Modern Algebra

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出版者:Dover Publications
作者:Seth Warner
出品人:
页数:832
译者:
出版时间:1990-06-01
价格:USD 34.95
装帧:Paperback
isbn号码:9780486663418
丛书系列:
图书标签:
  • 近世代数
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具体描述

Beginning with algebraic structures in general, the author covers natural numbers, rings and fields, vector spaces, polynomials, real and complex number fields, linear operators, many other topics. Includes over 1,300 carefully selected exercises. 1965 edition. List of Symbols.

数学之美与逻辑的基石:深入解析《抽象代数基础》 (注:以下内容是为一本名为《抽象代数基础》的假设性图书撰写的内容简介,旨在详细介绍其核心内容,同时避免提及“Modern Algebra”一词,并确保文本风格自然、信息丰富,字数接近1500字。) --- 导言:构建现代数学的骨架 《抽象代数基础》并非对已有概念的简单回顾,而是一次对数学结构本体的深度探索。本书致力于为读者构建一个坚实而灵活的代数框架,使其能够理解并运用二十世纪以来数学发展中最核心的工具——抽象代数。我们相信,真正的数学理解来自于对基本构建块的彻底掌握,而非仅仅对复杂定理的记忆。本书的叙事线索围绕着集合论的严谨性、群论的统一性、环论的丰富性以及域论的实用性展开,旨在揭示隐藏在看似不同的数学分支背后的共同逻辑和美学。 本书的受众面向对数学有严肃学习意向的本科生、研究生,以及希望系统回顾或重新理解代数基础的专业人士。我们假设读者已具备微积分和线性代数的基础知识,但本书的介绍部分将对关键的预备知识进行必要的梳理,确保学习过程的平滑过渡。 第一部分:结构的起点——集合与映射的严谨性 (Foundations: Sets and Mappings) 在一切代数结构诞生之前,我们需要一个坚实的语言和工具集。《抽象代数基础》的第一部分专注于建立这种严谨性。我们不会沉溺于集合论的形而上学争论,而是聚焦于那些直接服务于代数结构定义的要素。 1. 集合论的实践视角: 我们从集合的定义、子集、笛卡尔积以及幂集开始。重点在于理解构造性定义的重要性。例如,如何通过有序对来定义关系,以及如何利用集合的性质来定义函数的良构性。 2. 映射与等价关系: 映射(函数)是连接不同集合的桥梁。我们详细分析了单射、满射和双射的性质,并引入了函数的构造性分解(如因子分解定理)。紧接着,我们深入探讨了等价关系。这是代数结构中最为基础的概念之一,它允许我们将一个大集合划分为互不相交的子集。我们会详尽地阐述如何利用等价关系来构造商集,为后续的商群、商环的构建打下坚实的逻辑基础。 3. 数系的代数构造回顾: 虽然读者熟悉自然数、整数、有理数和实数,但本书会从皮亚诺公理的角度回顾自然数的构造,并利用等价关系和加法、乘法的定义,严谨地构建整数 $mathbb{Z}$、有理数 $mathbb{Q}$ 和实数 $mathbb{R}$。这一过程不仅是对历史的回顾,更是向读者展示“抽象”如何从“具体”中提炼出来的关键一步。 第二部分:代数的心脏——群论的统一力量 (The Heart of Algebra: Group Theory) 群论是抽象代数的核心,它描述了对称性和变换的内在结构。