1. 概述

于 范畴论 中, 自然变换 是两个 函子 之间逐对象给出的态射族, 并要求这些态射与原范畴中的每个态射相容. 所谓“自然”, 正由所有自然性方块同时交换来表达.

2. 定义

定义 1 (自然变换)

设 为 函子. 称态射族 为从 到 的 自然变换, 当对每个态射 , 下图交换:
\xymatrix{
F(X) \ar[r]^{F(f)} \ar[d]{\eta_X} & F(Y) \ar[d]^{\eta_Y} \
G(X) \ar[r]
{G(f)} & G(Y)
}

即 .

记号 2 (自然变换)

从 到 的 自然变换 记为 .

定义 3 (自然同构)

设 为 函子. 称 自然变换 为 自然同构, 当每个分量 都是 同构.

3. 例子

例子 4 (单位自然变换)

对任意 函子 , 分量为 的态射族构成从 到自身的 自然变换 .

4. 相关性质

命题 5 (自然变换的竖直复合)

若 、 为 自然变换, 则 定义自然变换 .

5. 相关概念

6. 术语翻译

中文英文
自然变换natural transformation
自然同构natural isomorphism

范畴论