代数拓扑

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出版者:清华大学
作者:哈彻Hatcher
出品人:
页数:544
译者:
出版时间:2005-03-01
价格:68.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787302105886
丛书系列:天元基金影印系列丛书
图书标签:
  • 数学
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具体描述

《空间的回响:一个现代数学家的奇遇》 这是一本关于发现、关于理解,以及关于数学之美的手写日记,记录了一位年轻数学家,艾莉亚,在探索数学世界深处时,一次意外而又深刻的旅程。艾莉亚是一位充满好奇心的理论物理学家,她的研究方向虽然与抽象的数学分支有着千丝万缕的联系,但她从未真正沉浸其中。直到一次偶然的机会,她在一本尘封的古籍中,瞥见了那个她从未认真审视过的数学领域——代数拓扑。 故事始于艾莉亚在一个宁静的下午,在伦敦一家古老的图书馆里寻找与弦理论相关的资料。当她无意间翻开一本关于“纽结理论”的旧书时,她被书中那些看似杂乱无章却又蕴含着某种秩序的图画所吸引。那些缠绕的线条,它们是如何被精确地描述?又如何能区分出截然不同的缠绕方式?这个问题像一颗种子,在她心中悄然种下。 接下来的几周,艾莉亚的生活被这个新的数学领域占据。她开始在业余时间钻研,从基础概念入手,例如“同胚”、“同伦”、“基本群”等等。她发现,代数拓扑并非是枯燥的符号游戏,而是一种观察和理解空间形态的强大工具。它将复杂的几何对象,通过代数的方式进行编码和分类,从而揭示出隐藏在表面之下的本质结构。 艾莉亚的旅程并非一帆风顺。她曾为理解“万有覆盖空间”的概念而苦思冥想,也曾为“同调群”的抽象定义而感到困惑。但正是这些挑战,让她更加着迷。她开始将代数拓扑的工具运用到自己的物理学研究中,尝试用它来描述宇宙中的某些基本对称性,以及粒子物理学中的某些量子现象。 书中,艾莉亚记录了她与几位数学家的交流。一位是她的大学导师,一位是专攻代数几何的老教授,还有一位是她通过网络认识的年轻理论物理学家。他们或启发,或质疑,或指引,共同构成了艾莉亚学习道路上的重要节点。她也会在书中描绘自己思考的过程,例如她是如何用一根绳子来模拟同伦,或者如何用不同颜色的线来区分同调类。这些生动的比喻,让读者也能一同进入她探索的思维空间。 艾莉亚发现,代数拓扑不仅仅是一门数学分支,更是一种看待世界的方式。它教会她跳脱出具体的形状,去关注事物的“连通性”、“洞”的数量,以及它们在连续形变下的不变属性。这种抽象的能力,让她在面对物理学中的一些棘手问题时,能够找到新的视角。她甚至在研究黑洞的性质时,也尝试运用代数拓扑的思想,来理解其视界附近的奇特结构。 书中还穿插了艾莉亚的个人生活片段,她对自然界的好奇,对艺术的感悟,以及她与家人朋友之间的情感联结。这些生活中的元素,与她对数学的探索交织在一起,使得这个故事更加立体和温暖。读者会看到,一个纯粹的科学探索,也可以与日常生活的点滴温暖融合,最终升华成一种独特的生命体验。 故事的高潮,是艾莉亚在一次国际学术会议上,首次公开发表了她运用代数拓扑思想解释某个物理现象的研究成果。尽管她的观点颇具争议,但她清晰的逻辑和对数学工具的巧妙运用,赢得了在场许多数学家和物理学家的认可。那一刻,她感受到了知识的力量,以及探索未知带来的巨大喜悦。 《空间的回响:一个现代数学家的奇遇》并非一本教科书,它也不是一本严谨的学术专著。它更像是一段旅程的记录,一段关于好奇心如何引领我们走向更深邃的理解,一段关于抽象思考如何照亮现实世界的记录。通过艾莉亚的眼睛,读者可以看到数学的内在之美,以及它如何与我们所处的真实世界产生共鸣。这本书,献给所有对未知充满好奇,对逻辑之美心怀向往的人们。它会让你重新审视那些看似平凡的空间,发现其中蕴含的无尽奥秘。

