代数拓扑讲义

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出版者:科学出版社
作者:周建伟
出品人:
页数:227 页
译者:
出版时间:2007年07月
价格:38.0
装帧:平装
isbn号码:9787030190512
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 代数拓扑
  • 研一下
  • 拓扑学
  • 代数拓扑5
  • algebraic_geometry
  • QS
  • 2009
  • 代数拓扑
  • 同调论
  • 上同调论
  • 基本群
  • 覆盖空间
  • 单纯复形
  • 纤维丛
  • 同伦论
  • 示性类
  • 拓扑不变量
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具体描述

本书内容以基本群、同调群为主.全书共五章.第1章介绍基本群与覆盖空间:第2章定义并讨论单纯同调群;第3章介绍奇异同调群,证明了奇异同调群是同伦不变量;第4章继续讨论同调群的性质,研究的主要工具是正合同调序列与切除定理;第5章介绍奇异上同调群并讨论它们的性质,证明了万有系数定理与Poincar6对偶定理.本书纲目清楚,论证严谨,易于教学。 本书可作为高等院校数学系高年级大学生及研究生的代数拓扑教材或教学参考书,也可供数学工作者阅读。

代数拓扑讲义 引言: 在现代数学的广阔图景中,代数拓扑占据着一个独特的、至关重要的地位。它是一门深刻而优美的分支,旨在运用代数工具来研究拓扑空间。通过将抽象的几何概念转化为代数结构,代数拓扑为我们理解空间的内在属性、分类形状以及揭示其本质连接提供了强大的框架。本讲义旨在引领读者进入这一迷人的领域,从基本概念出发,逐步深入到其核心理论和重要应用。 核心内容概览: 本讲义将围绕代数拓扑的几个核心支柱展开: 基本群 (Fundamental Group): 这是代数拓扑中最基本也最强大的工具之一。我们将从同伦(homotopy)的概念入手,理解路径和闭路的变形。在此基础上,定义基本群,并探讨其在识别空间连通性、孔洞以及“缠绕”性质方面的作用。我们将学习如何计算一些基本空间的âteaux群,例如圆周、球面以及更复杂的流形。 同调论 (Homology Theory): 当基本群不足以区分某些空间时,同调论提供了更精细的分析工具。我们将引入链复形(chain complex)和链映射(chain map)的概念,以及如何通过刻画链复形中的“洞”来定义同调群。读者将学习单纯同调(simplicial homology)和奇异同调(singular homology)等不同构造方法,并理解它们之间的等价性。同调群为我们提供了关于空间“孔洞”的代数不变量,能够区分许多仅靠基本群无法区分的空间。 上同调论 (Cohomology Theory): 上同调论可以看作是同调论的对偶,它提供了另一种看待空间结构的视角。我们将探索上同链复形和上同链映射,以及上同调群的定义。上同调论在代数拓扑中有着广泛的应用,例如在研究向量丛(vector bundles)、纤维丛(fiber bundles)以及代数几何等领域。 单纯复形和CW复形 (Simplicial and CW Complexes): 为了方便计算和理解,代数拓扑常常将空间分解为更小的、易于处理的“单元”。我们将深入研究单纯复形,将空间分解为单纯形(simplices),并在此基础上构建单纯同调。随后,我们将介绍更灵活的CW复形(Cellular Complexes),它允许我们将空间构建为维度递增的细胞(cells),这种构造方法在计算同调群时尤为高效。 同伦群 (Homotopy Groups): 基本群只考虑维度为1的闭路的变形,而同伦群则将这个概念推广到更高维度。我们将定义高阶同伦群,并探讨它们如何捕捉空间更精细的同伦性质。高阶同伦群的计算通常非常困难,但它们为理解空间的拓扑结构提供了极其深入的信息。 应用与联系: 本讲义还将触及代数拓扑在其他数学分支中的重要应用,例如微分几何(流形的分类)、代数几何(研究代数簇的拓扑性质)以及理论物理(例如拓扑量子场论)。通过这些例子,读者将体会到代数拓扑作为一种连接不同数学思想的通用语言的强大力量。 学习目标: 完成本讲义的学习后,读者将能够: 理解同伦和同胚的概念,并能够利用它们来判断空间的拓扑性质。 熟练掌握基本群的计算,并能将其应用于识别空间结构。 掌握同调论和上同调论的基本原理,并能计算一些简单空间的同调群。 理解单纯复形和CW复形的构造,并了解它们在计算中的优势。 初步了解高阶同伦群的概念及其重要性。 认识代数拓扑在数学和相关学科中的广泛应用。 适合读者: 本讲义适合具有扎实的高等代数(特别是群论和环论)基础,并对点集拓扑有基本了解的数学专业本科生、研究生以及对代数拓扑感兴趣的研究人员。 学习方法建议: 本讲义包含大量的概念、定义和定理,理解和掌握的关键在于勤加练习。我们鼓励读者在学习过程中,积极完成书中的例题和习题,并通过绘制图示来帮助理解抽象的拓扑概念。与同学或老师讨论,交流对概念的理解,也是提升学习效果的有效途径。 结语: 代数拓扑是一门充满魅力和挑战的学科。它既是研究空间本质的利器,也是连接数学不同领域的桥梁。希望本讲义能为您的代数拓扑之旅打下坚实的基础,激发您进一步探索这个精彩世界的兴趣。

