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拓扑学引论

《拓扑学引论》是上海科学技术出版社于1978年出版的书籍,作者是江泽涵

内容简介

是近代发展起来的一个研究连续性现象的数学分支。中文名称起源于希腊语Τοπολογία的音译。Topology原意为地貌,于19世纪中期由科学家引入,当时主要研究的是出于数学分析的需要而产生的一些几何问题。发展至今,拓扑学主要研究拓扑空间在拓扑变换下的不变性质和不变量。

举例来说,在通常的平面几何里,把平面上的一个图形搬到另一个图形上,如果完全重合,那么这两个图形叫做全等形。但是,在拓扑学里所研究的图形,在运动中无论它的大小或者形状都发生变化。在拓扑学里没有不能弯曲的元素,每一个图形的大小、形状都可以改变。例如,前面讲的长城欧拉在解决哥尼斯堡七桥问题的时候,他画的图形就不考虑它的大小、形状,仅考虑点和线的个数。这些就是拓扑学思考问题的出发点。

拓扑发展

拓扑学建立后,由于其它数学学科的发展需要,它也得到了迅速的发展。特别是伯恩哈德·黎曼创立黎曼几何以后,他把拓扑学概念作为分析函数论的基础,更加促进了拓扑学的进展。

二十世纪以来,集合论被引进了拓扑学,为拓扑学开拓了新的面貌。拓扑学的研究就变成了关于任意点集的对应的概念。拓扑学中一些需要精确化描述的问题都可以应用集合来论述。

因为大量自然现象具有连续性,所以拓扑学具有广泛联系各种实际事物的可能性。通过拓扑学的研究,可以阐明空间的集合结构,从而掌握空间之间的函数关系。本世纪三十年代以后,数学家对拓扑学的研究更加深入,提出了许多全新的概念。比如,一致性结构概念、抽象距概念和近似空间概念等等。有一门数学分支叫做导数几何,是用微分工具来研究曲线、曲面等在一点附近的弯曲情况,而拓扑学是研究曲面的全局联系的情况,因此,这两门学科应该存在某种本质的联系。1945年,美籍中国数学家陈省身建立了代数拓扑和微分几何的联系,并推进了整体几何学的发展。

拓扑学发展到今天,在理论上已经十分明显分成了两个分支。一个分支是偏重于用分析的方法来研究的,叫做点集拓扑学,或者叫做分析拓扑学。另一个分支是偏重于用代数方法来研究的,叫做代数拓扑。现在,这两个分支又有统一的趋势。

拓扑学在泛函分析、李群论、微分几何、微分方程额其他许多数学分支中都有广泛的应用。

作者简介

江泽涵,数学家,数学教育家。早年长期担任北京大学数学系主任,为该系树立了优良的教学风尚。致力于拓扑学,特别是不动点理论的研究,是我国拓扑学研究的开拓者之一。

江泽涵于1902年10月6日出生于安徽省旌德县。父亲江世才,幼年当过学徒,后经商。母胡氏。家中薄有田产,供子女读书。江泽涵的家乡江村是一个偏僻山村。童年时他进过私塾,后又上过乡村小学。他奋发好学,学业突出。1919年初,他的堂姐夫、著名学者胡适回乡探亲,他遂跟胡适来到北方求学。当年夏天考入天津市南开中学二年级,并且只用了三年时间,就修完了中学的全部课程。1922年,江泽涵升入南开大学数学系,开始了他漫长的数学生涯。在南开大学,他幸遇我国近代数学的先驱,著名数学家和教育家姜立夫教授,并从此师从姜立夫先生。1926年大学毕业后,姜立夫带他去厦门大学数学系,让他当自己的助教。在这朝夕相处的一年里,他们的师生情谊更加深厚了。姜老先生的言传身教,使江泽涵在做学问、教学、办学以至为人等诸多方面都得益匪浅。

参考资料