內容簡介
This book is the first volume of the Lecture Series of Modern, Number Theory, which is devoted to publishing peer-reviewed workshop lecture notes and the proceedings of conferences on all branches of contemporary number theory research. The series intends to target number theory researchers and students, including both experts and non-experts of the covered subjects.
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目錄
Preface
1 Arithmetic of Cuspidal Representations
1.1 Cuspidal representations by induction
1.1.1 Background and notation
1.1.2 Intertwining and Hecke algebras
1.1.3 Compact induction
1.1.4 An example
1.1.5 A broader context
1.2 Lattices, orders and strata
1.2.1 Lattices and orders
1.2.2 Lattice chains..
1.2.3 Multiplicative structures
1.2.4 Duality
1.2.5 Strata and intertwining
1.2.6 Field extensions
1.2.7 Minimal elements
1.3 Fundamental strata
1.3.1 Fundamental strata
1.3.2 Application to representations
1.3.3 The characteristic polynomial
1.3.4 Nonsplit fundamental strata
1.4 Prime dimension
1.4.1 A trivial case
1.4.2 The general case
1.4.3 The inducing representation
1.4.4 Uniqueness
1.4.5 Summary
1.5 Simple strata and simple characters
1.5.1 Adjoint map
1.5.2 Critical exponent
1.5.3 Construction
1.5.4 Intertwining.
1.5.5 Definitions
1.5.6 Interwining
1.5.7 Motility... ,
1.6 Structure of cuspidal representations
1.6.1 Trivial simple characters
1.6.2 Occurrence of a simple character
1.6.3 Heisenberg representations
1.6.4 A further restriction
1.6.5 End of the road
1.7 Endo-equivalence and lifting
1.7.1 Transfer of simple characters
1.7.2 Endo-equivalence
1.7.3 Invariants
1.7.4 Tame lifting
1.7.5 Tame induction map for endo-classes
1.8 Relation with the Langlands correspondence
1.8.1 The Weil group'
1.8.2 Representations
1.8.3 The Langlands correspondence
1.8.4 Relation with tame lifting
1.8.5 Ramification Theorem
References
2 Basic Representation Theory of Reductive p-adic Groups
2.1 Smooth representations of locally profinite groups
2.1.1 Locally profinite groups
2.1.2 Basic representation theory
2.1.3 Smooth representations
2.1.4 Induced representations
2.2 Admissible representations of locally profinite groups"
2.2.1 Admissible representations
2.2.2 Haar measure
2.2.3 Hecke algebra of a locally profinite group
2.2.4 Coinvariants
2.3 Schur's Lemma and Z-compact representations
2.3.1 Characters
