内容简介
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.
内页插图
目录
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
局部群表示论:深度解析与应用 导言 本书旨在提供对现代数学分支——局部群表示论(Representation Theory of Local Groups)的全面而深入的探讨。局部群,特别是局部域(如$mathbb{Q}_p$或非阿基米德局部域)上的线性群,在数论、算术几何和数学物理中扮演着核心角色。本书的核心目标是为读者构建一个坚实的基础,使其能够理解这些群的表示结构,并掌握其在不同数学领域中的应用。 本书的结构设计力求平衡理论的严谨性与概念的清晰性。我们假定读者具备扎实的抽象代数基础,包括群论、环论和基础的拓扑知识。 --- 第一部分:基础框架与非阿基米德表示论的奠基 第一章:预备知识与局部域背景 本章首先回顾必要的预备知识,包括拓扑群、紧致性、完备性以及稠密子群等概念。重点介绍非阿基米德局部域 $F$ 的结构:单位群 $F^ imes$ 的结构、离散赋范(Valuation)性质、完备化过程以及其最大开环 $mathcal{O}_F$ 的特性。 我们详细讨论 $p$ 进整数环 $mathcal{O}_F$ 上的拓扑结构,并引入 $p$ 进整数环上的拓扑向量空间(例如 $mathbb{Z}_p^n$)的概念。 第二章:广义线性群的构造与结构 本章聚焦于局部域 $F$ 上的经典线性群,特别是广义线性群 $mathrm{GL}_n(F)$ 及其子群结构。我们详细考察其拓扑性质,包括单位元邻域、连通性,以及关键的 开正规子群层次结构(例如 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 $mathcal{O}_F$-模 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 及其 $p$-进层级)。 更进一步,我们分析了 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 Bruhat-Tits 结构。通过对 $mathrm{GL}_n(F)$ 作用于 $F^n$ 上的网格(Lattices)的分析,我们引入了 Bruhat-Tits 树(对于 $mathrm{GL}_2(F)$)或更一般的 Bruhat-Tits 建筑物 的概念。这为理解群的子群结构和配对提供了几何视角。 第三章:非阿基米德表示:莫德尔加分与基准备 本章是理解非阿基米德表示的基石。我们引入 光滑表示(Smooth Representations)的概念,这是在非阿基米德群表示论中至关重要的,因为它要求表示的核包含一个开单位元邻域。 我们详细研究 极大开子群 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 在光滑表示中的作用。光滑表示完全由其在 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 上的限制(即 拟表示,Quasi-representations)所决定。我们阐述 Schneider-Stummel 定理,确立了光滑表示与某些代数结构的等价性。 第四章:完备可约性与拟表示 本章探讨如何分解光滑表示。我们引入了 拟表示 的概念,它们是作用在 $mathcal{O}_F$-模上的表示,并且可以分解成有限个具有特定性质的子模的直和。 关键定理包括 完备可约性定理:一个光滑表示可以分解成有限个不可约光滑表示的直和,只要该表示在 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 的作用下具有有限分解性。我们详细分析了 不可约光滑表示(Irreducible Smooth Representations, ISR)的结构,特别是对于 $mathrm{GL}_n(F)$。 --- 第二部分:构造方法与基约化 第五章:基约化与单位群的表示 本章专注于 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 单位群 $F^ imes$ 的表示。由于 $F^ imes cong mathbb{Z} imes mathcal{O}_F^ imes$,且 $mathcal{O}_F^ imes$ 是一个紧致群,其表示理论相对成熟。 我们分析 $F^ imes$ 的光滑表示,并引入 准核同态(Quasi-Homomorphisms)的概念,连接了 $F^ imes$ 的表示与 $mathbb{Z}$ 上的表示。我们详细讨论了 $chi circ mathrm{Nrd}$ 形式的表示,其中 $chi$ 是一个连续的群同态(通常是 $mathbb{C}^ imes$ 到 $mathbb{C}^ imes$),$mathrm{Nrd}$ 是规范映射。 第六章:井上级与配对 本章引入了更高级的工具来分析 $mathrm{GL}_n(F)$ 的不可约光滑表示。我们讨论 配对(Pairing)的概念,这是将一个群表示与其对偶群的表示联系起来的桥梁。 