Algebraic Topology

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出版者:
作者:Hatcher, Allen
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:
价格:22.01
装帧:
isbn号码:9780521541862
丛书系列:
图书标签:
  • 代数拓扑
  • 拓扑学
  • 数学
  • 抽象代数
  • 同调论
  • 上同调论
  • 纤维丛
  • 谱序列
  • 代数几何
  • 微分拓扑
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具体描述

好的,这是一本名为《欧几里得几何学基础》的图书简介,内容将完全聚焦于欧几里得几何学的核心概念、发展历程及其在各个领域的应用,而不涉及代数拓扑的内容。 --- 《欧几里得几何学基础》 第一部分:几何学的奠基与公理体系的构建 本书深入探讨了以古希腊数学家欧几里得为代表的几何学思想的起源、发展及其核心的公理化体系。在对古代文明的数学成就进行梳理的基础上,本书重点分析了《几何原本》的结构和其作为西方科学思维范式的深远影响。 1.1 几何学的史前阶段与古埃及、巴比伦的实践几何 在欧几里得之前,几何学主要表现为对土地测量、建筑设计和天文观测的需求驱动下的实用技术。我们将考察古埃及尼罗河泛滥后土地重划对丈量技术的要求,以及巴比伦人通过观察星象建立的初步几何模型。这些实践虽然缺乏严密的逻辑推理,但为后来的抽象化奠定了坚实的经验基础。本书将通过对古代遗迹和文献的分析,重现这些早期几何思想的面貌。 1.2 泰勒斯与毕达哥拉斯学派:从经验到演绎的初步飞跃 本书详细阐述了米利都学派的泰勒斯如何首次尝试将经验规律抽象为普遍性的定理,并提出了“无证自明”的命题。随后,我们将聚焦于毕达哥拉斯及其学派对数与形关系的探索,特别是他们对整数比与几何图形之间联系的发现。虽然毕氏学派对无理数的发现引发了早期的危机,但他们对“证明”的重视,标志着几何学开始向演绎逻辑体系的转型。 1.3 欧几里得的《几何原本》:公理化的典范 《几何原本》是人类理性思维史上的一座丰碑。本书将以最详尽的篇幅,系统解析其五条公设和五条公理。我们将逐一分析“两点之间只有一条直线连接”、“所有直角都相等”等基本概念是如何被精心选取和安排,从而构建起一个严谨的、自洽的几何演绎系统。 公理与公设的区分: 深入探讨欧几里得区分“公理”(Common Notions)与“公设”(Postulates)的用意,及其对后续数学哲学的影响。 逻辑推导的链条: 通过大量的实例,展示如何从这十条基本命题出发,严格地推导出平面几何学中的所有基本定理,例如三角形全等定理、相似性原理等。 第二部分:平面几何的深化与构造性方法 本部分集中讨论欧几里得平面几何(平面欧氏几何)的各个分支,强调几何证明中的“作图法”和“构造性”思维。 2.1 直线、角与三角形的性质 我们详细研究了直线、射线、线段的定义及其相互关系,特别是角的度量和分类。三角形的分类(等腰、等边、直角)及其内在属性——例如内角和恒为180度的证明,是本章的重点。本书将采用现代符号和清晰的图示,重现这些经典证明的逻辑步骤。 2.2 平行公设的争议与地位 第五公设(平行公设)是欧几里得体系中最受关注的部分。本书将梳理自古希腊以来数学家们尝试证明此公设的历程,包括托勒密的尝试和普罗克洛的批判。我们将展示,虽然未能被证明,但它在整个体系中的关键作用,它是区分欧氏几何与非欧几何的决定性因素。 2.3 圆的性质、面积与比例理论 圆是平面几何中复杂性最高的图形之一。本书详述了圆的定义、弦、弧、切线、割线等元素的性质。在面积计算方面,我们将深入探讨欧几里得如何使用“穷竭法”来处理圆面积和抛物线下面积的极限问题,这为微积分的萌芽提供了早期的思想准备。关于比例的论述,则展示了如何处理不变量和可通约性问题。 2.4 构造性几何:尺规作图的限制与可能 本书特别关注古典几何中的“尺规作图”限制。我们将探讨哪些几何问题(如三等分角、化圆为方、作正七边形)在仅使用无刻度直尺和圆规的条件下是不可解的,并简要介绍伽罗瓦理论对这些问题的代数解释,为读者理解几何与代数关系的深刻联系打下基础。 第三部分:立体几何与几何学的拓展 超越二维平面,本书进入三维空间,探索立体几何(空间几何)的基本原理及其在实际问题中的应用。 3.1 直线、平面在空间中的关系 立体几何的起点是理解空间中直线与平面的相对位置:平行、相交、垂直。我们将详细分析异面直线、线面角、二面角等空间关系的概念,并提供严格的推理来确定这些关系。 3.2 凸多面体与柏拉图立体 本书对正多面体(柏拉图立体)进行了细致的讨论,包括五种正多面体的构造条件和欧拉公式(V-E+F=2)在这些结构中的体现。我们将展示欧拉公式不仅是立体几何的普适性结论,也是连接顶点、边、面的拓扑学思想的早期雏形。 3.3 经典立体图形的体积与表面积 重点分析棱柱、棱锥、圆柱、圆锥和球体的体积与表面积公式的推导。在推导球体体积时,我们将重述阿基米德通过与圆柱和圆锥的比较来得出结果的方法,展示出古典数学家对积分思想的直观把握。 第四部分:几何学的哲学遗产与后续发展 本书最后探讨了欧几里得几何学作为一种思维模式的持久影响力,以及它在近代科学中的地位。 4.1 几何学与科学方法的塑造 欧几里得几何学不仅是数学分支,更是一种证明方法论。本书分析了笛卡尔、牛顿等科学家如何借鉴这种严谨的演绎结构来构建他们的物理学理论体系,证明了公理化方法在自然科学中的核心地位。 4.2 非欧几里得几何学的诞生与范式转移 尽管本书以欧氏几何为主线,但为了完整性,我们会简要介绍高斯、罗巴切夫斯基和黎曼在十九世纪对第五公设的突破。我们将说明当放弃或修改平行公设后,空间的概念如何被极大地拓宽,这标志着几何学从“描述真实世界”的唯一真理,向“探索逻辑可能性”的抽象科学的重大转变。 《欧几里得几何学基础》 旨在为读者提供一个全面、严谨且富有历史深度的欧氏几何学学习体验,领略人类理性思维在几何领域所达到的高峰。

