Topology

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出版者:Pearson International
作者:James R. Munkres
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2015
价格:USD 20.00
装帧:Paperback
isbn号码:9789332549531
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
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  • 几何学
  • 抽象代数
  • 连续性
  • 空间结构
  • 同胚
  • 连通性
  • 紧致性
  • 同调论
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具体描述

This text is designed to provide instructors with a convenient single text resource for bridging between general and algebraic topology courses. Two separate, distinct sections (one on general, point set topology, the other on algebraic topology) are each suitable for a one-semester course and are based around the same set of basic, core topics. Optional, independent topics and applications can be studied and developed in depth depending on course needs and preferences.

《拓扑学:超越形状的内在世界》 这本书并非一本关于我们日常所见的地图集,也非一本描绘宏伟建筑的蓝图。相反,《拓扑学》邀请读者踏上一段引人入胜的旅程,深入探索事物最根本的、不受连续变形影响的内在属性。它所揭示的“形状”,是一种抽象的、几何的独立性,它关乎连接、孔洞以及物体在空间中如何被“编织”在一起,而不是它们具体的边长、角度或曲率。 想象一下,你可以将一个咖啡杯拉伸、挤压,甚至扭曲,只要不撕裂或粘合,它依然可以被视为一个“拓扑等价”于一个甜甜圈。这种奇妙的转变,正是拓扑学所关注的核心。它是一门研究“连续性”的数学分支,关注那些在连续变形下保持不变的性质。这意味着,我们不必纠结于光滑的曲线还是锯齿状的边缘,我们只关心这些线段是如何相互连接的,是否存在封闭的循环,或者物体是否包含了“洞”。 本书的第一部分,我们将从基础概念入手,逐步建立起对拓扑空间的直观理解。我们会探讨集合论的基石,例如集合、子集、映射等,这些都是构建更复杂拓扑结构所必需的语言。随后,我们将引入“拓扑”本身的定义——一种对集合进行“打开”和“关闭”操作的规则集合,以及如何通过这些规则来定义“邻域”和“开集”。通过对这些基本构件的深入剖析,读者将能够理解,一个拓扑空间并非仅仅是一个点集,而是点集上附加了一层关于“接近性”的结构。 接着,我们将深入研究各种重要的拓扑性质。例如,“连通性”——一个空间是否可以被分成若干个不相交的开集;“紧致性”——它描述了空间中“大小”的概念,即使空间无限大,它也可能是一个紧致空间,这似乎有些违反直觉,但却是拓扑学的魅力所在。我们还会讨论“可分离性”——例如,能否用开集将空间中的点或不相交的闭集分开,这揭示了空间“分离”的程度。 本书的第二部分将把目光投向更具体的拓扑概念和结构。我们将接触到“度量空间”,一种允许我们测量点之间距离的特殊拓扑空间,它将我们从纯粹的抽象推向了我们更为熟悉的几何世界。从度量空间出发,我们将探讨“完备性”——空间中是否存在所有的柯西序列的极限,这对于分析和收敛性至关重要。 随后,我们将进入“同胚”的世界。同胚是拓扑学中最核心的概念之一,它描述了两个拓扑空间之间的“拓扑等价”。如果两个空间之间存在一个连续的双射,并且其逆映射也连续,那么它们就是同胚的。这意味着,它们在拓扑意义上是“相同”的,尽管它们的具体形状可能大相径庭。本书将通过大量生动的例子,展示如何判断两个空间是否同胚,并探索同胚带来的深刻洞察。 为了量化不同拓扑空间的“差异”,我们还会引入“同调论”和“同伦论”的概念。这些强大的工具允许我们为拓扑空间赋予一系列的“拓扑不变量”——那些在同胚映射下保持不变的数值或代数结构。例如,“欧拉示性数”就是一个著名的例子,它与空间的“洞”的数量相关,即使空间被任意扭曲,只要不改变其连接性,欧拉示性数就不会改变。我们还将讨论“基本群”,它捕捉了空间中所有可能的闭合路径的“形状”,这为我们理解空间的“洞”的性质提供了更精细的工具。 本书的最后部分,我们将探索拓扑学在各个领域的广泛应用。从分析学中对函数的连续性和收敛性的研究,到微分几何中对曲面和流形性质的探索,再到离散数学和计算机科学中对图和网络的分析,拓扑学的思想无处不在。我们将看到,如何利用拓扑学的概念来理解复杂系统的行为,如何分析数据中的模式,甚至如何设计新的算法。 《拓扑学》并非旨在提供一套刻板的定义和定理的堆砌,而是希望通过清晰的解释、丰富的图示和引人入胜的例子,让读者领略这门深刻而优美的数学分支的魅力。它将挑战你对“形状”的固有认知,引导你看到隐藏在表面之下的普遍联系和内在结构。无论你是数学爱好者,还是希望拓展思维边界的探索者,这本书都将为你打开一扇通往全新理解世界的大门。

