第三百八十一章 拓撲學(拓撲學)_數學心_思兔 
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第三百八十一章 拓撲學(拓撲學)(1 / 2)

1966年,英國拓撲學家馬克·阿姆斯特朗對自己的老師知名拓撲學家erikzeean說“拓撲學是如何開始的?”

erikzeean說“從歐拉的七橋定理開始的,從這個中間把七橋的模型畫成圖論,從圖論中分析出拓撲等價。”

馬克說“聽起來很簡單,那如何去研究拓撲學呢?”

erikzeean說“主要就是分類,對不同的拓撲結構進行分類。分類出很多曲麵,對曲麵解構成抽象空間,然後找到拓撲不變量去分類。”

馬克說“那要分類很多曲麵,是什麼曲麵?有標準嗎?”

erikzeean說“是的,要嚴格的連續曲麵,不能是離散的。”

馬克說“如何說明是連續的?”

erikzeean說“就跟我說的一樣,這是一個抽象空間,這個空間需要由開集和閉集這樣的東西給組成。然後開集和閉集需要引入連續映射係統來完整這個函數的描述。”

馬克說“為什麼要用開集和閉集這樣的東西?”

erikzeean說“因為嚴格。如果使用幾何、數字、符號或者是其他的描述拓撲的係統,都缺乏嚴格性。如果時間久了會出現很多我們不想要的漏洞。”

馬克說“我明白了。”

erikzeean說“在這樣的前提下,就可以大膽的研究映射,讓曲線充分的施展開來。可以讓普通的曲線因為映射充滿整個空間。同時開始使用tietze擴張定理。”

馬克說“擴張?如何擴張?”

erikzeean說“是r的n維空間的有理點集,擴張到整個空間。”

馬克說“擴張到所有的無理點集?”

erikzeean說“恩,是這個意思。”

馬克說“不錯,可是剛剛說的這個開集和閉集,這個如何算嚴格,怎麼去連續,變得光滑?”

erikzeean說“需要有緊致性和連通性,加有界閉集這種概念。閉集是bai兩邊類似[1,10];有界集兩邊是1,10],[1,10)兩種。”

馬克說“有界之後,如何緊致化?”

erikzeean說“這是海涅-博雷爾定理或有限覆蓋定理、定理的主要內容是度量空間的子集是緊致的,當且僅當它是完備的並且完全有界的。”

馬克說“是子集緊致就行嗎?那能不能在詳細一些,緊致空間的性質是什麼?”

erikzeean說“緊致性本質上是有限性條件,有限性條件破解類似一日之椎,日取其半,萬世不可遏這樣的意思。假如孫悟空在如來的手掌心翻跟鬥,跟鬥雲是一個任意序列,停在如來的手指旁是存在一個子列收斂,留下到此一遊的字和撒尿是在一個有界的閉集裡。或者一個瓶子裡裝高爾夫球後,可以裝石子,然後還可以裝沙子,最後還可以裝水,這都說明原來的東西不夠緊。這些都可以作為例子來想。”

馬克說“不錯,這個解釋變得清晰了一些。”

erikzeean說“然後,就需要了解乘積空間。”

馬克說“乘積空間是乾什麼的,是要把拓撲空間乘起來嗎?”

erikzeean說“沒錯,打個比方,就是r的n維空間是n個r直線乘起來的。”

馬克說“這個是在高維度實數坐標中的一種比喻。”

erikzeean說“現在開始研究連通性。如果非空的a和b都是分離並,他們都在x中,一般是不連通的。”

馬克說“什麼?”

erikzeean繼續說“如果x讓分離並連通了,就稱之為連通的。”

馬克說“r的n維空間是連通的嗎?”

erikzeean說“是連通的。”

erikzeean“拓撲世界有兩種,一個是連通,一個是不通。”

馬克說“如何去判定這些?”

erikzeean“比如一個實心圓球內部是處處通,若有一個洞,這個洞不通。”

馬克覺得研究拓撲,終歸就是說很多東西是不是等價的,或者是符合什麼什麼特性的,他說“為了這是乾嘛?是為了給各種不同的拓撲進行分類?這是最合理的分類方法?”

erikzeean“沒錯,之後談拓撲分類時,都是用道路連通性這類符號去運算各種東西的。畢竟拓撲不看尺寸的長短和麵積的大小之類的東西。計算的是一種性質,類似洞數等等之類的,同時也要研究這些不同拓撲直接是否是同一種類型。”

馬克說“然後運算是如何遠算的?有四則運算這種嗎?”馬克腦子裡有點暈,在想數字計算的事情,沒有用心問問題。

erikzeean“拓撲中遠算往往要做一些工作,一般講一些複雜形狀是如何用簡單形狀組成的。但此組成也不像簡單的壘積木和焊接那麼簡單。”



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