独裁は表現可能性
## Trigger
洞が,集団の合意に独裁しか残らない現象を,coskeletality,topos の点,Riesz 型表現定理の共通パターンとして捉えた.「関数から整合的に値を取る操作は内積で表され,前層から集合を bicontinuously 取り出す操作は Cauchy completion 後の evaluation で表される.ならば Arrow の独裁者も,合意形成作用を表現する一点なのではないか」という観察である.
## Idea
十分な exactness・naturality・局所整合性を課された「全体から値を取り出す操作」は,一つの内部要素によって represent される,という共通の定理型があるように見える.
1. Hilbert 空間 \(H\) では,連続線形汎関数 \(\lambda:H\to\mathbb K\) は一意な \(v\in H\) により
\[
\lambda(x)=\langle v,x\rangle
\]
と表される.
2. 小圏 \(\mathcal C\) の前層圏 \(\widehat{\mathcal C}=[\mathcal C^{\mathrm{op}},\mathbf{Set}]\) からの functor
\[
T:\widehat{\mathcal C}\to\mathbf{Set}
\]
がすべての小極限と小余極限を保存するなら,
\[
T(X)\cong\widehat{\mathcal C}(P,X)
\]
と表され,\(P\) は tiny object,したがって representable の retract である.ゆえに \(P\) は \(\operatorname{Kar}(\mathcal C)\) の対象であり,Cauchy completion 後には \(T\) は evaluation になる.
3. Arrow の設定では,IIA を選択肢部分集合への restriction との naturality,Pareto を diagonal condition,社会的選好の推移律を三点上の整合性と読む.decisive coalitions は ultrafilter をなし,有限 electorate では principal ultrafilter なので,一人の voter が aggregator を表現する.
したがって dictator は政治的な例外ではなく,
> **合意形成作用の representing object**
と読める可能性がある.対応するスローガンは
\[
\text{scalar observer}\simeq\text{vector},\qquad
\text{bicontinuous observer}\simeq\text{Cauchy point},\qquad
\text{Arrovian aggregator}\simeq\text{voter}
\]
である.
coskeletality の役割は,order object が二者比較と三者上の推移律から復元されるため,IIA により局所化された aggregator のデータが低次元で拘束され,そこで選ばれた decisive voter が全選択肢へ伝播することにある.Arrow の定理を「2-coskeletal object への natural observer に対する representability theorem」として再定式化したい.
## Boundary / cautions
- 一般の topos point は有限極限と全余極限を保存する inverse-image functor であり,presheaf topos の点は一般には flat functor であって evaluation とは限らない.全極限保存まで強めたときに Cauchy point へ硬化する.
- Riesz–Fréchet は Hilbert 空間上の連続線形汎関数についての主張であり,任意の関数から値を取る操作についてではない.
- \(C(X)\) 上の正規化正線形汎関数は一般には probability measure であり,multiplicativity/purity を課すと Dirac measure,すなわち一点評価になる.これは「分布的合意」と「独裁的合意」の境界を与える可能性がある.
- game-theoretic な対応は一般的な evolutionary stability ではなく,まず Gibbard–Satterthwaite の strategy-proofness による dictatorship として扱うべきである.
- Arrow の独裁結論には unrestricted domain,IIA,Pareto,完全かつ推移的な社会順序,有限 electorate などの仮定がある.
## Goal
保存クラスをパラメータにした一般原理を探す:
> observer/aggregator が弱い exactness だけを保存すると generalized point や measure が現れ,すべての極限・純粋性・低次元整合性まで保存すると principal point に崩壊する.
これを定理化し,Riesz representation,Riesz–Markov–Kakutani,presheaf-topos の points/Cauchy points,Arrow,Gibbard–Satterthwaite,Kori–Watanabe no-go theorem を「observer の representability と principalization」という一つの物語に置く.既存瓶 [[egzqw4]] の coskeletality による no-go 統一を,単なる rigidity から representability theorem へ押し進める.