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读后感

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用户评价

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我并非数学专业人士,对《代数拓扑》的涉猎,更多的是源于一种对抽象思维和逻辑探索的兴趣。这本书,就像一本开启智慧之门的钥匙,虽然扉页上写满了复杂的符号,但一旦你开始深入,便会发现其中蕴含着令人着迷的思想。书中关于“万有覆叠空间”的描述,让我对“覆盖”和“被覆盖”的数学关系有了更深的理解,这让我想到了在学习和理解一个新概念时,我们往往需要先掌握一些更基础、更普适的原理。这种“从局部到整体”、“从特殊到一般”的思考方式,在代数拓扑学中得到了完美的体现。我对书中关于“同调群”的构建方式感到非常惊奇,如何通过一系列代数运算,就能够如此精确地捕捉到空间的“洞”,这不仅仅是数学上的巧妙,更是一种对现实世界中“空缺”和“缺失”现象的深刻洞察。它让我认识到,即便是看似“不存在”的事物,也可以用严谨的数学语言来刻画和研究。这本书,让我对抽象思维的魅力有了全新的认识,也激励我不断去探索更深层的逻辑和结构。

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终于有幸拜读了《代数拓扑》这本巨著,虽然我对它涉猎的领域并非全然精通,但其展现出的学术深度和思想广度,已经让我深深折服。我并非数学科班出身,仅仅是因为对事物背后隐藏的结构和规律有着天然的好奇,才驱使我拾起了这本书。在阅读过程中,我仿佛置身于一个奇妙的数学王国,这里的语言是抽象的符号,这里的建筑是精巧的逻辑,而《代数拓扑》就是引领我穿越这片领域的一位向导。初翻开书页,那些充满几何直觉的图案和复杂符号便如潮水般涌来,起初让我有些望而却步,仿佛面对着一座巍峨的高山,不知道如何下口。然而,随着我耐下心来,一行行地解读,一个个的概念逐渐清晰,我开始体会到其中蕴含的严谨与美妙。例如,书中对“同伦”的阐述,是如何将两个连续映射看作是“等价”的,这个概念本身就充满了哲学意味。它告诉我,事物的本质并非在于其表面的形态,而在于其内在的连接方式和变形的可能性。这种思想的升华,让我对现实世界中的许多问题也产生了新的审视角度。再比如,书中深入浅出地介绍了“基本群”和“同调群”,这些抽象的代数结构,竟然能够如此有效地刻画空间的“洞”和“连通性”,简直是鬼斧神工。我无法想象,一群数学家是如何凭借智慧和毅力,将如此复杂的几何概念,转化为如此优雅的代数语言。这本书让我意识到,数学不仅仅是冰冷的公式和定理,更是人类对宇宙运行规律不懈探索的精神体现。我深信,即使日后我可能无法完全掌握书中的所有细节,但它所启发的那种思考方式,那种追求事物本质的精神,将伴随我一生,成为我认识世界的重要工具。

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我是一名对哲学和逻辑学都非常感兴趣的读者,当我接触到《代数拓扑》这本书时,我被其内在的严谨性和抽象性深深吸引。书中关于“同态”和“同构”的定义,让我联想到哲学中关于“同一性”和“相似性”的讨论。代数拓扑学正是通过这些代数结构,来界定哪些几何对象在拓扑意义上是“相同”的,或者说,它们是否拥有相同的“内在结构”。我尤其对书中关于“不动点定理”的证明感到震撼,它揭示了在某些条件下,一个映射必然存在一个“不动点”,这意味着即使在抽象的空间中,也存在着一种“稳定”的存在。这不禁让我联想到哲学中的一些关于“真理”或“本质”的探讨,是否存在一些不随观察者和环境变化的“核心”?《代数拓扑》所构建的数学框架,为我们提供了一种看待世界的新颖视角:从表面的变化中,去寻找那些隐藏的、不变的结构。它挑战了我对“现实”的理解,让我意识到,我们所感知的世界,很可能只是一个更高层级结构在某个特定维度上的投影。这本书让我更加坚信,数学是人类探索宇宙本质的强大工具,它能够揭示那些隐藏在现象背后的深刻规律。

