其高阶同伦的(d-1)-范畴。
这需要用到∞-范畴和微分叠(differentia1stacks)的最新理论。
他花了整整一天时间,确保这个范畴的定义是光滑的、内蕴的,并且能够正确反映规范变换的所有可能关系。
紧接着是概念突破的关键。
他需要公理化地描述,从prestack(,g)到u(1)-(d-1)-cat的(d-1)-函子需要满足哪些条件,才能称之为一个“经典作用量”
。
这涉及到如何将传统的杨-米尔斯作用量、陈-西蒙斯项等,“翻译”
成这种高阶范畴的语言。
他现了必须引入一个关键的“局部平凡化数据”
结构,但这个结构在最终的理论中是不依赖其选择的(即满足“下降条件”
)。
这个过程极大地深化了他对规范理论本质的理解。
将三角剖分上的局部范畴数据粘合成全局的量子态范畴,是一个极其复杂的∞-范畴极限构造。
他借鉴了fahoo1ogy和o1ogettufie1dtheory(tqft)的思想,但将其提升到了更高的范畴层次。
他必须证明这个构造与三角剖分的选择无关(组合不变性),并且当底流形是闭流形时,最终得到的确实是一个(d-1)-范畴。
大量的组合交换图和同伦相干性证明充斥了他的草稿纸。
他将他的新框架应用于几个经典例子:
·u(1)规范理论(电磁场):验证他的理论可以退化到经典结果,并且清晰地展示了u(1)理论没有反常的范畴论原因。
·(2)规范理论在4维流形上:他用他的框架重新审视了全局(2)反常问题,清晰地展示了其根源在于定义作用量函子s时,在某个2-态射层无法定义相容的自然变换。
这为理解这个着名难题提供了前所未有的清晰视角。
·3维陈-西蒙斯理论:他展示了如何从他的范畴化路径积分,自然地得到着名的“91itten-reshetikh-turaev”
不变量,从而将拓扑量子场论纳入了他统一的框架之下。
最后
他将这颠覆性的工作凝结成文。
整个过程如同行云流水,前四天奠定的坚实基础,使得最终的表述异常清晰和有力。
论文标题定为:
《thesofgautheory:frohigheraset》
(《规范理论的范畴基础:从高阶作用量到内蕴量子化》)
在摘要和引言中,他宣告了这一基础性的突破:
1提出了“范畴化作用量”
的全新范式,将经典规范理论定义为高阶函子,从根本上内蕴地包含了规范对称性及其所有高阶关系。
2实现了“范畴化路径积分”
,为量子规范理论提供了一个组合的、数学上严格的替代定义,绕过了传统路径积分的所有困难。
3彻底解决了全局反常的判据问题,将其归结为范畴化作用量函子的存在性,带来了概念上的极大清晰。
4统一了从传统杨-米尔斯理论到拓扑