极小模型纲领

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本文的目的是给予森理论——高维代数簇的分类和结构理论一个简短但完整的综述介绍。代数簇的分类问题是一个古老的代数几何核心问题,也涉及影响很多数学领域。曲线和曲面的分类理论早在50年代已经由Enriques, Kodaira等人给出框架,而高维簇的分类和结构一直让人觉得难以描述,其原因在于各种奇点问题,直到森重文在80年代利用Mori cone的概念给出了3维簇的分类。更高维的森理论由于small contraction的复杂性很长时间没有突破.直到2006年的有限生成定理的证明,给出了森理论在高维可行的一个进步。特征p域的代数簇由于没有奇点消解,我们暂时难以处理,本文讨论的仅仅是特征0的代数簇,特别的,复代数簇的森理论的介绍。目前,高维复代数簇的研究帮助我们了解复流形的拓扑结构及基本群,某些特殊的奇点的类型等等。因此,高维代数簇的分类和结构理论是一个非常重要的理论。森理论的目标是对高维代数簇作出双有理等价下的分类,它的基本思路是给定一个簇,我们希望通过一系列的几何手术得到一个等价类中的代表元,称为极小模型。这一系列的几何手术的核心是收缩映射(contraction)。所以我们必须首先保证收缩映射的存在性,这个定理的证明是本文的核心内容。而另一方面,如果收缩映射造成过于奇异的奇点,我们通过一个叫做flip的操作来变换它。Flips的存在性和有限性仍然没有解决,不过近年来已经有很大的进展。另一方面,我们需要保证极小模型的唯一性,事实上,它并不是唯一的,但是可以简单的证明(如[Kawamata08]),某些条件下(很宽松的条件),两个极小模型可以被一列flops连接起来。本文通过引入一些概念来简化原有的证明中的计算(如[KM98]和Shokurov的证明),这也是近年来代数几何学家研究一些奇性簇的结果的应用。本文引入抽象K-簇的概念试图简化一些几何描述,事实上,抽象K-簇上的除子的定义正是b-divisor的定义。文章的第二部分简单的介绍了cone and contraction theorem,并且给出了完整的证明。本文的证明思路大致和Fujino的想法类似,是一个偏几何的证明。该定理保证了我们可以将一个不是极小的代数簇进行收缩映射——将其上一些子簇收缩成维数更低的子簇。我们希望这个过程可以完好运行直到达到极小模型。由于small contraction会制造过于奇性的奇点,其中的困难是,我们无法保证dlt flips的存在性和有限性。近年来最大的进展有限生成定理保证了在一些假设下,dlt flips的存在性和有限性可以证明。本文暂不介绍这个定理,但会在第二章用到该定理来做相交数的估计。
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