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作为一名软件工程师,我一直对算法和数据结构非常着迷,而《代数拓扑》这本书,竟然能够从一个完全不同的角度,为我提供了许多新的启发。书中关于“同调理论”的介绍,让我联想到我们在处理复杂网络或图结构时,如何去理解它们的连接性和“连通区域”。《代数拓扑》所提出的“贝蒂数”,竟然能够量化一个空间的“洞”的数量,这让我想,是否可以将类似的思路应用到分析网络中的“环路”或“死锁”问题,从而设计出更健壮、更高效的算法?书中关于“胞复形”的定义,也让我看到了将离散的计算单元组织成更复杂的结构的可能性。我无法想象,一群数学家是如何将如此抽象的数学概念,与我们日常接触到的计算机和网络世界产生如此紧密的联系。这本书让我意识到,数学的边界远比我们想象的要宽广,而那些看似遥远的纯粹数学理论,往往隐藏着解决现实世界问题的关键。我将尝试将书中的一些思想,例如如何用代数方法刻画空间的“连通性”,应用到我未来的软件设计和算法优化中,我相信这会为我带来意想不到的突破。

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《代数拓扑》这本书,对我来说,更像是一次智力的极限挑战。我一直认为,数学中最迷人的地方在于它能够用最简洁的语言描述最复杂的世界。而这本书,恰恰是这种理念的极致体现。我花了很长时间才理解书中关于“链复形”和“边界算子”的定义,这些抽象的代数对象,竟然能够如此精确地刻画空间的“拓扑特征”,这让我惊叹于数学家的创造力。我尤其对书中对“微分流形”的讨论感到震撼,它如何将微积分和拓扑学的概念结合起来,形成一个强大的数学框架,这让我看到数学不同分支之间相互融合、相互促进的巨大力量。书中关于“上同调理论”的介绍,更是将代数拓扑的应用拓展到了更广阔的领域,它不仅仅是研究空间本身的性质,更能描述空间上的各种“层”和“映射”,这对于理解物理场、信息论甚至计算机科学中的某些问题,都可能提供重要的数学工具。阅读这本书的过程,对我而言,更像是一种对思维方式的重塑。它迫使我跳出传统的、具象的思维模式,去拥抱更加抽象、更加普适的数学语言。虽然我可能无法完全掌握书中的每一个证明,但它所教会我的那种严谨的逻辑推理能力,以及对事物本质的洞察力,将是我受益终生的财富。

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我是一名普通的文学爱好者,偶尔也会涉猎一些与艺术相关的理论书籍,而《代数拓扑》这本书,虽然标题听起来极其晦涩,但当我翻开它之后,却意外地发现,它所揭示的关于“结构”、“连接”和“变形”的思想,与我在文学批评和艺术分析中经常遇到的概念有着惊人的相似之处。书中对“同胚”的定义,让我联想到不同的艺术作品,虽然表面形式千差万别,但如果它们在内在的逻辑结构和情感表达上具有相似性,是否就可以被视为一种“同胚”?这种类比或许显得有些牵强,但《代数拓扑》正是通过这种看似抽象的方式,教会我们如何去发现事物之间深层的、不随表面形态变化的联系。我对书中关于“霍普夫纤维化”的描述尤为着迷,它讲述了如何用一个高维空间的“洞”来描述低维空间的“连接”方式,这让我联想到一些复杂的叙事结构,一个宏大的故事背景,可能通过一些看似微不足道的细节来连接起整个故事的脉络。这本书并非一本轻松的读物,它需要耐心和思考,但它所带来的思维启发是巨大的。它让我看到,即使是看似最纯粹的数学理论,也能够触及到我们对世界、对艺术、对人类情感的理解。它拓展了我对“结构”的认知边界,让我明白,在纷繁复杂的外表之下,往往隐藏着一种更为深刻的、具有普遍性的数学规律。

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《代数拓扑》这本书,对于我这样一个对“模式识别”和“数据分析”领域有浓厚兴趣的业余爱好者来说,是一次非常宝贵的学习经历。书中关于“持久同调”的介绍,让我看到了如何利用代数拓扑的工具来分析复杂数据集中“形状”和“结构”的持久性。例如,在点云数据处理中,持久同调似乎能够帮助我们区分出真正存在的“特征”和随机噪声造成的“伪特征”。我尤其对书中关于“降维”和“特征提取”的讨论感到着迷,代数拓扑的抽象概念,竟然能够为我们理解和处理高维数据提供强大的数学依据。它让我意识到,很多时候,我们看到的表面复杂现象,可能隐藏着更简单、更有意义的低维结构。通过这本书,我开始尝试用拓扑学的思想去审视我所接触到的各种数据,寻找其中隐藏的“洞”和“连通性”,这为我的数据分析工作带来了全新的思路和方法。

