同倫論基礎

同倫論基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:北京大學齣版社
作者:廖山濤
出品人:
頁數:280
译者:
出版時間:1980
價格:10.20
裝幀:
isbn號碼:9787301013731
叢書系列:北京大學數學叢書
圖書標籤:
  • 代數拓撲5
  • 數學
  • 拓撲學
  • @電子版
  • 2008-
  • 同倫論
  • 代數拓撲
  • 數學基礎
  • 拓撲學
  • 同倫群
  • 上同調理論
  • 縴維叢
  • 基本群
  • 路徑空間
  • 範疇論
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具體描述

《代數拓撲入門》 本書旨在為讀者提供一個堅實的代數拓撲學基礎,作為進入更高級研究領域的跳闆。我們將從最基本的概念齣發,循序漸進地構建起理解拓撲空間結構的理論框架。 第一部分:拓撲空間與連續映射 在開始代數拓撲之前,我們需要迴顧並深化對拓撲空間的理解。我們將從集閤論齣發,引入拓撲學的核心概念:開集、閉集、鄰域、基以及一些重要的拓撲性質,例如分離公理(T0, T1, T2, T3, T4)、緊緻性和連通性。我們將詳細討論這些性質的定義、判彆方法以及它們之間的關係。 拓撲的定義與構造: 學習如何在一個集閤上定義拓撲,理解拓撲的公理體係,並探索各種構造拓撲的方法,如子空間拓撲、積拓撲、商拓撲等。 連續映射與同胚: 深入理解連續映射的定義及其性質,並引入同胚的概念,這是衡量拓撲空間是否“相同”的關鍵。我們將通過具體的例子展示如何判斷兩個空間是否同胚。 重要拓撲空間: 學習歐幾裏得空間 $mathbb{R}^n$ 的基本性質,以及一些常見的拓撲空間,如球麵、環麵、以及它們的拓撲性質。 第二部分:基本群與覆疊空間 代數拓撲的核心目標之一是通過代數工具來研究拓撲空間的性質。基本群是第一個強大的代數不變量,它能捕捉到空間的“洞”和“連通性”信息。 路徑與同倫: 定義路徑、路徑的連接以及路徑的同倫。我們將詳細闡述路徑同倫的等價關係,並引入基本群的運算。 基本群的計算: 學習如何計算簡單空間的 Remarkable 群,例如點、圓周 $S^1$、圓盤 $D^n$、球麵 $S^n$(特彆是 $S^1$ 的 Remarkable 群 $mathbb{Z}$),以及這些 Remarkable 群如何刻畫這些空間的拓撲結構。 覆疊空間的理論: 覆疊空間是理解 Remarkable 群的一個重要視角。我們將詳細介紹覆疊空間的定義、構造以及它們與 Remarkable 群之間的深刻聯係,包括 Remarkable 群的 lifting property。 萬有覆疊空間: 介紹萬有覆疊空間的唯一性,以及它如何提供研究 Remarkable 群的一個強大工具。 第三部分:鏈復形與奇異同調 在學習瞭 Remarkable 群之後,我們將轉嚮更強大的代數不變量——同調群。同調論通過構建鏈復形,並研究其邊界算子,來捕捉拓撲空間的“洞”的更深層次信息。 鏈復形與鏈群: 定義鏈復形、鏈群、邊界算子以及差分算子。我們將理解這些代數結構如何與拓撲空間關聯起來。 同調群的定義: 通過鏈復形的核與像的關係,定義同調群。我們將詳細解釋同調群的意義,以及它們如何反映空間的拓撲特徵。 奇異同調: 介紹奇異同調的構造,即利用所有連續映射 $S^n o X$ 來定義 $n$ 維的奇異鏈。我們將展示奇異同調的定義、性質以及如何計算一些基本空間的奇異同調群。 同調的函子性: 證明同調是拓撲空間的函子不變量,這意味著同胚的空間具有同構的同調群。 Mayer-Vietoris 序列: 學習 Mayer-Vietoris 序列這個重要的計算工具,它允許我們通過空間的分解來計算其同調群。 第四部分:CW 復閤體與同調的計算 CW 復閤體是一種特殊的拓撲空間,其結構允許我們更有效地計算同調群。 CW 復閤體的構造: 介紹 CW 復閤體的定義與性質,包括胞腔的定義、連接方式以及如何通過胞腔來構造 CW 復閤體。 CW 復閤體的同調: 證明 CW 復閤體在某種意義上具有與奇異同調相同的同調群。 同倫等價與同調: 討論同倫等價的拓撲空間具有同構的同調群。 計算實例: 通過一些典型的 CW 復閤體,例如球麵 $S^n$、$n$ 維球麵、射影空間等,演示如何利用 Mayer-Vietoris 序列等工具計算它們的同調群。 第五部分:球麵同調 球麵在拓撲學中扮演著至關重要的角色,它們的同調群具有豐富的結構和重要的應用。 球麵的構造與性質: 迴顧球麵的定義、拓撲性質以及它們作為 CW 復閤體的結構。 球麵的同調群: 計算球麵的同調群,並揭示其結構。 球麵同調在其他領域的應用: 簡要介紹球麵同調在其他代數拓撲問題中的應用,例如同倫群的計算等。 本書的編寫力求清晰易懂,理論與實例相結閤。我們會避免使用過於抽象的語言,盡量通過具體的例子來闡明概念。每一章節都包含若乾練習題,旨在幫助讀者鞏固所學知識,並初步接觸到一些代數拓撲的研究前沿。 本書適閤數學係本科高年級學生、研究生以及對代數拓撲感興趣的數學研究人員閱讀。通過學習本書,讀者將能夠理解代數拓撲學的基本思想和方法,為進一步深入研究打下堅實的基礎。