作者简介

目录信息

读后感

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刚读到第三章,目前为止感觉内容安排的还是很合理的,习题是值得好好作的,数量适当,有基础性的,也有延伸性的,就像书中说的,有些题目可以写文章了。 翻译的也不错,只是有些地方略感矫情。 以上纯属拙见。  

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当年在图书馆阅览室只有一本,每日须去抢,有时候我做×事,将它藏在其他的地方,以防数学系的人或柳大虾先下了手。不过也没读完,只记得商映射是看此书才看懂。可作Armstrong的参考书。  

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这是本难得的好书,比国内教材先进N年!把问题讲得很清楚,而且不忽视基础知识的强化,力荐给诸位初学拓扑的同僚!  

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用户评价

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《拓扑学》这本书在讲解“同伦”时,为我打开了新的视角。作者将“同伦”比喻成“连续的形变”,并着重介绍了“同伦等价”的概念。这让我理解了,即使两个空间在拓扑上不是同胚,它们也可能在某种意义上是“相似”的,只要它们之间存在同伦等价关系。例如,一个实心的圆盘和一个只有一个圆周的圆环,在拓扑上并非同胚(因为前者是连通的,后者可以被分割成两部分),但它们在同伦上是等价的。这种对“相似性”的更细致区分,极大地拓展了我对空间结构的理解。

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《拓扑学》这本书,在我拿到它之前,就已经在我的学术圈子里流传了很久,大家都说这是一本“硬骨头”,但同时也是“宝藏”。我一直对数学的抽象之美充满好奇,尤其是那些能够描述空间本质的理论。这本书恰好满足了我的这种渴求。拿到书后,我首先被它那封面设计所吸引,简洁却充满力量,仿佛预示着即将展开一场关于空间深刻的探索。我迫不及待地翻开,映入眼帘的是清晰的排版和严谨的数学符号,虽然一开始有些许陌生,但作者的引言部分,用一种非常人文关怀的笔触,描绘了拓扑学在现实世界中的各种应用,从想象中的虫洞到我们熟悉的地铁线路图,都与拓扑学的概念息息相关。这让我立刻感到一种亲切感,仿佛要揭开的面纱背后,隐藏着我们早已熟悉却未曾深入理解的奥秘。

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这本书给我最大的震撼之一,在于它如何处理“连续性”这个概念。在我们的日常认知中,连续性意味着“不间断”,但《拓扑学》这本书将这个概念提升到了一个全新的高度。作者通过引入“同胚”和“同伦”等概念,揭示了在拓扑意义下,一些在我们看来截然不同的物体,实际上是“等价”的。比如,一个咖啡杯和一个甜甜圈,在拓扑学看来,是可以相互“变形”的。这个想法初听起来匪夷所思,但通过作者细致入微的讲解和一系列精巧的证明,我逐渐领悟到了这种“拓扑等价”的深刻含义。它不再是简单的形状改变,而是保持了空间结构上的基本不变性。这让我开始重新审视我周围的世界,发现了很多隐藏在表象之下的关联性,也对“相似”和“相同”有了更深层次的理解。

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这本书对“流形”概念的引入,更是让我对拓扑学在现代数学和物理学中的地位有了更深刻的认识。作者将流形定义为“局部看起来像欧氏空间”的拓扑空间,并用二维的球面和三维的圆环面作为例子进行了详细讲解。我尤其欣赏他对于“光滑流形”的引入,这为我们研究可微性、几何学和微分几何提供了基础。通过这本书,我才真正意识到,拓扑学不仅仅是研究抽象空间,更是理解我们所处宇宙时空结构的关键工具。