本书将群论的介绍分为三个递进的层次:基础结构、子群与陪集、以及同态与结构定理。 1. 群的基本概念与范例: 我们定义了群的四大公理(封闭性、结合律、单位元、逆元),并立即过渡到大量的实例分析,包括无限群(如加法群 $mathbb{Z}, mathbb{R}$)和有限群(如二面体群 $D_n$、对称群 $S_n$)。我们会特别强调循环群的简单结构和生成元的重要性。 2. 子群、陪集与拉格朗日定理: 子群的引入自然导向陪集的概念,这是通往商群的必经之路。我们将详细论证拉格朗日定理——有限群的子群的阶必须整除群的阶。这一定理不仅是群论的里程碑,也是应用中的强大工具。我们还会讨论正规子群的概念,它是定义商群的先决条件,并解释其与中心化子和正规化的关系。 3. 同态、同构与结构定理: 群同态是研究结构之间映射关系的关键。本书将着重讲解第一同构定理(商群定理),这是抽象代数中最为优美和强大的定理之一。通过对第一同构定理的深入剖析,读者将理解为什么同态映射可以将复杂群的结构简化为更易于管理的商结构。我们还将探讨柯西定理和Sylow定理,这些定理为分析有限群的内部结构提供了精细的工具。 第三部分:更丰富的结构——环论的延伸 (Richer Structures: Ring Theory) 在群论的基础上,我们引入第二个运算,构建出环——一个具有加法和乘法两种运算的代数系统。环论的复杂性在于运算之间的相互作用(分配律)。 1. 环的定义与基本实例: 我们从整数环 $mathbb{Z}$、多项式环 $F[x]$ 和矩阵环 $M_n(F)$ 等经典例子入手,定义了交换环、单位环、整环等关键概念。对单位元和零因子(Zero Divisors)的辨析至关重要,因为它们直接决定了环的代数性质。 2. 子环、理想与商环: 类似于子群和正规子群,环论引入了子环和理想的概念。我们将证明理想在环同态中扮演着与正规子群相同的角色,从而导出一个精确的环的第一同构定理。商环的构造允许我们将复杂的环结构分解为更简单的因子结构。 3. 主理想整环与唯一分解: 这一部分是环论的精髓。我们将进入具有特殊分解性质的环的研究。首先定义整环,然后深入探讨欧几里得整环 (EID)、主理想整环 (PID) 和唯一分解整环 (UFD) 之间的层次关系。我们将用大量的例子(如 $mathbb{Z}$、高斯整数环 $mathbb{Z}[i]$)来阐明何时 $A Rightarrow B$ 成立,何时不成立。 第四部分:代数的终点与应用——域论 (The Apex: Field Theory) 域(Field)是使除法成为可能的代数结构,它是线性代数和伽罗瓦理论的根基。 1. 域的性质与构造: 域被定义为除法运算有意义的交换环。我们将分析有限域的性质,并重点研究多项式环 $F[x]$,特别是当 $F$ 是一个域时。 2. 域的扩张: 域扩张是理解代数方程解的关键。我们引入代数元和超越元的概念,并详细分析域扩张的次数。通过构造商环 $F[x]/langle p(x) angle$,我们将展示如何从一个域 $F$ 构造出包含 $F$ 中方程根的新域 $E$,这是构建更广泛代数系统的核心技术。 3. 伽罗瓦理论的初步展望: 本书的最后将触及伽罗瓦理论的入口。我们将讨论正规扩张和可分扩张,并简要介绍伽罗瓦群的概念。这部分内容旨在为读者提供一个清晰的路线图,指引他们进入更高级的、涉及多项式可解性(如五次及以上方程不可解性)的领域。 结语:超越计算的洞察力 《抽象代数基础》旨在培养读者一种“结构化思维”。通过系统地学习群、环和域的性质,读者将不再仅仅将代数视为一组孤立的计算规则,而是认识到它们是统一的数学语言,用于描述对称性、协调性和可分解性。本书的习题设计兼顾了计算技能的训练和概念理解的深度检验,确保学习者不仅能“做题”,更能“理解”为什么这些结构是必需的。掌握了这些基础,读者将能以全新的视角审视线性代数、拓扑学乃至数论中的深刻联系。

