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/ NetNews Usenet Archive 1992 #30 / NN_1992_30.iso / spool / sci / math / research / 614 < prev    next >
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Text File  |  1992-12-21  |  4.3 KB  |  86 lines

  1. Newsgroups: sci.math.research
  2. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!sdd.hp.com!ux1.cso.uiuc.edu!news.cso.uiuc.edu!dan
  3. From: Allan Adler <ara@zurich.ai.mit.edu>
  4. Subject: sheaves and espaces etal\'es
  5. Message-ID: <ARA.92Dec19013035@camelot.ai.mit.edu>
  6. Originator: dan@symcom.math.uiuc.edu
  7. Sender: Daniel Grayson <dan@math.uiuc.edu>
  8. X-Submissions-To: sci-math-research@uiuc.edu
  9. Organization: M.I.T. Artificial Intelligence Lab.
  10. X-Administrivia-To: sci-math-research-request@uiuc.edu
  11. Approved: Daniel Grayson <dan@math.uiuc.edu>
  12. Date: Sat, 19 Dec 1992 06:30:35 GMT
  13. Lines: 71
  14.  
  15.  
  16. I've been wondering about some aspects of the theory of sheaves on a
  17. topological space and more generally on a site. In the case of
  18. sheaves on a topological space X, there are two approaches to the
  19. study of sheaves:
  20. (1) view a sheaf as a special kind of presheaf, a presheaf being a 
  21.     contravariant functor from the topology to the category of sets.
  22. (2) view a sheaf as a local homeomorphism from a space Y to X. The space
  23.     Y is called an espace etal\'e over X.
  24.  
  25. To go from (1) to (2), let F be the sheaf and consider the disjoint union
  26. of all of the spaces U x F(U), where U runs over all of the
  27. open subsets of X and where F(U) is given the discrete topology. Then
  28. form the quotient space of this disjoint union with respect to the
  29. equivalence relation generated by identifying points of V x F(U)
  30. with their images in V x F(V) whenever V is an open subset of U.
  31. On the other hand, given an espace etal\'e Y over X, the associated
  32. functor associates to each open subset U of X the set of continuous
  33. sections of Y over U.
  34.  
  35. Thus these notions are equivalent. The functorial approach in (1) is
  36. in many ways preferable, it seems, because it generalizes to the setting
  37. of sheaves on sites (i.e. on categories with Grothendieck topologies).
  38. On the other hand, the espace etale has the advantage of concreteness.
  39.  
  40. If one gets down to specific advantages, the following come immediately
  41. to mind:
  42. (i) it is very convenient to form the inverse image sheaf using the espace
  43.     etal\'e approach: if X'--> X is a continous function and if Y is an
  44.     espace etal\'e over X, then the inverse image sheaf on X' arises from
  45.     the espace etal\'e on X' which is the fibre product of X' and Y over X.
  46.     The inverse image sheaf regarded as a functor is much more complicated,
  47.     being defined as the sheaf associated to a presheaf defined using
  48.     direct limits.
  49.  
  50. (ii) For the direct image sheaf, on the other hand, it seems that it is
  51.      more convenient to use the functorial approach: if f:X' --> X is  
  52.      continuous and F is a sheaf on X', then the direct image   sheaf is simply
  53.      the composition of the sheaf on X' with the functor from the topology
  54.      of X to the topology of X' induced by f. That is conceptually quite
  55.      simple, whereas I am not aware of a direct topological construction
  56.      of the espace etal\'e on X associated to this sheaf (if you are aware
  57.      of one, please let me know).
  58.  
  59. This suggests that it is desirable to keep both of these approaches 
  60. available and to be able to carry out constructions using either one.
  61. If that is the case, then it is also natural to ask whether the
  62. espace etal\'e can be generalized to the setting of Grothendieck
  63. topologies. Note that the construction of the espace etal\'e for
  64. a sheaf on a topological space (i.e. (1) => (2)) was carried
  65. out entirely in the setting of topological spaces and the sheaf
  66. was concretely realized as a topological space over X using only
  67. topological constructions. It is natural then to wonder whether,
  68. given a sheaf F on a site E, there is a natural construction of a
  69. site E' and a morphism of sites E' --> E which generalizes the
  70. construction of an espace etal\'e, the sheaf being recovered as some
  71. kind of sheaf of sections. I think that if one works with Grothendieck
  72. topological spaces (i.e. sets equipped with a Grothendieck topology of subsets,
  73. one can also get
  74. an espace etal\'e (with a Grothendieck topology of subsets) by the
  75. same construction, but I haven't really checked it. So that tends to
  76. support the idea of a general construction with sites.
  77.  
  78. If you know how to do this for sites in general, please let me know. I have 
  79. had some interesting and imaginative suggestions from some people I have 
  80. asked privately, but I have not seen a complete solution.
  81.  
  82. Allan Adler
  83. ara@altdorf.ai.mit.edu
  84.  
  85.  
  86.