分算子皆为零（实际上，上链复形与上同调亦然）。或者，如果我们取赤道分解，使得每个维度上各有两个胞腔，那么

而微分算子是形为 ${displaystyle {begin{pmatrix}1&-1\1&-1end{pmatrix}}}$ ${displaystyle {begin{pmatrix}1&-1\1&-1end{pmatrix}}}$ 的矩阵。这个复形给出的同调与以上计算一致，因为复形在除 ${displaystyle C_{0}}$ $C_{0}$ 与 ${displaystyle C_{n}}$ $C_{n}$ 项外都是正合的。

之所以这两例中计算都尤其简单，是因为同调完全由胞腔数目确定——换言之，胞腔的黏着映射在计算中没有扮演任何角色。这个现象只是特例，在一般情况下并不成立。

在某些专家眼中，CW复形的同伦范畴即使不是唯一的同伦范畴（基于技术原因，实际使用的版本是带基点的空间），也是同伦范畴的最佳候选。因此，可能会得出非CW复形的空间的辅助构造需尽量避免。在这方面的基本结论是布朗可表性定理：同伦范畴上的可表函子可以借助CW复形来相当精简地刻画。

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