我们将重点放在 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 非平凡单位群的表示。对于一个不可约光滑表示 $pi$,我们研究其在 Borel 子群 $B$ 上的限制。由此,我们引入 基约化 的概念,即将 $pi$ 限制在 $B$ 上的分解,这通常涉及到 诱导表示 的分析。 第七章:井上 级与极小 表示 本章深入研究 井上(Bernstein/Mellie)级 的概念,这是衡量一个光滑表示在极大开子群 $K = mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 上的“复杂性”的一种方式。 我们着重分析 极小表示(Minimal Representations),即那些在 $K$ 上的作用域具有最小维度的表示。这些表示在整个理论中具有特殊的重要性,因为它们是基本构建块。本章将结合 Hecke代数 的知识,解释如何通过 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$ 上的 固定向量(Fixed Vectors)来识别和构造这些表示。 --- 第三部分:实群表示与调和分析 第八章:实群的结构与紧化 本部分将视角转向实群 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 和 $mathrm{GL}_n(mathbb{C})$。我们首先回顾 Cartan 分解 和 极分解,这些是分析实群表示的关键工具。 我们讨论 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 的 紧化 过程,即将 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 嵌入到更一般的拓扑空间中,这通常涉及到将紧致群与离散群结合起来。 第九章:非紧李群的表示基础 本章介绍对非紧李群表示论至关重要的工具:Harish-Chandra 理论 和 调和分析。我们引入 表示的完备性(Completude)概念,以及 特征标公式 的推广。 关键概念包括 主系列表示(Principal Series Representations)的构造。我们通过对 $mathrm{GL}_n(mathbb{R})$ 作用于旗流形(Flag Manifolds)的分析,构造出这些表示,并讨论它们的可约性问题。 第十章:单位表示与极限表示 本章聚焦于单位化(Unitary)表示的研究,这是最受关注的一类表示。我们讨论 极大紧子群 $K$ 的表示在单位表示分解中的作用。 我们引入 极限表示(Limiting Representations)的概念,这些表示在某种意义上是紧化过程中“出现”的,它们是研究非紧群的不可约表示的有效途径,特别是那些不具有主系列结构的表示。 第十一章:半单李群的表示与陪集空间 本章将理论推广到更一般的半单李群 $G$。我们讨论 Cartan 域 及其上的表示,以及 Harish-Chandra 极小化 的作用。 我们利用 陪集空间 $G/K$ 上的微分算子和特征函数的分析来构造表示。这部分内容将为理解如何从局部群的表示推广到全局函数域上的表示提供必要的背景。 --- 第四部分:函数上的分析与结构连接 第十二章:Hecke代数与自同态环 本章重新回到 $mathrm{GL}_n(F)$,侧重于 Hecke代数 $mathcal{H}(G, K)$ 的结构,其中 $K$ 是一个开正规子群(通常是 $mathrm{GL}_n(mathcal{O}_F)$)。 我们阐述 Schneider-Stummel 理论 的更精细版本,它将光滑表示的等价性与 $mathcal{H}(G, K)$ 上的模的性质联系起来。我们详细分析了 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 对偶性,即如何通过 $L$-函数和 $epsilon$-因子来探测表示之间的关系。 第十三章:$L$-函数与表示的不变量 本章是连接表示论与数论的关键部分。我们讨论如何从一个局部群上的表示 $pi$ 构建 局部 $L$-函数 $L(s, pi)$ 和 局部 $epsilon$-因子 $epsilon(s, pi)$。 我们使用 Gelfand-Gelfand 构造 和 Whittaker 构造 来展示 $L$-函数的标准构造方法。重点分析了 $mathrm{GL}_n(F)$ 的 非交换对偶 结构,并阐述了 因子分解 在表示分解中的作用。 第十四章:Kirillov 同态与拓扑结构 本章讨论 Kirillov 同态(或更广义的 轨道方法)在局部群表示论中的地位。虽然 Kirillov 方法主要用于阿贝尔群和李群,但其思想在非阿基米德表示论中有着重要的类比。 我们探讨如何使用群的共轭类和陪集空间来提取表示的 特征(Characters)。最后,本章讨论了现代研究中如何使用 $p$-进调和分析 来处理高维情况下的特征函数和分布。 --- 结论 本书通过对非阿基米德和实群表示的并置分析,旨在揭示局部群表示论的内在统一性。读者将掌握从基本的代数结构到高级的 $L$-函数理论的完整工具集,为进一步探索 Langlands 纲领 的相关领域做好准备。