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读后感

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用户评价

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这本书给我的第一印象是“严密得近乎苛刻”。不同于市面上许多为了降低门槛而牺牲严谨性的代数拓扑书籍,《代数拓扑》在每一个定义和定理的陈述上都毫不含糊。它的数学语言是教科书级别的精确,几乎不需要读者进行二次解读或修正。这种风格使得它在处理高阶主题,例如微分拓扑与代数拓扑的交叉领域时,显示出极大的优势。书中对于流形上的微分形式和de Rham上同调的连接论述,展示了作者对跨学科知识融会贯通的能力。读者需要投入大量精力去跟上这种步调,每一个证明都像一场精心设计的迷宫,需要全神贯注才能找到出口。然而,一旦你成功地走完了一段证明,那种由纯粹逻辑推导带来的“顿悟感”是无与伦比的,它让你对数学的确定性深信不疑。

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老实说,当我开始研读《代数拓扑》时,心里是有些忐忑的。拓扑学本身就够抽象了,代数工具的引入更是让人望而生畏。然而,这本书的编写者似乎深谙读者的心理困境。他们的叙事节奏把握得恰到好处,总是在读者即将迷失在符号海洋时,及时抛出一个巧妙的例子或者一个回归几何直觉的总结。特别是关于Hurewicz同态和Whitehead积那几章,处理得尤为精彩。作者没有急于求成,而是通过一系列精心设计的“中间步骤”来过渡,使得原本晦涩的代数运算与原有的拓扑结构之间的联系变得清晰可见。这本书的排版和符号系统也值得称赞,清晰易读,减少了阅读过程中的干扰。它真正做到了,既能满足高阶研究生的需求,也能指导有志于深入探索的本科生。

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翻开这本《代数拓扑》,我立刻感受到了一种久违的、对数学本质的敬畏与探索的激情。这本书的叙述风格极其沉稳内敛,仿佛一位老道的数学家在与你进行一场深刻的哲学对话。它没有刻意去迎合初学者的“速成”心态,而是要求读者沉下心来,真正去品味每一个概念背后的深层含义。在处理诸如纤维丛、陈类这些高深的主题时,作者展现了无与伦比的驾驭能力。他的论证过程如同精雕细琢的艺术品,每一个环节都环环相扣,逻辑链条坚不可摧。虽然某些部分的阅读速度不得不放慢,甚至需要反复咀嚼,但一旦理解,那种知识在脑海中构建起来的稳固感是其他教材难以比拟的。这本书更像是一部经典著作,它需要时间去消化,但回报是丰厚的——它塑造的不仅仅是解题能力,更是深刻的数学洞察力。

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这本书《代数拓扑》真是让人眼前一亮,对于那些初次接触这个领域的学习者来说,它无疑提供了一个非常友好且深入的入门途径。我记得我当时拿到这本书时,首先被它清晰的结构和引人入胜的叙述方式所吸引。作者并没有一上来就抛出复杂的定义和定理,而是花费了大量的篇幅来构建直观的几何图像,这对于理解抽象概念至关重要。比如,在介绍同调群时,书中通过大量的实例和图示来解释“洞”的数学意义,让人豁然开朗。书中对基本群和覆盖空间的讨论也极其到位,每一步的逻辑推导都非常严谨,同时又不失生动。它成功地平衡了严谨性与可读性,让复杂的概念变得触手可及。我尤其欣赏书中对历史背景的穿插介绍,这使得我们不仅学习了“是什么”,还理解了“为什么会是这样”,极大地激发了我的学习兴趣。对于我这样背景相对薄弱的读者来说,这本书简直是一盏明灯。

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阅读《代数拓扑》的过程,对我而言,更像是一次智力上的极限挑战,但也是一次巨大的心灵满足之旅。这本书的特点在于其极强的理论深度和极高的专业水准。它显然是为那些已经具备扎实基础,并渴望触及领域前沿的读者量身定制的。书中对谱序列(Spectral Sequences)的介绍,是我读过的所有资料中最系统、最详尽的之一。作者没有把谱序列当作一个黑箱工具来呈现,而是深入探讨了其构造的动机和收敛性的微妙之处。这种对细节的执着和对数学结构美学的追求,使得这本书的价值远远超出了普通教材的范畴。它更像是一本参考手册,也是一本激发研究灵感的宝库。如果你只是想应付考试,或许这本书的某些部分会显得过于繁复,但如果你想真正掌握代数拓扑的精髓,并准备好进行独立研究,那么它无疑是必备的。

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