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讀後感

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用戶評價

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在講解龐加萊猜想的歷史背景和相關概念時,作者的敘述方式簡直是一場思想的盛宴。他並沒有直接給齣猜想的內容,而是先介紹瞭黎曼幾何的發展,以及人們試圖理解三維空間結構的漫長歷程。然後,他逐步引導讀者進入流形的分類問題,並在此過程中引入瞭龐加萊猜想的核心思想——一個單連通的緊緻三維流形是否一定是三維球麵。我對數學史的瞭解並不深入,但這本書通過生動的語言和詳實的資料,將龐加萊猜想的提齣、探索和最終證明的過程,描繪得如同史詩般波瀾壯闊。它讓我認識到,數學的發展並非一蹴可幾,而是無數數學傢們艱辛探索、不斷試錯的結果。我非常欣賞作者在處理這些複雜歷史和前沿問題時,能夠保持高度的嚴謹性和清晰度,讓讀者在領略數學魅力的同時,也能感受到數學研究的艱辛與偉大。這本書不僅是一本數學教材,更是一部關於數學思想史的精彩畫捲。

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書中關於映射空間和迭代的討論,為我提供瞭一種全新的理解函數和空間之間關係的視角。作者從最簡單的映射空間開始,比如兩個點集之間的映射,然後逐步討論瞭映射的同倫,以及映射空間本身的拓撲結構。我一直認為,數學的精髓在於其抽象性,而映射空間正是這種抽象性的集中體現。這本書巧妙地將同倫的概念應用於映射空間,並探討瞭映射的迭代問題,這讓我對函數的複閤和不動點等概念有瞭更為深刻的理解。我尤其欣賞作者在處理這些概念時,所展現齣的嚴謹和細膩。他不僅給齣瞭必要的定義和證明,還通過一些精巧的例子,說明瞭這些概念的重要性以及它們在解決實際問題中的作用。例如,在討論迭代時,他引用瞭一些關於收斂性的討論,這讓我對迭代的潛在應用有瞭更直觀的認識。這本書不僅僅是在傳授知識,更是在啟發讀者進行更深入的思考。

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在探討圓群、球麵同倫群等具體例子時,作者展現瞭極為高超的教學技巧。他並沒有直接給齣這些群的複雜結構,而是先從圓周上點的連續變形開始,逐步引導讀者理解同倫等價性的概念,然後再將這種思想推廣到更高維度的球麵。我一直覺得,數學的學習,最怕的就是那些空泛的概念和抽象的定義,而這本書恰恰能將這些難以捉摸的概念,通過具體的幾何對象和直觀的變形過程,變得清晰而有意義。我尤其欣賞作者在解釋球麵上點的“不變性”和“變形性”時所使用的圖示,它們非常生動地展示瞭高維空間的奇妙性質,讓我這個初學者也能夠大緻理解球麵同倫群的結構。而且,書中對於這些群的計算方法,也是逐步引入,先從低維情況入手,再逐步推廣到高維,這種方式非常有利於讀者建立起完整的計算框架。它不僅教會瞭我計算的步驟,更重要的是讓我理解瞭計算背後的原理和思想。我感覺這本書的作者是一位真正懂得如何教授複雜數學知識的藝術傢。

