设\(\mathcal{C}\)是一个site,我们知道\(\mathcal{C}\)上的sheaf定义为满足下列条件的presheaf \(F\):对于任意sieve \(R\hookrightarrow X\), 典范映射
\[\mathrm{Hom}(X,F)\to\mathrm{Hom}(R,F) \]是双射. 其中右侧的Hom集合定义为presheaf范畴中的Hom,即\(\mathrm{PSh}(\mathcal{C})\)所有的箭头\(R\to F\).
现在考虑\(\mathcal{C}\)上的Fiber category,我们记作\(\mathrm{Fib}(\mathcal{C})\). 根据2-Yoneda引理,我们可以把presheaf范畴嵌入\(\mathrm{Fib}(\mathcal{C})\):
\[\mathrm{PSh}(\mathcal{C})\hookrightarrow\mathrm{Fib}(\mathcal{C}). \]我们一般把\(\mathcal{C}\)嵌入\(\mathrm{PSh}(\mathcal{C})\)中,所以现在有下列嵌入链:
\[\mathcal{C}\hookrightarrow\mathrm{PSh}(\mathcal{C})\hookrightarrow\mathrm{Fib}(\mathcal{C}). \]由此我们可以把范畴\(\mathrm{Fib}(\mathcal{C})\)看作某种意义下的“2-presheaf”范畴。在这种想法下,我们来考虑如何推广sheaf的概念。对于任意\(\mathrm{Fib}(\mathcal{C})\)中的对象\(\mathcal{F}\),类比上述sheaf定义,我们需要考虑以下映射:
\[\mathrm{Hom}_{\mathrm{Fib}(\mathcal{C})}(X,\mathcal{F})\to\mathrm{Hom}_{\mathrm{Fib}(\mathcal{C})}(R,\mathcal{F}). \]然而需要注意\(\mathrm{Fib}(\mathcal{C})\)是一个2-范畴. 这意味着我们应该把上述映射换成Hom范畴之间的函子:
\[\alpha_\mathcal{F}:\mathcal{H}\textit{om}\hspace{2pt}_{\mathrm{Fib}(\mathcal{C})}(X,\mathcal{F})\to\mathcal{H}\textit{om}\hspace{2pt}_{\mathrm{Fib}(\mathcal{C})}(R,\mathcal{F}). \]类似地,现在我们不应该考虑集合之间的双射,而应该要求上述函子是范畴等价. 我们回忆这意味着两个条件:
(a) \(\alpha_\mathcal{F}\)在忠实满的,即它在Hom集上是双射.
(b) \(\alpha_\mathcal{F}\)是本质满的,即右侧范畴中任意一个对象都同构于\(\alpha_\mathcal{F}\)的一个像.
以上两条性质给出了我们的“2-sheaf”的定义。读者可以验证条件(a)等价于\(\mathcal{F}\)是prestack,而条件(b)实际上在说\(\mathcal{F}\)的任意descent data都是effective的。故(a)和(b)合起来意味着\(\mathcal{F}\)是stack.
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