自同态单子 [自同态单子]

定义

作为万有作用

一般地, 设幺半范畴 $\mathcal M$ 作用于范畴 $\mathcal C$, 那么我们可以谈论 $\mathcal M$ 中的结合代数在 $\mathcal C$ 上的作用; 对于一个对象 $c\in\mathcal C$, 常常有一个 “万有” 的作用, 称为自同态对象 $\underline{\operatorname{End}}(c)\in\mathsf{Alg}(\mathcal M)$, 使得结合代数 $A\in\mathsf{Alg}(\mathcal M)$ 在 $c$ 上的作用等同于其到 $\underline{\operatorname{End}}(c)$ 的同态.

考虑如下特殊情况, 幺半范畴 $\mathsf{End}(\mathcal C)$ 作用于函子范畴 $\mathsf{Fun}(\mathcal D,\mathcal C)$, 若函子 $U\in\mathsf{Fun}(\mathcal D,\mathcal C)$ 的自同态对象 $\underline{\operatorname{End}}(c)\in\mathsf{Alg}(\mathsf{End}(\mathcal C))$ 存在, 则称之为 $U$ 的自同态单子.

通过余密度单子

函子 $U\colon \mathcal D \to \mathcal C$ 的自同态单子也可定义为其余密度单子.

性质

注意到 $\mathsf{End}(\mathcal C)$ 在 $\mathsf{Fun}(\mathcal D,\mathcal C)$ 上的作用是逐对象的; 对任意单子 $M$, 其在函子 $U\colon \mathcal D\to\mathcal C$ 上的作用等同于提升 $$ \begin{array}{ccc} & & \mathcal C^M \\ & \nearrow & \downarrow \\ \mathcal D & \underset{U}{\rightarrow} & \mathcal C. \end{array} $$

特别地, 当自同态单子存在时有一个典范的函子 $$ \mathcal D \to \mathcal C^{\underline{\operatorname{End}}(U)}. $$