Универсальная алгебра


Универсальная алгебра — раздел математики, изучающий общие свойства алгебраических систем, использующий сходства между различными алгебраическими структурами — группами, кольцами, модулями, решётками, вводящий присущие им всем понятия и устанавливающий общие для всех них утверждения. Занимает промежуточное положение между математической логикой и общей алгеброй, как реализующий аппарат математической логики в применении к общеалгебраическим структурам.

Центральное понятие — алгебраическая система[⇨], объект максимальной общности, объемлющий значительную часть вариантов алгебраических структур; над этим объектом могут быть построены понятия гомоморфизма и факторсистемы, обобщающие соответствующие конструкции из теорий групп, колец, решёток и так далее. Развитое направление в разделе — изучение классов аксиоматизируемых алгебраических систем, прежде всего таких, как задающихся тождествами многообразия (в том числе свободные алгебры[en]), и определяющихся квазитождествами квазимногообразия. В Математической предметной классификации универсальной алгебре присвоен раздел верхнего уровня 08.

Первое упоминание о разделе математики с таким наименованием относится к Альфреду Уайтхеду (его «Трактат об универсальной алгебре, с приложениями»[1] выпущен в 1898 году)[2], однако появление выделенной дисциплины, изучающей алгебраические структуры как произвольные множества с произвольными наборами операций и соотношений связано с работами Гаррета Биркхофа 1935 года[3][4], в рамках работы над теорией решёток обратившего внимания на ряд параллельных конструкций, используемых в теории групп и колец: гомоморфизмы, факторгруппы и факторкольца, нормальные подгруппы и двухсторонние идеалы. Работы Биркхофа некоторое время не вызывали опубликованных откликов и развития, однако 1940-е годы отмечено появление определённого «фольклора», связанного таким универсальным подходом к алгебре, в частности, подход излагался в лекциях конца 1940-х годов, прочитанных Филипом Холлом (англ. Philip Hall) в Кембриджском университете[2].

Следующим шагом к созданию универсальной алгебры как раздела математики отмечаются работы Альфреда Тарского по теории моделей и Кэндзиро Сёды по алгебрам с бинарными операциями, а также работы Леона Генкина[5], Анатолия Мальцева[6], Абрахама Робинсона[7], Бьярни Йоунссона (исл. Bjarni Jónsson)[8], обративших внимание на эффективность применения аппарата математической логики, используемого в рамках строящейся в те годы теории моделей, к исследованию алгебраических систем как структур, обобщающих модели и алгебры. При этом, работа Мальцева 1941 года[9] отмечена как предвосхищающая логический подход к универсальной алгебре, но не получившая откликов и своевременного развития из-за войны, а лекция Тарского на Международном конгрессе математиков в 1950 году — как отправная точка для второго периода развития раздела[10].