“在更抽象的语言中,自然数对象可看作 $1+( )$ 的初始代数;这把递归的存在唯一性写成到任意同类代数的唯一态射。理解这一表述需要先掌握始对象与相应代数结构,本页的 Peano 公理和递归原…”
形式陈述 ​
设
两个概念互为对偶:
直觉
始对象与终对象的"极端性"不按元素多少衡量,而是纯粹用箭头表达:始对象是最无约束的出发点,向任何对象都有且只有一种走法;终对象是万流归一的汇点,从任何对象出发都只有一种到达方式。定义的关键在"恰有一个"而非"至少有一个"——存在性几乎不筛选对象(例如任何群都能接收来自任何群的平凡同态),唯一性才把对象钉死到同构唯一的程度,并让一切相关图表自动交换。这是泛性质思想的最小工作样例:完全不描写对象的内部构造,只规定它与全体对象的映射关系,就足以把它唯一确定。还要留意:两者在同一范畴里可以差异巨大(集合范畴中是空集与单点集),也可以重合(群范畴中的平凡群),可见它们是范畴结构的属性,而非集合大小的属性。
例子与边界
集合范畴
群范畴中平凡群同时是始对象与终对象,即零对象;向量空间范畴中的零空间同理。零对象带来零态射:复合
存在性没有任何保证。把偏序集视为范畴(
推论与应用
始对象的唯一性论证是泛性质推理的模板:若
参考资料
- Emily Riehl, Category Theory in Context (2016), initial and terminal objects.
- Steve Awodey, Category Theory (2006/2010), initial, terminal, and zero objects.