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读后感

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用户评价

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我承认,最初我选择《Modern Algebra》是因为它的名字听起来很“酷”,仿佛代表着数学的前沿阵地。我并非科班出身的数学专业学生,更多的是出于一种跨学科的兴趣,想了解那些支撑着许多现代科学发展的抽象理论。这本书带给我的体验是复杂而又惊喜的。它不像一些通俗读物那样,把数学知识描绘得轻松愉快,而是直接将读者带入到抽象的数学世界。开篇的群论部分,就充满了各种定义和性质,需要我反复阅读和对照例题才能勉强理解。但是,当我坚持下来,当我看到那些抽象的结构在经过一系列逻辑推理后,能够揭示出宇宙运行的某些规律时,我感到一种由衷的敬畏。比如,对称性在物理学中的重要性,从微观粒子到宏观宇宙,无处不在,而这本书则给了我一个理解这种对称性的数学框架。它让我看到了数学语言的强大之处,能够用最简洁、最普适的方式来描述最复杂的现象。

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作为一名软件工程师,我选择《Modern Algebra》的初衷是为了提升自己在算法设计和数据结构方面的理论功底。很多高级算法,特别是涉及到加密、编码和分布式系统的领域,都离不开现代代数中的概念。这本书给我带来了全新的视角。它不仅仅提供了解决具体问题的数学工具,更重要的是,它教会了我如何从抽象的数学结构来理解和分析问题。例如,在学习有限域时,我才真正理解了在计算机科学中,一些看似随机的哈希函数和密码学算法,其背后是多么精妙的代数原理在支撑。书中的证明虽然严谨,但它们帮助我构建了一种“严谨证明”的思维模式,这在软件开发中同样至关重要,能够帮助我更有效地调试代码,更少地引入bug。这本书让我明白,扎实的理论基础,是进行创新性工作的重要保障。

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《Modern Algebra》给我最深刻的印象是它对数学概念的“去中心化”处理。在我之前的数学学习中,很多概念都与具体的数字或几何图形紧密相连。但这本书,通过抽象化和一般化,将数学的本质提炼出来,使其能够应用于更广泛的领域。我记得在学习环和域的部分,书中的例子涵盖了整数集、多项式环、有限域等等,这些看似不相关的数学对象,却共享着相似的代数结构。这种“殊途同归”的数学思想,让我惊叹于数学的统一性和普适性。它让我认识到,数学的魅力不仅仅在于解决具体问题,更在于发现不同事物之间的内在联系,构建更宏观、更普适的理论体系。这本书的阅读过程,就像是在学习一种通用的“数学语言”,一旦掌握了这种语言,就能理解和描述各种各样看似不同的数学现象。

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我第一次翻开《Modern Algebra》,是因为一位在人工智能领域工作的导师推荐我阅读。我当时对这个领域了解不多,但导师说,理解现代代数是深入理解AI底层算法的关键。这本书给我带来的体验是颠覆性的。它不像我之前接触过的任何数学书籍,它的语言风格极其简洁,几乎没有冗余的词汇,每一个符号、每一个定义都充满了精确的含义。我花了很长时间去适应这种抽象的数学表达方式,需要反复查阅定义,对照例题,才能慢慢理解书中的内容。尤其是群论、环论和域论这些概念,一开始让我感到非常困惑。但随着我一点点地深入,当我开始理解这些抽象的代数结构如何能够描述现实世界中的模式和关系时,我感到一种前所未有的兴奋。例如,对称性的概念在计算机视觉和模式识别中扮演着重要角色,而这本书为我提供了一个理解这些对称性的数学框架。它让我明白,数学不仅仅是关于计算,更是关于理解和构建抽象的模式。

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从一个对理论物理有着浓厚兴趣的读者的角度来说,《Modern Algebra》是一本非常重要的参考书。很多物理学理论,尤其是量子力学和粒子物理学,其数学框架都建立在现代代数的基础上。这本书的内容,为我理解那些复杂的物理模型提供了坚实的数学基础。我尤其欣赏它在介绍抽象概念时,所使用的清晰而又严谨的语言。例如,在讲解群论时,它不仅定义了群的性质,还通过对称群等例子,展示了群论在理解物理对称性方面的巨大作用。虽然书中包含大量的证明,需要花费大量的时间去钻研,但每一次成功的理解,都让我对物理现象的本质有了更深的洞察。它让我看到,数学语言不仅仅是描述工具,更是构建理论的基石。这本书让我意识到,要深入理解物理学,必须掌握其背后的数学语言。

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从一个更具应用导向的角度来看,我拿到《Modern Algebra》纯粹是因为我所在领域的某些前沿研究开始频繁引用其中的概念。例如,在算法设计和密码学领域,线性代数只是冰山一角,而群论、环论、域论这些更抽象的概念,在保证算法的效率和安全性方面扮演着至关重要的角色。我最初抱着“需要用到才学”的心态翻开这本书,但很快就被它所构建的严谨逻辑体系所吸引。它不仅仅提供了解决实际问题的工具,更重要的是,它教会了我如何从根本上理解这些工具背后的原理。书中的例子,虽然有些是纯粹的数学场景,但仔细揣摩,你会发现它们在抽象层面上与我们遇到的工程问题有着惊人的相似之处。例如,对对称性的研究,在晶体学、分子结构分析中就有着直接的应用。理解了抽象的群结构,就更容易理解那些重复的、有规律的模式。这种“触类旁通”的能力,是这本书带给我的最大财富。它让我不再仅仅停留在“如何做”的层面,而是深入到“为什么这样做”的本质。这对于任何一个想要在理论研究上有所突破的人来说,都是不可或缺的。