2.3.2 Schur's Lemma and central character
2.3.3 Z-compact representations
2.3.4 An example
……
3 The Bernstein Decomposition for Smooth Complex Representationsof GLn,(F)
4 Lectures on the Local Theta Correspondence
5 An Overview of the Theory of Eisenstein Series
前言/序言
局部群錶示論:深度解析與應用 導言 本書旨在提供對現代數學分支——局部群錶示論(Representation Theory of Local Groups)的全麵而深入的探討。局部群,特彆是局部域(如$mathbb{Q}_p$或非阿基米德局部域)上的綫性群,在數論、算術幾何和數學物理中扮演著核心角色。本書的核心目標是為讀者構建一個堅實的基礎,使其能夠理解這些群的錶示結構,並掌握其在不同數學領域中的應用。 本書的結構設計力求平衡理論的嚴謹性與概念的清晰性。我們假定讀者具備紮實的抽象代數基礎,包括群論、環論和基礎的拓撲知識。 --- 第一部分:基礎框架與非阿基米德錶示論的奠基 第一章:預備知識與局部域背景 本章首先迴顧必要的預備知識,包括拓撲群、緊緻性、完備性以及稠密子群等概念。重點介紹非阿基米德局部域 $F$ 的結構:單位群 $F^ imes$ 的結構、離散賦範(Valuation)性質、完備化過程以及其最大開環 $mathcal{O}_F$ 的特性。 我們詳細討論 $p$ 進整數環 $mathcal{O}_F$ 上的拓撲結構,並引入 $p$ 進整數環上的拓撲嚮量空間(例如 $mathbb{Z}_p^n$)的概念。 第二章:廣義綫性群的構造與結構 本章聚焦於局部域 $F$ 上的經典綫性群,特彆是廣義綫性群 $mathrm{GL}_n(F)$ 及其子群結構。我們詳細考察其拓撲性質,包括單位元鄰域、連通性,以及關鍵的 開正規子群層次結構(例如 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 $mathcal{O}_F$-模 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 及其 $p$-進層級)。 更進一步,我們分析瞭 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 Bruhat-Tits 結構。通過對 $mathrm{GL}_n(F)$ 作用於 $F^n$ 上的網格(Lattices)的分析,我們引入瞭 Bruhat-Tits 樹(對於 $mathrm{GL}_2(F)$)或更一般的 Bruhat-Tits 建築物 的概念。這為理解群的子群結構和配對提供瞭幾何視角。 第三章:非阿基米德錶示:莫德爾加分與基準備 本章是理解非阿基米德錶示的基石。我們引入 光滑錶示(Smooth Representations)的概念,這是在非阿基米德群錶示論中至關重要的,因為它要求錶示的核包含一個開單位元鄰域。 我們詳細研究 極大開子群 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 在光滑錶示中的作用。光滑錶示完全由其在 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 上的限製(即 擬錶示,Quasi-representations)所決定。我們闡述 Schneider-Stummel 定理,確立瞭光滑錶示與某些代數結構的等價性。 第四章:完備可約性與擬錶示 本章探討如何分解光滑錶示。我們引入瞭 擬錶示 的概念,它們是作用在 $mathcal{O}_F$-模上的錶示,並且可以分解成有限個具有特定性質的子模的直和。 關鍵定理包括 完備可約性定理:一個光滑錶示可以分解成有限個不可約光滑錶示的直和,隻要該錶示在 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 的作用下具有有限分解性。我們詳細分析瞭 不可約光滑錶示(Irreducible Smooth Representations, ISR)的結構,特彆是對於 $mathrm{GL}_n(F)$。 --- 第二部分:構造方法與基約化 第五章:基約化與單位群的錶示 本章專注於 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 單位群 $F^ imes$ 的錶示。由於 $F^ imes cong mathbb{Z} imes mathcal{O}_F^ imes$,且 $mathcal{O}_F^ imes$ 是一個緊緻群,其錶示理論相對成熟。 我們分析 $F^ imes$ 的光滑錶示,並引入 準核同態(Quasi-Homomorphisms)的概念,連接瞭 $F^ imes$ 的錶示與 $mathbb{Z}$ 上的錶示。我們詳細討論瞭 $chi circ mathrm{Nrd}$ 形式的錶示,其中 $chi$ 是一個連續的群同態(通常是 $mathbb{C}^ imes$ 到 $mathbb{C}^ imes$),$mathrm{Nrd}$ 是規範映射。 第六章:井上級與配對 本章引入瞭更高級的工具來分析 $mathrm{GL}_n(F)$ 的不可約光滑錶示。我們討論 配對(Pairing)的概念,這是將一個群錶示與其對偶群的錶示聯係起來的橋梁。 