Ett fundamentalt resultat inom topologi är att vissa typer av simpliciala avbildningar mellan polyedrar kan lyftas till inbäddningar under specifika förutsättningar. Låt oss utforska de tekniska detaljerna kring dessa lyftningar, särskilt när vi behandlar icke-degenererade simpliciala avbildningar mellan ändliga simpliciala komplex.

För att förstå begreppet "lyftning" är det först viktigt att ha en klar definition av en simplicial avbildning. Om vi har en simplicial avbildning f:KLf: K \to L, där KK och LL är simpliciala komplex, innebär det att ff bevarar simplicial strukturen i den meningen att det avbildar varje simplicium i KK på ett simplicium i LL. Men att en sådan avbildning bevarar denna struktur betyder inte nödvändigtvis att den kan lyftas till en inbäddning, vilket är en mer strikt krav.

En lyftning av en simplicial avbildning ff till en inbäddning innebär att det finns en "helt enkelt" inbäddad mappning från den geometriska realiseringen K|K| av komplexet KK till den geometriska realiseringen L|L| av komplexet LL. Men det krävs ytterligare villkor för att detta ska vara möjligt. Här kommer olika teorem in i bilden och ger nödvändiga och tillräckliga villkor för existensen av sådana lyftningar.

Admissibla linjära ordningar

Ett av de mest centrala begreppen i denna diskussion är den så kallade "admissibla samlingen av linjära ordningar". För att förtydliga: om f:KLf: K \to L är en icke-degenererad simplicial avbildning, för varje simplex CLC \in L definieras KCK_C, mängden av alla simplicier AKA \in K som avbildas på CC under ff. För varje sådan mängd Kv=f1(v)K_v = f^{ -1}(v) associerar vi en linjär ordning på dessa simplicier. Samlingen av dessa ordningar kallas admissibel om den inducerar linjära ordningar på alla mängder KCK_C, där CLC \in L.

Det krävs alltså att linjära ordningar på KvK_v är kompatibla på ett sätt som bevarar ordningen på simplicier i KCK_C. Om dessa ordningar inte uppfyller vissa villkor, kan inte en lyftning till en inbäddning existera. Den nödvändiga egenskapen är att för varje par av simplicier A,BKCA, B \in K_C, om f(v)=f(w)f(v) = f(w) för vAv \in A och wBw \in B, måste antingen vf(v)wv \prec f(v) w eller vf(v)wv \succ f(v) w gälla för alla sådana par av vertikser (v,w)(v, w).

Tillräckliga och nödvändiga villkor

Teorem 16.2 bekräftar att en simplicial avbildning f:KLf: K \to L lyfts till en inbäddning om och endast om det finns en admissibel samling av linjära ordningar på mängderna KvK_v, vV(L)v \in V(L). Detta teorem visar också att det finns en bijektion mellan de admissibla samlingarna av linjära ordningar och isotopiklasserna av lyftningar. Det innebär att för varje admissibel samling kan vi konstruera en lyftning som är isotop till en annan.

Reducering till grafproblem

En annan intressant aspekt är att bestämningen av om en lyftning finns kan reduceras till ett problem om grafers egenskaper. Enligt Teorem 16.3, om vi ser på den så kallade "en-dimensionella skelettet" sk1(K)sk^1(K) och sk1(L)sk^1(L) av de simpliciala komplexen KK och LL, kan vi reducera problemet om lyftning till en graf. Detta innebär att även om den ursprungliga frågan handlar om polyedrar i högre dimensioner, kan problemet om lyftning av en piecewise linear mappning reduceras till en fråga om grafers struktur.

En särskilt intressant konsekvens av detta är att genom att studera lyftningen på sk1(K)sk^1(K) och sk1(L)sk^1(L), kan vi ofta reducera frågan om lyftningens existens till en enklare fråga om grafers relationer. Detta kan förenkla lösningen på problem inom algebraisk topologi, särskilt när vi arbetar med generaliseringar av immersionsproblem för ytor i R3\mathbb{R}^3.

Exempel och ytterligare material

För läsaren som vill fördjupa sig i teorin kring lyftningar av simpliciala avbildningar och deras inbäddningar, kan det vara användbart att studera exempel som dem som presenteras i proposition 4 i [10], lemma 1.4 i [21], och teorem 5 i [16]. Dessa exempel ger en djupare förståelse av hur de olika linjära ordningarna och lyftningarna är kopplade och erbjuder en konkret bild av när dessa lyftningar existerar.

Vidare kan läsaren också titta på frågorna kring grafers isotopiklasser och hur dessa förhåller sig till simpliciala avbildningar. Genom att studera de 3-CNF booleska formlerna som definieras senare i texten, kan man förstå hur lyftningen kan representeras som ett logiskt problem, vilket öppnar upp för mer algebraiska metoder för att lösa problem om lyftningens existens.

Hur relaterar Alexanderformer och Reidemeister-torsion till genus ett-ytor?

Alexanderformen AXA_X för ett tredimensionellt orienterat kompakt mångfald XX med begränsning och vald baspunkt är en topologisk invariant upp till homotopieekvivalens av par (X,p)(X, p). Denna form är beroende av valet av baspunkt endast i den meningen att vi behöver en referenspunkt för att lyfta kurvor till den universella täckningen X~\widetilde{X}. Men själva invariantens klass är oberoende av baspunktens läge. Det som etableras är en naturlig korrespondens mellan topologi och algebra genom homologi- och fundamentala grupper, där varje baserad kurva tolkas både som element i π1(X,p)\pi_1(X, p) och via dess exponent i gruppalgebran Z[exp(H1(X))]\mathbb{Z}[\exp(H_1(X))].