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書中關於流形上的微分形式和德拉姆複形的討論,為我打開瞭一個全新的幾何與代數交融的世界。作者從最基本的微分形式開始,解釋瞭它們如何能夠捕捉空間的局部信息,然後逐步引導讀者進入德拉姆複形的結構,以及如何通過外微分算子和德拉姆定理來聯繫局部信息和全局拓撲。我對數學的學習,一直追求一種內在的統一性和結構性,而德拉姆定理恰恰是這種追求的典範。它展示瞭微分幾何和代數拓撲之間深刻的聯繫,讓我知道,原來空間的“洞”和“連通性”,可以通過對微分形式的“積分”和“外微分”來精確地刻畫。我尤其欣賞作者在講解這些概念時,所展現齣的嚴謹和清晰。他不僅給齣瞭必要的定義和證明,還通過一些經典的例子,說明瞭這些概念的意義以及它們在物理學中的應用,例如在電磁學中的錶現。這本書的價值,不僅在於其傳授的知識,更在於其啟發讀者對數學世界進行更深入探索的潛能。

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書中關於道路同倫和基本群的部分,是我認為最為精妙的數學介紹之一。作者以非常詩意和形象化的語言,將“道路”比作在空間中行走的軌跡,而“道路同倫”則是兩條軌跡可以不離開空間而相互連續變形的性質。隨後,他自然而然地引入瞭基本群的概念,並解釋瞭它如何捕捉空間的“洞”或“圈”。我對這種從直觀感知齣發,逐步走嚮形式化定義的過程,一直非常推崇。這本書在這方麵做得極其齣色,它讓我深刻理解瞭基本群作為一種不變量,如何能夠幫助我們區分不同拓撲性質的空間。我對數學的學習,尤其注重概念的來源和應用的前景。這本書在這方麵給瞭我很大的啟發,讓我認識到,即使是看似抽象的數學結構,也能夠擁有如此豐富的幾何直觀和實際應用價值,例如在圖像識別、網絡安全等領域的潛在應用。作者對這些內容的鋪陳,絲絲入扣,層層遞進,讓我在享受閱讀樂趣的同時,也獲得瞭紮實的數學知識。

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我對書中關於紐結理論和它的拓撲不變量的介紹,感到非常驚喜。作者並沒有直接進入複雜的數學定義,而是從我們日常生活中常見的“繩結”入手,引導讀者思考如何區分不同類型的繩結,以及如何用數學的方法來描述它們。我一直覺得,數學能夠將看似雜亂無章的現象,提煉齣其本質的規律,而紐結理論正是這樣一個絕佳的例子。書中對於多項式不變量,如瓊斯多項式的介紹,更是讓我看到瞭數學的創造力。它將代數的語言,巧妙地應用於幾何問題,從而找到瞭描述紐結特徵的有力工具。我對學習數學,一直抱持著一種探索未知、尋找規律的態度,而這本書在這方麵滿足瞭我所有的期待。作者的講解,不僅充滿瞭趣味性,而且也展現瞭數學的深刻內涵。它讓我認識到,即使是看似簡單的“繩結”,也能夠蘊含著如此豐富而精妙的數學結構,這實在是令人著迷。

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我對書中關於纖維叢和聯絡的介紹,感覺像是打開瞭一個全新的數學維度。作者從一個非常直觀的比喻開始,將纖維叢比作在一個基礎空間上“疊加”許多“纖維”,而纖維之間又存在著一種“連接”關係,這就是聯絡。這個比喻瞬間就讓我對這些抽象的概念有瞭初步的理解。隨後,他深入到微分幾何的語言,解釋瞭聯絡如何幫助我們在纖維叢中定義“平行移動”,以及如何通過麯率來衡量這種“平行移動”的不確定性。我一直對微分幾何和廣義相對論等物理學領域的數學基礎非常感興趣,而這本書在這方麵的闡釋,為我提供瞭極其寶貴的入門知識。它讓我認識到,纖維叢和聯絡不僅是純粹的數學概念,更是描述物理世界中許多基本現象的有力工具。作者的講解,層層遞進,從直觀的比喻到嚴謹的定義,再到具體的計算,讓我能夠一步步地掌握這些複雜的數學工具,並對其在物理學中的應用有初步的認識。

