A Combinatorial Introduction to Topology

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出版者:Dover Publications
作者:Michael Henle
出品人:
页数:310
译者:
出版时间:1994-3
价格:USD 14.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780486679662
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 拓扑学
  • Math
  • 拓扑学
  • 组合数学
  • 入门
  • 拓扑空间
  • 连续性
  • 同伦
  • 同调
  • 图论
  • 几何拓扑
  • 代数拓扑
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具体描述

Excellent text for upper-level undergraduate and graduate students shows how geometric and algebraic ideas met and grew together into an important branch of mathematics. Lucid coverage of vector fields, surfaces, homology of complexes, much more. Some knowledge of differential equations and multivariate calculus required. Many problems and exercises (some solutions) integrated into the text. 1979 edition. Bibliography.

《组合拓扑学导引》是一本为拓扑学初学者量身打造的入门读物。本书旨在通过一种直观且富有建设性的视角,深入浅出地介绍拓扑学这一迷人的数学分支。与许多侧重于严格证明和抽象概念的传统教材不同,《组合拓扑学导引》将组合学的思想和方法贯穿始终,为读者提供一种理解拓扑空间及其性质的全新途径。 本书的内容并非局限于对基本概念的罗列,而是力求展示拓扑学在解决实际问题和理解几何对象中的强大能力。我们将从最基本的拓扑概念入手,例如集合、点集拓扑、开集、闭集、邻域等,并迅速引入组合学的工具来刻画和研究这些概念。例如,我们会探讨如何使用单复形(simplicial complex)来构建和理解拓扑空间。单复形由顶点、边、面以及更高维度的单纯形组成,它们提供了一种将连续的拓扑空间离散化、从而便于分析的框架。通过组合的视角,我们可以将复杂的拓扑问题转化为对有限组合结构的计数和分析,这对于初学者来说更易于把握。 本书将重点介绍拓扑空间的分类以及不变量的概念。拓扑不变量是那些在拓扑变换下保持不变的性质,它们是区分不同拓扑空间的关键。我们将深入研究诸如连通性(connectedness)、紧致性(compactness)、可数性(countability)等重要的拓扑性质,并解释如何使用组合方法来检测这些性质。例如,在讨论连通性时,我们会看到如何通过分析单复形的连接性来判断空间的连通性。 本书还将花费大量篇幅介绍同胚(homeomorphism)这一核心概念,并阐释如何通过研究拓扑不变量来判断两个空间是否同胚。我们将通过大量的例子来展示同胚的含义,并探讨一些非平凡的同胚问题。理解同胚对于认识到不同几何形状之间可能存在的深层拓扑等价性至关重要。 此外,本书还将引入基本群(fundamental group)和同调论(homology theory)等更高级的拓扑工具。我们将以一种组合化的方式来构建和理解基本群,例如通过基本群的生成元和关系来刻画空间的“洞”和“环”。同调论作为一种更强大的不变量工具,也将以一种直观的组合方式进行介绍,重点在于其计算的易行性和对空间结构的揭示能力。我们将探讨同调群(homology groups)如何捕捉空间的更高维度的“洞”,并展示它们在区分不同拓扑空间方面的作用。 《组合拓扑学导引》的另一大特色在于其丰富的实例分析。我们将穿插介绍拓扑学在不同领域的应用,例如曲面分类、图论、数据分析等,以激发读者对拓扑学内在魅力和实际价值的认识。本书中的例子将紧密结合组合学的思想,例如,在分析二维曲面时,我们会利用欧拉示性数(Euler characteristic)等组合不变量来对曲面进行分类。 为了帮助读者更好地掌握所学内容,本书的每个章节都配有精心设计的练习题,这些练习题难度适中,旨在巩固概念、培养计算能力和激发思考。通过完成这些练习,读者将能更深入地理解组合方法在拓扑学中的应用。 总而言之,《组合拓扑学导引》是一本旨在为读者打开拓扑学世界大门的著作。它提供了一种不同于传统方法的新颖视角,让学习者能够以一种更直观、更易于理解的方式来探索拓扑学的奥秘。本书适合所有对数学,特别是对几何和抽象结构感兴趣的读者,无论是希望为高等数学学习打下坚实基础的学生,还是希望拓展自身数学视野的研究者,都能从中获益匪浅。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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我一直对那些能够 bridging 不同数学领域的书籍情有独钟,而《A Combinatorial Introduction to Topology》无疑是其中的佼佼者。它成功地将组合学中那些我们熟悉的“计数”、“排列”、“组合”等概念,巧妙地运用到理解拓扑学那些看似遥不可及的性质上。书中对于“单纯复形”的介绍,就让我耳目一新。它将一个拓扑空间看作是许多“单纯形”(点、线段、三角形、四面体等)通过特定方式粘合而成的集合。这种将复杂空间分解为简单几何构件的思想,使得我们可以通过分析这些简单构件之间的连接关系来研究空间的拓扑特征。我特别欣赏书中对“同调群”的组合计算方法,它通过分析单纯形之间的“边界”关系,建立起一个代数方程组,而这个方程组的解就对应着空间的“洞”的数量。这种将拓扑学问题转化为代数问题,再通过组合学方法进行求解的过程,既严谨又直观。读这本书,我不仅加深了对拓扑学基本概念的理解,更重要的是,我学会了如何运用组合学的思维方式去分析和解决拓扑学问题。书中大量的例子和练习题,也为我提供了实践这些方法的机会,让我能够真正地将理论知识内化为自己的能力。