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这本书在阐述“连通性”时,也给我留下了深刻的印象。作者通过“路径连通”和“道路连通”等概念,非常细致地刻画了空间中的“连接”程度。我尤其欣赏他对于“单连通”和“多连通”空间的区分。他用大量的图示和例子,比如一个圆盘和带有一个洞的圆环,来帮助读者理解不同连通性带来的性质差异。这让我意识到,空间的“孔洞”并不是无关紧要的细节,而是决定了空间性质的关键因素。通过对这些概念的学习,我能够更清晰地理解为什么某些数学定理只在特定类型的空间中成立,也为我后续学习更复杂的拓扑概念打下了坚实的基础。

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在探索“紧致性”的性质时,这本书给我带来的启发是巨大的。作者不仅仅是介绍了“ Heine-Borel 定理”这种经典结果,更重要的是,他深入浅出地讲解了紧致性如何在各种分析学场景中发挥关键作用,例如在函数空间的讨论中,或者在微分方程的解的存在性证明中。他通过一些巧妙的“反例”和“构造性证明”,让我深刻理解了为什么紧致性是如此“有用”和“强大”。读到这里,我才真正意识到,数学的抽象概念并非空中楼阁,而是解决实际问题、建立严谨理论的基石,而这本书正是将这种联系展现得淋漓尽致。

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这本书对于“同胚”概念的阐释,让我对“形状”有了全新的认识。作者通过一系列非常形象化的例子,例如将一张纸卷成圆筒,或者将一个圆盘拉伸成椭圆形,来展示同胚所允许的变形。更令我着迷的是,他进一步探讨了“同胚”的非平凡性,即并非所有看起来相似的形状都能同胚。这迫使我去思考,在这些允许的变形背后,究竟有哪些性质是“不变”的。这种探究过程,本身就是一种智力上的挑战和乐趣,让我更加欣赏数学的精妙和深刻。

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在阅读这本书的过程中,我最大的感受就是“豁然开朗”。作者对于基本概念的阐释,如“开集”、“闭集”、“邻域”等,都有着非常详尽且富有启发性的解释。他并没有直接抛出定义,而是通过一些巧妙的类比和直观的例子,引导读者逐步建立起对这些抽象概念的理解。例如,在讲解“紧致性”时,作者并没有止步于形式化的定义,而是花了相当大的篇幅去探讨它在分析学中的重要性,比如它能够保证连续函数取到最大最小值。读到这里,我才真正体会到,数学的严谨并非冷冰冰的公式堆砌,而是源于对事物本质深刻洞察后,对其进行精确表达的产物。这本书的逻辑性非常强,每一个概念的引入都显得顺理成章,前后呼应,让我在阅读过程中能够紧密地跟随作者的思路,不断地将零散的知识点串联成一个完整的知识体系。

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总而言之,《拓扑学》这本书带给我的不仅仅是知识的增长,更是思维方式的转变。它教会我如何从一个更抽象、更本质的层面去理解“空间”和“结构”,如何通过严谨的逻辑去探索数学的奥秘。虽然阅读过程充满挑战,但每一次的理解都伴随着巨大的喜悦和满足感。这本书无疑是我数学学习道路上一座重要的里程碑,它为我打开了通往更广阔数学世界的大门,也让我对数学的魅力有了更深刻的体悟。

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《拓扑学》这本书的魅力还在于它对“度量空间”和“拓扑空间”的区分。作者并没有回避它们之间的联系,而是通过清晰的逻辑,阐述了度量空间是拓扑空间的一个特例。这种由具体到抽象的引导方式,让我能够更好地理解拓扑空间的普遍性和更广泛的适用性。尤其是在讲解“收敛性”和“完备性”时,作者通过不同度量下的收敛例子,凸显了拓扑结构在定义这些概念时的独立性。这让我明白,拓扑学提供了一种更底层的、不依赖于具体“距离”的视角来研究空间的性质,这在很多现代数学分支中都至关重要。

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