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读后感

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用户评价

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这本书给我最大的启发在于,它让我看到了数学的“艺术性”的一面。不同于一些纯粹的计算型数学科目,代数拓扑更侧重于对事物本质属性的刻画和分类。书中关于“同伦”的概念,用“连续形变”来定义两个映射的等价性,这本身就是一种非常富有想象力的思维方式。它将抽象的数学关系赋予了直观的几何意义。我特别期待书中关于“基本群”的部分,它被认为是刻画空间“洞”的最基本工具。想象一下,在一个被挖了洞的球体上,一条无法穿过洞口的闭合曲线,无论如何变形,它总是绕着洞口至少转一圈。这种“绕圈数”就成为了一种不变量,一种用来区分不同拓扑空间的“标记”。这种用代数工具来描述几何特征的思路,在我看来简直是数学界的“点石成金术”。这本书的语言风格也十分优雅,作者善于运用精准而又富有洞察力的词语来阐述复杂的概念,即使是初学者,也能从中体会到数学的精妙之处。它让我意识到,数学不仅仅是枯燥的符号和公式,更是一种创造性的语言,一种用来描述世界本质的独特方式。

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这本书所提供的知识体系,对我而言,不仅是对数学概念的深度挖掘,更是对逻辑思维的系统训练。作者在阐述每一个定理或性质时,都力求论证的严谨和过程的清晰。我注意到书中反复强调“不变量”的概念,比如同调群,它们能够在连续形变下保持不变,从而成为区分不同拓扑空间的有力工具。这让我联想到在现实生活中,我们也在不断寻找事物的“本质特征”,比如识别不同人脸的独特之处,或者辨别不同音乐风格的相似性。代数拓扑提供了一种非常普适的思维框架,将这种寻找本质特征的思路数学化。我尤其期待书中关于“奇异同调”的部分,这是代数拓扑中最基础也是最重要的概念之一,它利用“单纯复形”来逼近任意拓扑空间,然后通过代数计算来获得空间的拓扑不变量。这种将连续的几何对象离散化,再用代数方法处理的思路,充分展现了数学的智慧和力量。这本书的语言风格也颇具特色,既有严谨的数学术语,又不乏富有启发性的哲学思考,能够引导读者在学习知识的同时,也进行深入的思考。

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作为一名对理论物理领域深感兴趣的爱好者,我一直试图寻找能够连接起抽象数学概念与物理世界规律的桥梁。在学习相对论和量子力学时,我常常会遇到诸如黎曼流形、纤维丛等概念,它们在描述时空结构和量子场论中扮演着至关重要的角色。虽然一些物理教材会简单介绍这些概念,但其背后深刻的数学原理往往一带而过,留给我的是一种“知其然不知其所以然”的困惑。我之所以选择《代数拓扑讲义》,正是看中了它作为一本专门的数学教材,能够提供更加严谨和全面的数学框架。我希望通过学习其中的基本概念,如拓扑空间、连续映射、同胚等,能够更好地理解物理学中描述空间属性和形变的数学工具。特别是那些关于同调群、上同调群的章节,我听说它们在拓扑量子场论和弦理论中有着极其重要的应用,能够用来刻画物理系统的拓扑性质,甚至与物理量的守恒律息息相关。这本书的厚度本身就暗示了其内容的丰富性和深度,我期待它能为我的物理学习之路提供坚实的数学基础,让我能够更深刻地理解宇宙运行的奥秘。