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这本书最让我印象深刻的是它所展现出的数学的“美感”。拓扑学本身就充满了抽象的美,而当它与组合学的严谨和精巧结合时,这种美感更是被放大到了极致。《A Combinatorial Introduction to Topology》就是这样一本能够让你在严密的逻辑推理中感受到数学之美的书。作者在处理诸如“链复形”和“边界算子”等概念时,并没有生硬地给出定义,而是通过巧妙的组合构建过程,自然而然地引导出这些数学对象的由来和意义。我特别喜欢书中对于“链复形”的阐述,它将一个拓扑空间与一系列由组合对象构成的“链”联系起来,而这些链之间的关系则由“边界算子”来规定。这种层层递进的组合结构,就像是搭建一个精密的数学模型,每一个部分都恰到好处地发挥着作用。通过理解边界算子如何作用于链,以及它的幂零性质,我不仅掌握了计算同调群的方法,更深刻地理解了其背后的代数结构。书中对“辛戈尔公式”的组合推导过程,更是让我赞叹不已,它以一种极其简洁而优雅的方式,将拓扑不变量与图论中的某些组合量联系起来,展示了不同数学分支之间意想不到的联系。读这本书,我感觉自己在学习一种全新的语言,一种能够用离散的组合来描述连续空间的语言,这种体验既有挑战性,又充满了乐趣。

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我一直认为,能够将不同数学领域巧妙地融合在一起的书籍,才最能激发读者的兴趣和探索欲。《A Combinatorial Introduction to Topology》无疑是这样一本杰作。它以一种前所未有的方式,将组合学中那些我们熟悉的“计数”、“排列”、“组合”等概念,引入到拓扑学的学习中,使得原本抽象的拓扑概念变得更加直观和易于理解。我特别喜欢书中对“同调群”的组合构造。作者并没有直接给出复杂的定义,而是通过将拓扑空间分解成一系列由“单纯形”组成的“复形”,然后分析这些单纯形之间的“边界”关系,来构建一个代数结构,从而计算出空间的同调群。这种将几何空间的结构转化为代数结构上的组合运算,让我深刻地认识到组合学在揭示拓扑学奥秘中的重要作用。书中对“基本群”的讲解,也同样出色。它将空间的“环路”通过组合的方式进行分类和运算,从而揭示了空间的“单连通性”等重要拓扑性质。这种将连续的“变形”过程转化为离散的“组合”运算,是这本书最令人称道的地方之一。它为我提供了一个全新的视角,让我能够以更灵活、更深入的方式去理解和研究拓扑学。

