代数簇的Hilbert概形的Hilbert-Chow态射
我们将探讨Hilbert概形与Hilbert-Chow态射这一概念。为了理解它,我们需要从几个基础概念开始,逐步构建。
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代数簇与子簇家族
首先,回忆一个代数簇(例如一条曲线或一个曲面)是一个由多项式方程定义的几何对象。我们常常研究一个代数簇的“子簇家族”。想象一个参数空间(例如一条直线或另一个代数簇),这个参数空间上的每一点都对应着原代数簇的一个特定子簇(例如一个点、一条曲线)。这样一个参数化的家族被称为一个代数族。 -
Hilbert多项式与Hilbert概形
对于一个射影代数簇的闭子簇,我们可以关联一个重要的数值不变量,称为Hilbert多项式。这个多项式编码了子簇的几何信息,例如它的维数和次数。Hilbert概形 是一个更精密的几何对象,它参数化了所有具有固定Hilbert多项式的闭子簇。粗略地说,Hilbert概形Hilb(X)本身也是一个代数簇(或概形),其上的点与X的特定子一一对应。 -
Chow簇
与Hilbert概形不同,Chow簇 是另一个参数空间。它不再记录每个子簇的精细的“概形结构”(比如嵌入理想),而是记录其“循环”信息,即子簇作为带重数的不可约分支的并集。Chow簇Chow(X)参数化了X的给定维数和度的代数循环。 -
Hilbert-Chow态射的概念
现在,我们可以定义核心概念。存在一个自然的、重要的映射,称为Hilbert-Chow态射:
HC: Hilb(X) -> Chow(X)
这个映射的行为如下:它将Hilbert概形中的一个点(对应一个子概形Z)发送到Chow簇中的一个点,该点对应的是子概形Z所关联的基本循环。基本循环就是忽略Z可能存在的复杂概形结构(例如嵌入理想),只考虑其支撑集(即作为点集的子簇)以及每个不可约分支上的重数。 -
一个关键例子
考虑最简单的非平凡情况:让X是仿射平面 𝔸²。我们考虑0维子簇,即点的集合。- Hilbert概形侧:
Hilb^n(𝔸²)参数了平面上由n个点(计及重数)构成的子概形。这包括了n个互不相同的点,但也包括更复杂的情况,比如一个“脂肪点”,即一个点附带有“无穷小邻域”的信息(对应于该点处的一个局部环结构)。 - Chow簇侧:
Chow_0(𝔸²)参数了0维循环,本质上就是n个点的集合(每个点带有重数),但它不记录这些点是否“融合”成一个脂肪点所带来的额外结构信息。 - Hilbert-Chow态射:
HC: Hilb^n(𝔸²) -> Chow_0(𝔸²)将一个可能很复杂的脂肪点“遗忘”其无穷小结构,只留下其支撑点以及该点的总重数。例如,一个重数为n的脂肪点会被映射为一个带有重数n的单个点。
- Hilbert概形侧:
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几何意义与重要性
Hilbert-Chow态射是一个“遗忘”态射。它忘记了子概形的精细的局部环结构(概形结构),只保留了其底层的集合论支撑和重数信息(循环结构)。这个态射是研究Hilbert概形几何性质的重要工具。它的纤维(即映射回原像)的几何结构非常丰富,例如,在研究曲面上的点簇时,这个纤维与对称积的奇点消解密切相关。