我們將重點放在 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 非平凡單位群的錶示。對於一個不可約光滑錶示 $pi$,我們研究其在 Borel 子群 $B$ 上的限製。由此,我們引入 基約化 的概念,即將 $pi$ 限製在 $B$ 上的分解,這通常涉及到 誘導錶示 的分析。 第七章:井上 級與極小 錶示 本章深入研究 井上(Bernstein/Mellie)級 的概念,這是衡量一個光滑錶示在極大開子群 $K = mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 上的“復雜性”的一種方式。 我們著重分析 極小錶示(Minimal Representations),即那些在 $K$ 上的作用域具有最小維度的錶示。這些錶示在整個理論中具有特殊的重要性,因為它們是基本構建塊。本章將結閤 Hecke代數 的知識,解釋如何通過 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 上的 固定嚮量(Fixed Vectors)來識彆和構造這些錶示。 --- 第三部分:實群錶示與調和分析 第八章:實群的結構與緊化 本部分將視角轉嚮實群 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 和 $mathrm{GL}_n(mathbb{C})$。我們首先迴顧 Cartan 分解 和 極分解,這些是分析實群錶示的關鍵工具。 我們討論 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 的 緊化 過程,即將 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 嵌入到更一般的拓撲空間中,這通常涉及到將緊緻群與離散群結閤起來。 第九章:非緊李群的錶示基礎 本章介紹對非緊李群錶示論至關重要的工具:Harish-Chandra 理論 和 調和分析。我們引入 錶示的完備性(Completude)概念,以及 特徵標公式 的推廣。 關鍵概念包括 主係列錶示(Principal Series Representations)的構造。我們通過對 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 作用於旗流形(Flag Manifolds)的分析,構造齣這些錶示,並討論它們的可約性問題。 第十章:單位錶示與極限錶示 本章聚焦於單位化(Unitary)錶示的研究,這是最受關注的一類錶示。我們討論 極大緊子群 $K$ 的錶示在單位錶示分解中的作用。 我們引入 極限錶示(Limiting Representations)的概念,這些錶示在某種意義上是緊化過程中“齣現”的,它們是研究非緊群的不可約錶示的有效途徑,特彆是那些不具有主係列結構的錶示。 第十一章:半單李群的錶示與陪集空間 本章將理論推廣到更一般的半單李群 $G$。我們討論 Cartan 域 及其上的錶示,以及 Harish-Chandra 極小化 的作用。 我們利用 陪集空間 $G/K$ 上的微分算子和特徵函數的分析來構造錶示。這部分內容將為理解如何從局部群的錶示推廣到全局函數域上的錶示提供必要的背景。 --- 第四部分:函數上的分析與結構連接 第十二章:Hecke代數與自同態環 本章重新迴到 $mathrm{GL}_n(F)$,側重於 Hecke代數 $mathcal{H}(G, K)$ 的結構,其中 $K$ 是一個開正規子群(通常是 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$)。 我們闡述 Schneider-Stummel 理論 的更精細版本,它將光滑錶示的等價性與 $mathcal{H}(G, K)$ 上的模的性質聯係起來。我們詳細分析瞭 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 對偶性,即如何通過 $L$-函數和 $epsilon$-因子來探測錶示之間的關係。 第十三章:$L$-函數與錶示的不變量 本章是連接錶示論與數論的關鍵部分。我們討論如何從一個局部群上的錶示 $pi$ 構建 局部 $L$-函數 $L(s, pi)$ 和 局部 $epsilon$-因子 $epsilon(s, pi)$。 我們使用 Gelfand-Gelfand 構造 和 Whittaker 構造 來展示 $L$-函數的標準構造方法。重點分析瞭 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 非交換對偶 結構,並闡述瞭 因子分解 在錶示分解中的作用。 第十四章:Kirillov 同態與拓撲結構 本章討論 Kirillov 同態(或更廣義的 軌道方法)在局部群錶示論中的地位。雖然 Kirillov 方法主要用於阿貝爾群和李群,但其思想在非阿基米德錶示論中有著重要的類比。 我們探討如何使用群的共軛類和陪集空間來提取錶示的 特徵(Characters)。最後,本章討論瞭現代研究中如何使用 $p$-進調和分析 來處理高維情況下的特徵函數和分布。 --- 結論 本書通過對非阿基米德和實群錶示的並置分析,旨在揭示局部群錶示論的內在統一性。讀者將掌握從基本的代數結構到高級的 $L$-函數理論的完整工具集,為進一步探索 Langlands 綱領 的相關領域做好準備。