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这本书的叙述风格非常引人入胜,它不像许多学术著作那样枯燥乏味,而是以一种更加生动、更加贴近读者的方式来介绍拓扑学的核心概念。作者在讲解过程中,经常会引用一些现实生活中的例子,或者构建一些易于理解的类比,来帮助读者建立直观的认识。我尤其喜欢书中关于“可收缩性”的讨论,作者通过描述如何将一个橡皮泥团逐渐“捏扁”成一个点,来形象地解释了可收缩性的概念。而当这本书将这种直观的理解与组合学的语言相结合时,效果更是出乎意料。例如,通过将空间分解成一系列离散的“点”或“块”,然后分析它们之间的连接关系,就可以在组合的层面上理解空间的收缩过程。书中对“基本群”的讲解,也让我受益匪浅。它将空间的“环路”通过组合的方式进行分类和运算,从而揭示了空间的“单连通性”等重要拓扑性质。这种将连续的“变形”过程转化为离散的“组合”运算,是这本书最令人称道的地方之一。它不仅降低了学习的难度,更重要的是,它提供了一种全新的、更加灵活的思考拓扑学问题的方式。

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《A Combinatorial Introduction to Topology》是一本极具启发性的书籍,它让我看到了数学中那些意想不到的联系。作者以一种独特的方式,将组合学中那些我们熟悉的“计数”、“枚举”、“结构分析”等技术,应用到理解拓扑学的核心问题上。我尤其印象深刻的是书中关于“基本群”的组合构造。它不仅仅是简单地描述路径的“闭合”和“变形”,而是通过将路径视为一系列“基本单元”的组合,然后利用群论的工具来分析这些组合的等价关系。这种处理方式,使得即使是对于初学者来说,也能清晰地理解基本群的生成元和关系。书中对“同调理论”的介绍,更是将组合学的力量发挥到了极致。它将一个拓扑空间分解为一系列由“胞腔”组成的“复形”,然后通过分析这些胞腔的“边界”和“连接”关系,来构建一个代数结构,从而计算出空间的同调群。这种将几何空间的性质转化为代数结构上的组合运算,是我在这本书中最显著的收获之一。它让我深刻地认识到,看似抽象的拓扑学,其实也可以用非常具体、非常“组合”的方式来理解和研究。

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这本书的出现,无疑是为拓扑学领域注入了一股新鲜的空气,尤其对于那些渴望深入理解拓扑学背后精妙组合构造的读者来说,它简直是一份无价之宝。我之所以如此评价,是因为它成功地将抽象的拓扑概念与具体的组合学工具巧妙地联系起来,打破了许多人对拓扑学“高不可攀”的刻板印象。读这本书的过程,就像是在探索一个充满逻辑魅力的迷宫,每一步的组合思考都引领你走向更深层的理解。作者在讲解时,并没有一味地堆砌公式和定理,而是通过大量的直观示例和巧妙的类比,将诸如同伦、同调、基本群等核心概念一层层剥开,让读者在动手实践中体会其精髓。比如,书中对于球面上的路径以及它们如何通过“变形”来达到等价的解释,就运用了非常生动的组合学语言,让我能够清晰地把握同伦的本质,而不是仅仅停留在概念层面。而且,作者在引入每一个新的组合工具时,都会详细阐述它在拓扑学中的应用,使得学习过程更具目的性和连贯性。我特别欣赏的一点是,这本书并非仅仅是理论的堆砌,它还鼓励读者去探索和发现,通过解决书中提出的一个个挑战性的问题,来巩固和深化所学知识。这让我感觉自己不只是一个被动的接受者,而是一个积极的参与者,在构建自己对拓扑学的理解。这本书为我打开了一个全新的视角,让我看到拓扑学在离散数学和计算机科学等领域的光明前景,也激发了我进一步研究的兴趣。

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这本书的结构设计非常合理,它循序渐进地引导读者进入拓扑学的世界,并且在每一步都强调了组合学在其中的关键作用。作者并没有一开始就抛出复杂的定理和定义,而是从一些基础的组合概念入手,然后逐步将其与拓扑学的基本思想联系起来。我特别喜欢书中关于“同态”的讲解。在组合学中,同态是描述两个代数结构之间映射关系的工具,而这本书巧妙地将这个概念延伸到了拓扑空间上,用组合的方式来描述空间之间的“结构保持”的映射。例如,通过分析两个空间中的“顶点”和“边”的对应关系,就可以理解一个连续映射在组合层面上是如何运作的。书中对“边界复形”的介绍,也让我对同调理论有了更深刻的理解。它将一个拓扑空间分解为一系列由“单纯形”组成的“复形”,而这些单纯形的“边界”关系则构成了一个代数结构。通过分析这个代数结构的性质,就可以推导出空间的同调群。这种将空间结构转化为代数结构,再通过组合方法进行分析的思路,是这本书最核心的贡献之一。我在这本书中获得的不仅仅是知识,更重要的是一种分析问题和解决问题的方法论。

