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2025-11-13

抽象数学とか物理学とか

定式化

物理系(量子場+重力) ⇨ 代数対象(A)

物理的に測定可能操作代数の元に対応代数は積、随伴複素共役対応する操作)などの構造を持つ代数オブジェクト

状態物理的な密度波動関数) ⇨ 代数上の正値線型汎関数(φ)

物理的な期待値代数に対する線型汎関数として定式化。これが確率/期待を与える。

観測者や部分系 ⇨ 代数のサブオブジェクト(B ⊂ A)

ある観測者が見られる演算子群は、全体代数部分代数として表される。重力とき、この部分代数空間分割に即して単純に分かれるとは限らない(非可換性や相互依存が残る)。

ヒルベルト空間再構成 ⇨ GNS 構成代数状態表現

代数状態からヒルベルト空間表現を作る手続きがあり、これが観測可能な量を実際に作用させる空間を与える。重要なのは、この構成は一意とは限らず、代数側の性質表現性質(分解可能性・因子のタイプ)を決めること。

圏的な言い方

対象:各物理状況に対応する代数(C*-代数フォン・ノイマン代数のようなもの)。

射(モルフィズム):代数間の構造保存写像(例えば*-準同型)。これらは物理的な包含や部分系の埋め込みに対応する。

状態自然変換的な役割を持ちうる:ある意味代数群の圏から値を取る圏(確率的/確定的データが置かれる圏)への射(志向性のある写像)と見なせる。

GNSは圏論的なファンクタ:代数状態ペアからヒルベルト空間表現への写像は、圏の間の(部分的な)関手として振る舞うと考えられる。これは代数データ幾何表現空間)を与える操作として抽象化

ER=EPR現象抽象化

エンタングルメント幾何的連結という直感は、圏論的には二つの代数が分解できない形で結びつくことに対応

具体的には、二つの部分代数の合成が単純な直和や直積に分かれず、むしろ共通のサブ構造(共有される中心や共通の因子)を持つ場合、圏的には共核/プルバックや引戻しを使ってその結びつきを表せる。

逆に、もし二つの部分代数が完全に独立(圏的には直和的分解)なら、その間に空間的な連結が生じにくい、と解釈できる。

代数の型(type)と物理位相的/幾何的特徴

代数が属する型の違い(古典的には I/II/III の区別)は、圏的には対象の内部構造差異(中心の有無、トレース存在可否など)として表現される。

物理的にはこの差が「純粋状態存在」「系の分解可能性」「エントロピー定義可能性」を左右。従ってどの圏の部分圏にいるか物理位相重力性質に相当する。

 
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