(1,3節) 射の構造と公理

Jul 22, 2025 15 min

射の構造と公理

圏論における「射(morphism)」は、対象間の構造的な“つながり”を担う中心的存在である。射の振る舞いと構成的ルールは、圏の本質を規定する。

射の定義

圏 C\mathcal{C} の任意の対象 A,BA, B に対し、AA から BB への射 f:A→Bf : A \to B が存在する。射の集合は HomC(A,B)\mathrm{Hom}_{\mathcal{C}}(A, B) で表される。

恒等射

各対象 AA には、必ず恒等射 idA:A→A\mathrm{id}_A : A \to A が存在し、

idA∘f=f,g∘idA=g\mathrm{id}_A \circ f = f, \quad g \circ \mathrm{id}_A = g

が任意の射 f:B→Af : B \to A, g:A→Cg : A \to C について成り立つ。

合成

射 f:A→Bf : A \to B, g:B→Cg : B \to C の合成 g∘f:A→Cg \circ f : A \to C が定義される。 合成は「流れ」として直感的に捉えられる:

A ──f──▶ B ──g──▶ C

↓ g∘f

A ─────▶ C

結合法則(Associativity)

合成は常に結合的である:

h∘(g∘f)=(h∘g)∘fh \circ (g \circ f) = (h \circ g) \circ f

(f:A→Bf : A \to B, g:B→Cg : B \to C, h:C→Dh : C \to D)

-- Haskellの関数合成は結合的
h . (g . f) == (h . g) . f

射の世界の直感

圏論では、対象そのものよりも「射のネットワーク」が主役となる。射の合成・恒等性・結合律こそが、圏の構造を支配する。

射の世界に生きるとは、あらゆる構造を「変換の連鎖」として捉え、流れ・合成・恒等性の規則に従って思考することである。

~Yu Tokunaga