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作为一个对数学的交叉领域一直抱有浓厚兴趣的读者,我欣喜地发现,《A Combinatorial Introduction to Topology》完美地实现了其“组合学引言”的承诺。这本书并没有回避拓扑学的抽象性,而是以一种非常巧妙的方式,将抽象的拓扑概念“翻译”成组合学中的语言。我特别欣赏作者在引入“同伦等价”的概念时所使用的组合工具。他并没有仅仅停留在“连续变形”的直观描述上,而是通过分析空间中的“路径”以及这些路径的“连接”和“分解”,来构建一个组合性的框架,从而定义同伦等价。这种处理方式,使得我在理解同伦等价的本质时,能够清晰地把握其背后的逻辑结构。书中对于“庞加莱猜想”的组合学解释,也让我对这个著名的猜想有了更深入的认识。通过将三维空间分解为一系列简单的“胞腔”,并分析这些胞腔之间的连接方式,就可以在一定程度上理解三维空间是否可以被“收缩”成一个球体。这种将高度抽象的几何问题转化为组合计数和结构分析,是我在这本书中最显著的收获之一。这本书为我提供了一个强有力的工具箱,让我能够用组合学的视角去审视和解决拓扑学中的诸多难题。

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在我看来,这本书最出色的地方在于它能够以一种非常“数学”的方式来构建对拓扑学的理解,这种“数学”不仅仅是指严谨的逻辑和精确的定义,更重要的是它展现了数学本身的创造力和连接性。《A Combinatorial Introduction to Topology》正是这样一本书。它并没有局限于传统的拓扑学教材的叙述方式,而是从组合学的角度出发,巧妙地将拓扑学的基本概念与离散数学的工具相结合。我尤其欣赏书中关于“同伦”的组合化处理。作者通过将“路径”视为一系列离散的“步骤”或“节点”,然后分析这些步骤的“连接”方式,来定义路径的“等价”关系。这种处理方式,使得抽象的“连续变形”概念变得更加具体和可操作。书中对“链复形”的讲解,也是一个很好的例子。它将拓扑空间的信息编码到一系列由“单纯形”组成的“链”中,而这些链之间的关系则由“边界算子”来刻画。通过分析这些链和算子的组合性质,就可以揭示空间的拓扑特征。这本书不仅仅是一本教材,更是一扇门,它为我打开了通往组合拓扑学世界的大门,让我看到了数学研究的无限可能。

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我必须承认,在翻开这本书之前,我对组合拓扑学的了解仅限于一些零散的概念,并且总觉得它与我日常接触的数学分支有些遥远。然而,《A Combinatorial Introduction to Topology》彻底改变了我的看法。它不仅仅是一本教科书,更像是一本引人入胜的数学故事书,讲述了如何用离散的、可数的元素来构建和理解连续空间的内在结构。作者对抽象概念的处理方式,可以说是“化繁为简”,通过精妙的组合方式,将高维空间的性质转化为低维组合对象上的操作,极大地降低了学习门槛。我尤其喜欢书中关于“胞腔复形”的讲解,它将复杂的拓扑空间分解为一系列简单的“胞腔”,然后通过组合这些胞腔的连接关系来研究空间的拓扑性质。这种分解和组合的思想,与我在组合数学中学习到的很多方法不谋而合,让我感觉异常亲切。书中对“顶点-边-面”这样的基本组合单元的运用,使得像同调群这样的概念也变得不再神秘。作者通过循序渐进的讲解,逐步引导读者理解如何通过计算这些组合单元之间的关系来揭示空间的“洞”以及其他拓扑不变量。这种“从具体到抽象”的学习路径,对于我这样希望建立扎实基础的读者来说,简直是福音。而且,书中丰富的插图和清晰的图示,更是将原本抽象的数学概念具象化,让我在理解过程中受益匪浅。这本书的出现,让我对拓扑学产生了前所未有的亲切感和学习热情。

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