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这本书的封面设计就透着一股严谨的学术气息,厚实的纸张触感和沉稳的配色,让人在拿到它的时候就感受到一种扎实的力量。翻开第一页,便被那排版精美的数学公式和清晰的几何图形所吸引。虽然我并非数学专业的科班出身,但从小就对抽象的数学世界充满了好奇。我在学习微积分和线性代数时,就对一些更深层次的结构和概念产生了疑问,比如空间是如何被“洞”或者“孔”来刻画的,以及这些“洞”的多少和种类是如何被数量化的。这本书似乎正是解答这些疑问的钥匙,它将我引入了一个全新的视角,让我得以窥探数学家们构建的抽象而又迷人的世界。即使只是初略地翻阅,也能感受到作者在内容组织上的匠心独运,概念的引入循序渐进,逻辑链条紧密相连,仿佛在为我铺设一条通往真理的羊肠小道。我尤其期待书中关于同伦论和同调论的章节,那是我在其他入门书籍中接触到的最令人着迷的部分,希望能在这本教材中获得更系统、更深入的理解,并能将这些抽象的理论与直观的几何对象联系起来,从而真正体会到代数拓扑的魅力所在。

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对于我来说,学习代数拓扑不仅仅是为了掌握一套数学工具,更是为了拓展思维的边界,认识到数学的广度和深度。这本书的风格非常独特,它既有严谨的数学论证,又不乏对数学思想的哲学思考。作者在讲解每个概念时,往往会穿插一些历史背景的介绍,或者讨论该概念在数学发展中的重要意义,这让我不仅仅是在学习知识,更是在学习一种看待数学的方式。我特别喜欢书中关于“不变量”的概念,它是代数拓扑的核心思想之一,即在连续变形下保持不变的性质。这让我联想到生活中很多事物的本质,很多时候我们关注的并不是事物的表象,而是其内在的、不随时间或形态变化而改变的“不变量”。比如,一个人即使改变发型、服装,其内在的人格特质往往是相对稳定的。这种跨领域的联想,让我觉得代数拓扑的思维方式具有普适性。这本书的排版也十分考究,大量的图示清晰地描绘了各种拓扑空间的结构和变形过程,配合文字讲解,能够极大地提升学习效率,让我能够更直观地理解那些抽象的几何概念。

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这本书所传递的数学思想,对我而言,是一种全新的认知视角。我一直认为数学是研究数量和关系的学科,而代数拓扑则让我看到了数学在研究“形状”和“结构”上的另一面。它将抽象的代数语言转化为刻画空间几何性质的工具,这其中的创造性让我印象深刻。我特别关注书中关于“不动点定理”的介绍,这是代数拓扑中一个非常著名且重要的结果,它表明某些特定的映射在某些空间中必然存在不动点。这个定理在许多数学和科学领域都有着广泛的应用,比如在经济学、博弈论以及一些物理模型的分析中。理解这个定理背后的代数拓扑原理,将有助于我更深刻地理解这些应用场景。本书的排版和插图也做得非常出色,清晰的图示能够直观地展示抽象的几何概念,极大地促进了我的理解。作者在讲解时,也常常会穿插一些历史背景和数学哲学思考,让我不仅学习了知识,也对数学的发展和思想有了更深的认识。我期待通过这本书,能够系统地学习代数拓扑的核心概念,并将其中的思想应用于我自己的学习和研究中。