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在我看来,《Modern Algebra》与其说是一本教材,不如说是一次思维的洗礼。我一直认为,数学的学习过程,不应该仅仅是为了应付考试,更应该是为了提升我们认知世界的能力。这本书正是这样一本能够深刻影响你思维方式的书。它的语言风格非常简洁、精准,几乎每一个词语都经过了深思熟虑。第一次阅读的时候,我甚至需要逐字逐句地去理解每一个定义和定理的含义。这种慢节奏的阅读,让我不得不放慢脚步,去品味数学的魅力。它不提供大量的“速成”技巧,而是强调对基础概念的深入理解,以及对逻辑推理的训练。我记得在学习同态和同构的部分,我花了好几天的时间才真正理解它们之间的区别和联系,以及它们在不同代数结构中的意义。但一旦理解了,那种感觉就像是打通了任督二脉,之前所有看起来难以理解的定理,都变得豁然开朗。这本书培养了我一种“严谨求证”的精神,让我面对任何问题,都习惯性地去寻找其本质,去构建逻辑链条,而不是急于得出结论。

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从一个喜欢探索数学“底层逻辑”的爱好者的角度来说,《Modern Algebra》是一本非常值得细细品味的著作。我之所以会选择这本书,是因为我一直对数学的抽象化过程非常感兴趣,想要了解那些我们日常接触到的数学概念,是如何在更一般的层面上被构建和理解的。这本书的优点在于它的深度和严谨性。它不像一些科普读物那样,用大量的类比和故事来“稀释”数学概念,而是直接将读者带入到抽象的数学世界中。开篇的群论部分,就充斥着各种定义、公理和定理,需要反复阅读和思考才能掌握。但我发现,正是这种“硬核”的风格,让我有机会深入理解数学的本质。例如,对群的同态和同构的深入探讨,让我明白了不同代数结构之间的内在联系,以及如何通过抽象的数学工具来分析和比较它们。这种学习过程虽然充满挑战,但每一次的突破都给我带来巨大的满足感。

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这本书的封面设计就充满了数学的严谨与抽象之美,一种低饱和度的蓝色基调,上面是简洁明了的黑色字体,“Modern Algebra”这个书名本身就带着一种历史的厚重感和未来的前瞻性。我最初被吸引,是因为我一直对数学的理论构建充满好奇,尤其是在学习了基础代数之后,我迫切想知道“现代代数”究竟是怎样的一个领域,它又是如何将那些我们熟悉的数字和运算抽象化、一般化,从而揭示出更深层次的数学结构和规律。拿到这本书,我迫不及待地翻开。那种感觉就像是推开了一扇通往全新数学世界的大门。里面的符号、定义、定理,虽然一开始看起来有些陌生,但随着我一点点地深入,开始理解它们之间的联系和逻辑,我发现这是一种前所未有的思维训练。它不仅仅是记忆公式,更是对抽象概念的理解和运用。每解决一个习题,每推导出一个定理,都有一种豁然开朗的喜悦感,仿佛我的大脑被重新塑造了一样,能够以一种更纯粹、更抽象的方式去思考问题。这种学习过程虽然充满挑战,但其带来的满足感是无可比拟的。它让我看到了数学不仅仅是关于数字的游戏,更是关于结构、关系和逻辑的艺术。

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这本《Modern Algebra》在我看来,是一本能够挑战你的思维极限的书。我之所以选择它,是因为我对数学的抽象思维模式一直非常着迷,我渴望能够掌握那种能够将具体问题转化为普适性数学模型的能力。这本书的叙事方式非常直接,它不会花费大量的篇幅去“引导”你,而是直接抛出定义、定理和证明。初读时,我常常会感到一种“无所适从”,仿佛置身于一个全新的语言体系中,需要花费大量的时间去熟悉那些符号和术语。然而,当我克服了最初的障碍,当我开始理解那些看似枯燥的定义背后所蕴含的深刻意义时,我发现这是一种全新的智力体验。它迫使我进行深入的思考,去建立不同概念之间的联系,去构建自己的逻辑推理链条。每一次成功地推导出一个证明,或者理解一个复杂的定理,都给我带来巨大的成就感。这种成就感,是其他任何学习经历都无法比拟的。它让我明白,真正的数学学习,需要的不仅仅是记忆,更是一种深刻的理解和创造。

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