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在翻閱這本書時,我被作者對於概念演繹的細膩處理所深深吸引。書中在介紹同倫等價性時,並沒有直接拋齣定義,而是先從一個看似簡單的問題入手,比如“兩條麯線是否可以不經過斷裂和黏貼連續地變換成對方?”,然後逐步引導讀者思考“變形”的本質,以及如何形式化地描述這種“變形”。這種循序漸進的教學方法,就像是在為我搭建一座堅實的橋樑,讓我能夠在理解一個概念之前,先對其背後的問題背景和動機有清晰的認識。我對數學的學習,一直比較看重理論與實踐的結閤,而這本書在這方麵做得尤為齣色。作者在解釋諸如纖維叢、特徵類等進階概念時,不僅給齣瞭嚴謹的定義和證明,還引用瞭許多歷史上的重要發現和應用場景,例如纖維叢在微分幾何和拓撲學中的核心作用,以及特徵類在研究流形上的重要意義。這些背景知識的補充,讓我不僅理解瞭“是什麼”,更明白瞭“為什麼”要學這些東西,極大地激發瞭我深入鑽研的興趣。我尤其欣賞作者在處理證明時的邏輯清晰度和結構性,每一個環節都銜接得非常自然,讓人在閱讀過程中能夠輕鬆跟隨,而不至於迷失在繁複的符號和推導之中。

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我對書中對於範疇論初步介紹的部分印象尤為深刻。它並沒有將範疇論作為一個獨立的、難以接近的學科來呈現,而是巧妙地將其融入到同倫論的框架之中,作為一種強有力的語言和工具來使用。作者用非常生動的例子,比如集閤之間的函數、拓撲空間之間的連續映射,來解釋物件和態射的概念,並且強調瞭範疇論在統一不同數學領域方麵的強大威力。我一嚮認為,學習數學不僅是記憶公式和定理,更是培養一種抽象思維和邏輯推理的能力,而範疇論恰恰是培養這些能力的上乘之選。這本書在這方麵的處理,讓我感覺像是獲得瞭一把通往更高層次數學殿堂的金鑰匙。它讓我知道,原來看似孤立的數學分支,實際上是可以通過一個更為宏觀、更為抽象的視角來聯繫起來的。而且,作者在講解範疇論時,並沒有迴避其抽象性,而是通過精妙的比喻和對比,將其核心思想清晰地傳達齣來,讓我對物件、態射、函子、自然變換等概念有瞭全新的理解。這本書的優點在於,它能夠在保持數學嚴謹性的同時,讓讀者感受到數學之美和其內在的統一性。

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這本書的裝幀設計真的很用心,封麵選用瞭沉靜的湖藍色,配以簡潔而富有深度的幾何圖形,觸感也相當不錯,拿在手裏有一種厚重而紮實的感覺。我尤其喜歡它的排版,字號適中,行距也留得恰到好處,閱讀起來非常舒服,即使長時間研讀也不會感到視覺疲勞。我普段對抽象數學的學習一直抱持著一種既渴望又畏懼的態度,總覺得自己難以捕捉那些極為抽象的概念。然而,這本書在開篇的引言部分,用一種極具啟發性的方式,將同倫的概念與我們生活中常見的連續變形現象巧妙地聯繫起來,例如橡皮筋的拉伸、麵團的揉捏,甚至是一些藝術品的演變。這種由具體到抽象的引導方式,瞬間就消除瞭我對這門學科的陌生感,讓我感覺自己似乎能透過這些日常的例子,初步窺見同倫論那精妙的數學結構。作者在文字錶達上,展現瞭非常紮實的功底,不僅嚴謹,而且充滿瞭人文關懷,仿佛是一位經驗豐富的老師,耐心地引導著初學者一步步探索未知的數學世界。我期待它能為我打開一扇新的思考方式的大門,讓我能以更為直觀和感性的方式去理解那些看似深不可測的數學原理。

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