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我之所以对《代数拓扑讲义》抱有极高的期待,是因为它所研究的领域——代数拓扑,在我看来是连接抽象数学与直观几何的桥梁。在学习微积分和线性代数时,我早已领略到数学的严谨与力量,但总感觉它们更侧重于空间的度量和变化,而对空间的“形状”和“连通性”的探讨却不够深入。代数拓扑恰恰填补了这一空白,它通过将空间的概念转化为代数对象,用代数的方法来研究空间的拓扑性质,比如空间的“洞”的数量和种类。我特别想通过这本书来深入理解“同伦”和“同调”的概念。我听说同伦群能够描述空间中不同闭合曲线的“缠绕”方式,而同调群则能够刻画空间的“孔隙”。这些概念听起来既抽象又充满魅力,仿佛是数学家们为我们描绘的关于空间本质的秘密。这本书的编排方式也十分吸引我,据说它会从最基础的拓扑空间定义开始,然后逐步引入同伦、同调等概念,并辅以大量的图示和例子,这对于我这样一个非数学专业的读者来说,是非常友好的。我期待这本书能为我打开一扇新的数学之门。

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我对这本书的评价,可以说是充满了期待与学习热情。在接触代数拓扑之前,我对“拓扑”这个词的理解仅限于地理学上的地图绘制和空间距离的度量。然而,这本书彻底颠覆了我的认知,它让我明白,拓扑学研究的是物体在连续变形下保持不变的性质,而代数拓扑则利用代数工具来研究这些拓扑性质。这种将抽象代数结构与直观几何概念相结合的学科,在我看来是数学领域中最具创造力和活力的分支之一。我特别欣赏书中对于“同调论”的介绍,它通过构建一系列的代数不变量(同调群),来刻画空间的“洞”以及连接这些“洞”的结构。这就像是在为复杂的几何对象制作一份详细的“基因图谱”,通过分析这些图谱,我们就能了解它们的内在结构,甚至区分出哪些是相似的,哪些是截然不同的。这本书的编排也相当人性化,章节之间的过渡自然流畅,每个新的概念都会建立在已有的知识基础之上,让我能够逐步建立起对代数拓扑的系统认识。我尤其期待书中关于“辛则代数”和“纤维丛”的内容,这些概念在现代数学和物理学中都扮演着核心角色,我相信这本书能够为我提供一个坚实的学习起点。

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阅读这本书的体验,更像是在探索一座宏伟的数学迷宫,每一步都充满挑战,但每一次突破都能带来巨大的满足感。作者对于概念的阐释非常细致,即使是最抽象的定义,也能通过巧妙的比喻和直观的例子来帮助读者理解。我尤其欣赏书中对于同伦等价和同调群的引入方式,它并没有一开始就抛出冰冷的公理和定理,而是先从一些简单的几何对象入手,例如圆周和一条线段,通过变形的方式引导读者体会“拓扑等价”的直观含义。这种由易到难,由具象到抽象的教学思路,极大地降低了代数拓扑这门学科的入门门槛。我曾尝试阅读过其他一些代数拓扑的书籍,但往往在初期就因为概念的晦涩和证明的跳跃而感到沮丧。而这本书则不同,它仿佛一位耐心循循善诱的导师,始终陪伴着读者,一步一步地引导我们深入探索。即便是一些复杂的证明,书中也往往会提供不同角度的解读,或者将证明分解成若干个小步骤,并给出每一步的逻辑依据。这对于我这样非数学专业的读者来说,无疑是巨大的福音,让我能够克服学习过程中的畏难情绪,坚持下去。

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阅读这本书,我仿佛是在进行一场脑力探险,每一次深入都意味着对抽象概念的更深层次理解。作者在讲解过程中,非常注重概念的引入和发展逻辑,力求让读者能够清晰地把握代数拓扑的精髓。我特别欣赏书中对于“连续映射”和“同胚”的讨论,这不仅是代数拓扑的基础,也是理解拓扑等价的关键。它让我明白,两个物体在拓扑上是等价的,意味着它们可以通过连续的拉伸、弯曲而不被撕裂或粘合来相互转化。这种思维方式,对于理解物理学中的对称性以及一些更深层次的数学结构,都具有非常重要的意义。我尤其期待书中关于“细胞复形”和“庞加莱对偶”的内容,这些概念在代数拓扑的理论体系中占据着重要地位,能够帮助我们更深入地理解空间的结构以及不同拓扑不变量之间的关系。这本书的语言风格十分严谨而又富有启发性,作者善于用精准的数学语言来描述复杂的概念,同时又不乏对数学思想的深刻洞察,这使得我在学习过程中既能获得知识,也能获得思想上的提升。

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很好,拓扑的书里边他的算清晰的了

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