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《代数拓扑》这本书,对我而言,与其说是一本教材,不如说是一次心灵的洗礼。我一直以来都对“美”的本质有着浓厚的兴趣,而这本书,虽然是以数学的语言来表达,却处处散发着一种深刻的美感。书中对于“光滑流形”的描述,以及如何利用“微分形式”来研究流形的几何性质,让我感受到一种数学上的优雅与和谐。当读到书中关于“德拉姆定理”的介绍时,我更是为之震撼。这个定理竟然能够建立起一个关于“微分”和“积分”的深刻联系,将一个几何对象的“洞”的性质,通过代数运算巧妙地转化为其边界上的“流”的性质。这种数学上的“对偶性”和“统一性”,让我看到了宇宙中隐藏的秩序与规律。我对书中那些精巧的证明和令人拍案叫绝的思想感到由衷的赞叹。阅读《代数拓扑》的过程,就像是在欣赏一幅精美的画作,虽然我无法理解每一笔的颜料成分,但整体所呈现出的美妙意境,已经足以让我沉醉。它让我明白,数学不仅是逻辑的严谨,更是对宇宙之美的抽象表达。

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《代数拓扑》这本书,对于我这样一个在物理学领域摸爬滚打多年的研究者来说,无疑打开了一扇全新的大门。我一直以来都对物质世界的微观结构和宇宙的宏观形态充满疑问,而代数拓扑提供的数学工具,似乎能够提供一种全新的视角来审视这些问题。书中关于“流形”的定义和性质,以及如何通过代数方法来研究流形的拓扑不变量,这让我联想到我们在研究物理场时,常常需要考虑场的几何性质和对称性。《代数拓扑》所描述的“纤维丛”概念,更让我眼前一亮,它似乎可以自然地融入到描述规范场论和引力理论的框架中。我尤其对书中关于“庞加莱对偶”的讨论印象深刻,这是一种将高维空间的性质通过代数运算转化为低维空间性质的深刻思想,对于理解复杂物理系统中的信息传递和守恒律,或许有着重要的启示。尽管我目前还无法完全消化书中所有的技术细节,但其核心思想——利用抽象的代数结构来捕捉和描述几何对象的本质特征——给我留下了极其深刻的印象。这种“以柔克刚”的数学智慧,让我不禁赞叹数学的强大力量。通过这本书,我开始重新思考一些物理问题,尝试用拓扑的眼光去审视那些看似难以逾越的数学障碍,我相信,在未来的研究中,代数拓扑的思维方式将会对我产生深远的影响。

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我是一名对历史和科学思想的演变非常着迷的读者,《代数拓扑》这本书,为我提供了一个绝佳的视角来理解数学思想的进步。书中关于“庞加莱猜想”的提出和最终被证明的故事,本身就是一部引人入胜的科学史。它展示了人类在探索未知领域时,所经历的曲折、困惑以及最终的突破。我尤其对书中介绍的“微分几何”和“黎曼几何”的发展脉络感到好奇,这些早期思想是如何孕育出后来复杂的代数拓扑学的。这本书让我看到,一个伟大的数学理论,往往是无数前人智慧的结晶,是经过一代又一代数学家的不懈努力才得以建立起来的。它不仅仅是关于数学公式和定理,更是关于人类探索真理的精神。我了解到,数学中的许多概念,如“同伦”和“同调”,并非凭空产生,而是源于对现实世界中几何问题的思考和抽象。这本书让我更加敬佩那些伟大的数学家们,他们用非凡的智慧,为我们构建了理解宇宙的数学语言。

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这学期就能看完了,十分自豪。。。里面一些题目。。尼玛真不是人能想出来的。一些additional topics没看,其实有些还是值得看的,appendix里面的没细看,就知道一下应该也够了。。。接下来就要开始Bott&Tu了!

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很流行的一本代数拓扑书,但就内容而言,觉得如果不是专门学低维拓扑专业的,看Bott或者Novikov3可能会更好些。Ps:习题比较多。。

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有着非常好的直感训练,详尽的论述适合自学,但过多的内容需要取舍。

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友好的入门书。 读了不吃亏,包赚不赔。

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特别直观的书,基本上每个概念都附加图形和一般的折纸术。代数拓扑是用代数的方法研究拓扑的内容,其实这句话翻译成为代数拓扑中同伦和同调都是拓扑范畴到代数范畴的函子,结果我们对于数学的理解就是寻找类似函子关系的这样隐藏的数学结构,推而广之,在数学中有无穷多的数学对象和关系仅仅受制于有限个带关系的集合或特殊结构的对象,研究这几个特殊的结构在数学中的价值和意义就成为数学最重要的课题

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