Definition. Left adjoint LL [ag-GY8B]

{-# OPTIONS --safe --without-K #-}
open import MLTT.Spartan
open import UF.FunExt
open import UF.PropTrunc
open import UF.Subsingletons
open import UF.SubtypeClassifier
open import UF.Size
open import UF.Logic

module ag-GY8B
  (pt : propositional-truncations-exist)
  (fe : Fun-Ext)
  (pe : propext 𝓤)
  (ρ  : propositional-resizing (𝓤 ⁺) 𝓤)
  where

open Conjunction
open Universal   fe
open Implication fe

Proposition 1.2 的左伴隨 L 定義為 L(f)(p) = ∀q. (((p → q) ∧ (f q → q)) → q)

但因為類型論的關係,它落在 Ω (𝓤 ⁺) 上(L⁺)

L⁺ : (Ω 𝓤 → Ω 𝓤) → Ω 𝓤 → Ω (𝓤 ⁺)
L⁺ f p = Ɐ q ꞉ Ω 𝓤 , ((p ⇒ q) ∧ (f q ⇒ q)) ⇒ q

論文裡 Ω 是 impredicative,全稱量化後仍落在 Ω;所以要靠 propositional resizing 把它放回去 Ω 𝓤 得到 L

L : (Ω 𝓤 → Ω 𝓤) → Ω 𝓤 → Ω 𝓤
L f p = resize         ρ (L⁺ f p holds) (holds-is-prop (L⁺ f p))
      , resize-is-prop ρ (L⁺ f p holds) (holds-is-prop (L⁺ f p))

ηL、εL 是在兩種 size 之間搬動證明的轉換器。讀法上,(L⁺ f p) holds 展開後就是

(q : Ω 𝓤) → (p ⇒ q) holds × (f q ⇒ q) holds → q holds

後面所有證明都先用 εL 把 L f p 拆成上面的 universal property、再用 ηL 把證明包回去。

ηL : (f : Ω 𝓤 → Ω 𝓤) (p : Ω 𝓤) → (L⁺ f p) holds → (L f p) holds
ηL f p = to-resize ρ (L⁺ f p holds) (holds-is-prop (L⁺ f p))

εL : (f : Ω 𝓤 → Ω 𝓤) (p : Ω 𝓤) → (L f p) holds → (L⁺ f p) holds
εL f p = from-resize ρ (L⁺ f p holds) (holds-is-prop (L⁺ f p))