数学 上所谓的自守形式 (英语:Automorphic form ),是一类特别的复变量函数,并在某个离散变换群下满足由自守因子 描述之变换规律。模形式 与马斯形式 是其特例。由自守形式可定义自守表示 ,严格言之,自守表示并非寻常意义下的群表示 ,而是整体赫克代数 上的模。
庞加莱 在1880年代曾研究过自守形式,他称之为富克斯函数 。郎兰兹纲领 探讨自守表示与数论 的深入联系。
古典定义
群上的定义
自守形式另有群表示理论 的诠释,并牵涉数论 ,但无法完全涵摄古典定义。为简单起见,以下设
G
=
G
L
(
n
)
{\displaystyle G=\mathrm {GL} (n)}
,其中心可等同于
G
m
{\displaystyle \mathbb {G} _{m}}
。
考虑整体域
F
{\displaystyle F}
(例如
F
=
Q
{\displaystyle F=\mathbb {Q} }
),由此定义
G
{\displaystyle G}
的阿代尔点
G
(
A
F
)
{\displaystyle G(\mathbb {A} _{F})}
,赋予相应的拓扑结构 ,并取定标准的紧子群
K
{\displaystyle K}
。
固定一拟特征
ω
:
F
×
∖
A
F
×
→
C
×
{\displaystyle \omega :F^{\times }\backslash \mathbb {A} _{F}^{\times }\to \mathbb {C} ^{\times }}
。以
ω
{\displaystyle \omega }
为中心特征 的自守形式定为
G
(
F
)
∖
G
(
A
F
)
{\displaystyle G(F)\backslash G(\mathbb {A} _{F})}
上满足下列条件的复值函数
f
{\displaystyle f}
:
f
{\displaystyle f}
光滑:若
F
{\displaystyle F}
为函数域 ,这代表
f
{\displaystyle f}
是局部常数函数。否则意谓存在一组
G
(
A
F
)
{\displaystyle G(\mathbb {A} _{F})}
的开覆盖
U
{\displaystyle {\mathcal {U}}}
,对每个
h
∈
U
∈
U
{\displaystyle h\in U\in {\mathcal {U}}}
,
f
(
h
)
=
f
U
(
h
∞
)
{\displaystyle f(h)=f_{U}(h_{\infty })}
,而
f
U
{\displaystyle f_{U}}
无穷可微。
对任何
z
∈
A
F
{\displaystyle z\in \mathbb {A} _{F}}
及任何
h
{\displaystyle h}
,总有
f
(
z
⋅
h
)
=
ω
(
z
)
f
(
h
)
{\displaystyle f(z\cdot h)=\omega (z)f(h)}
。
f
{\displaystyle f}
右
K
{\displaystyle K}
-有限:函数
f
(
⋅
k
)
(
k
∈
K
)
{\displaystyle f(\cdot k)\;(k\in K)}
张成有限维向量空间。
承上,设
Z
v
{\displaystyle {\mathcal {Z}}_{v}}
为泛包络代数
U
(
g
l
(
n
,
F
v
)
)
{\displaystyle U({\mathfrak {gl}}(n,F_{v}))}
之中心,则
f
{\displaystyle f}
为
Z
v
{\displaystyle {\mathcal {Z}}_{v}}
-有限。
缓增性:固定适当的高度函数
‖
⋅
‖
:
G
(
A
F
)
→
R
>
0
{\displaystyle \|\cdot \|:G(\mathbb {A} _{F})\to \mathbb {R} _{>0}}
(取法不影响定义),存在常数
C
{\displaystyle C}
及
N
∈
N
{\displaystyle N\in \mathbb {N} }
使得
|
f
(
g
)
|
≤
C
‖
g
‖
N
{\displaystyle |f(g)|\leq C\|g\|^{N}}
。
注记. 若
v
{\displaystyle v}
是
F
{\displaystyle F}
的阿基米德赋值 ,条件二中张出的空间在李代数
g
l
(
n
,
F
v
)
{\displaystyle {\mathfrak {gl}}(n,F_{v})}
的作用
f
↦
X
f
{\displaystyle f\mapsto Xf}
下不变。条件三蕴含自守形式对阿基米德赋值是解析函数 。
若对所有
r
+
s
=
n
(
0
<
r
,
s
<
n
)
{\displaystyle r+s=n\,(0<r,s<n)}
皆有
∫
M
r
,
s
(
F
)
∖
M
r
,
s
(
A
F
)
f
(
I
r
X
0
I
s
)
d
X
=
0
{\displaystyle \int _{M_{r,s}(F)\backslash M_{r,s}(\mathbb {A} _{F})}f{\begin{pmatrix}I_{r}&X\\0&I_{s}\end{pmatrix}}\,dX=0}
则称
f
{\displaystyle f}
为尖点形式 。
自守表示
定义
A
(
G
(
F
)
∖
G
(
A
F
)
,
ω
)
{\displaystyle {\mathcal {A}}(G(F)\backslash G(\mathbb {A} _{F}),\omega )}
为中心特征为
ω
{\displaystyle \omega }
的自守形式集,子空间
A
0
(
G
(
F
)
∖
G
(
A
F
)
,
ω
)
{\displaystyle {\mathcal {A}}_{0}(G(F)\backslash G(\mathbb {A} _{F}),\omega )}
则为尖点形式集。
这两个空间是有限 阿代尔群
G
(
A
f
i
n
)
{\displaystyle G(\mathbb {A} _{\mathrm {fin} })}
的表示;对阿基米德赋值则带有
(
g
,
K
)
{\displaystyle ({\mathfrak {g}},K)}
-模结构。此套结构可以概括为整体赫克代数
H
G
(
A
F
)
{\displaystyle {\mathcal {H}}_{G(\mathbb {A} _{F})}}
的表示。注意:它们并非
G
(
A
)
{\displaystyle G(\mathbb {A} )}
的表示!
一个自守表示 是
H
G
(
A
F
)
{\displaystyle {\mathcal {H}}_{G(\mathbb {A} _{F})}}
-模
A
(
G
(
F
)
∖
G
(
A
F
)
,
ω
)
{\displaystyle {\mathcal {A}}(G(F)\backslash G(\mathbb {A} _{F}),\omega )}
之子商 ,
ω
{\displaystyle \omega }
称作该自守表示的中心拟特征。尖点自守表示 是
A
0
(
G
(
F
)
∖
G
(
A
F
)
,
ω
)
{\displaystyle {\mathcal {A}}_{0}(G(F)\backslash G(\mathbb {A} _{F}),\omega )}
之子空间。
参考文献
A.N. Parshin, Automorphic Form , Hazewinkel, Michiel (编), 数学百科全书 , Springer , 2001, ISBN 978-1-55608-010-4
Henryk Iwaniec, Spectral Methods of Automorphic Forms, Second Edition , (2002) (Volume 53 in Graduate Studies in Mathematics ), American Mathematical Society, Providence, RI ISBN 0-8218-3160-7
Daniel Bump, Automorphic Forms and Representations , (1998), Cambridge Studies in Advanced Mathematics 55. ISBN 0-521-65818-7 .
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