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從歐洲到美國的拓撲學—讀《20世紀數學經緯》之格丁根學派黃金時期(1918-1933)摘要9拓撲學的發展拓撲學,原意是地

作者:宜爾佳科創空間

從歐洲到美國的拓撲學

—讀《20世紀數學經緯》之格丁根學派黃金時期(1918-1933)摘要9拓撲學的發展

拓撲學,原意是地志學,研究地形的學問.一個地方的地形,當然是從總體上考察,并不要求精細入微,由字根的含義,可見拓撲學應是研究幾何圖形的宏觀性質,從大範圍出發、整體上着眼的數學分支.

“拓撲”一詞是陳省身在940年代向青年研究人員講課時譯出的,當時他還戲稱之為“托缽”,意為應當像出家修行那樣認真苦讀。

拓撲學問題的淵源,大家都知道出自歐拉.著名的哥尼斯去七橋問題是把陸地看成點,橋看成線、從總體把握它的結構,結果化為個“一筆畫”問題.

多面體.其頂點數V、棱數E和面數F總有等式V+F-E=2.

這一等式的成立與多面體的形狀大小無關,僅和它的總體結構有關,這又是一個典型的拓撲學問題.

18世紀的數學,正是研究局部現象的微積分學大踏步征服各科領域之時,此類整體性問題尚未引起重視,隐藏在它們背後的數學内容當然也不會得到開發。

19世紀的數學提出的許多問題,住作涉及高維幾何圖形的整體性質.高斯研究了線積分,其路徑是兩條不相交而環套者的有向線C1、C2:這實際上是要研究環面C1×C2到球面S的映射的覆寫次數.黎曼提出的問題更為般,在幾何上他開創了流形的研完,在複分析中,他研究解析函數的解析開拓,從多值函數的一葉到另外一葉.這顯然是一個典型的拓撲學問題.H外爾在1916年寫的《黎曼曲面》一書對此作了回答和推廣.此外,克羅内克考慮了一組函數f1,f2,……的公共零點集合的結構,導緻所謂“克羅内克特征标”,這其實也是拓撲學問題.

大數學家龐加萊開創了拓撲學的新局面!他在研究動力系統理論時,把局部類似n維開球的幾維流形作為出發點,并首創性地給出了曲面的道路。1895年,龐加萊寫了《位置分》一書,至今仍是典範.龐加萊的拓撲學丁作确實是超前于時代,當時的數學界并未引起重視。

20世紀的最初十幾年,拓撲學工作僅限于點集拓撲學研究.豪斯多夫的《集合論基礎》是極好的總結.

進入1920年代,十分強勁的拓撲研究開始了.到了1935年的莫斯科拓撲會議,終于實作了一次較大規模的國際交流和檢閱,在代數拓撲方面作出基本貢款的主要人物有:

荷蘭:布勞威爾、弗萊登塔爾:瑞上:霍普夫.德·拉姆;

德國:E.諾特;

英國:霍奇

蘇聯:亞曆山特羅夫、柯爾莫哥洛夫、龐特裡亞金;

美國:維布倫、莫爾斯、亞曆、萊夫謝茨(Solomon Lefchet2,1884~1972)、惠特尼:

丹麥:尼爾森;

捷克:切林

波蘭:夕爾定斯基、岸拉托大斯基、赫維茨

布勞威爾在1910年代相當活躍.他給出維數不變性以及不動點理論等

1920年代,在萊夫謝資和霍奇之行過激烈的競争.他們都緻力于研究如何将拓撲學用于代數幾何.

弗歲獲瓦夫(Wroclaw),在本地上人學時,即被布勞戚爾的拓維數不變性定理所迷住.1920年去柏林大學,取得博士學位.1922年,在格丁根大學認識從蘇聯來訪的亞曆山德羅夫,兩人運用代數工具研究。1935年出版的《拓學》(Topol0g)第一卷,曾被譽為拓撲學界一個時期内的“聖經'它的前言對到那時為止的代數拓撲學提供了廣博而深入的見解。

曆山德羅夫是蘇聯拓撲學派的創始人,他和蘇斯林、烏雷松等一起,以點集拓撲的工作引起世人注意。

美國的數學它1930三代以前還是落于歐洲,但是在拓撲學方面的研究并不落後.M.莫爾斯創立了臨界點理論,至今仍是上分強有力的工具。亞曆山大則完成了許多基礎性的研究1922年證明了對偶定明。

年輕的美國數學家惠特尼是20世紀拓撲學研究的代表人物之一,l932年,惠特尼由伯大指導在哈佛大學獲博士學位.兩年後重返哈佛,1952年去普林斯頓高等研究所直至退休.他是美國國家科學院院士,沃爾夫(Wo)獎獲得者.在1935年的莫斯科會議上,惠特尼報告了他在球叢方面的開拓性工作。

1930年代後期新一代的拓撲學家很快崛起,開辟了一系列的新領城:

蘇聯的龐特裡亞金提出一種示性類拓撲群理論;

中國的陳省身有關複域上微分幾何上的研究将纖維叢理論推向前進;

在法國開始形成拓撲學派,包括H.嘉當将拓撲學用于多複變分析,托姆(Rene Thom,1923~研究奇點理論;

在美國,有麥克萊恩提出涵蓋拓撲學的更一般的範疇結論,斯廷羅德為纖維叢建立了一般理論,其中惠持尼關于球叢的研究,被認為是有遠見的。

在莫斯科會議之後,拓撲學的中心逐漸移至美國事實正是如此.

從歐洲到美國的拓撲學—讀《20世紀數學經緯》之格丁根學派黃金時期(1918-1933)摘要9拓撲學的發展拓撲學,原意是地
從歐洲到美國的拓撲學—讀《20世紀數學經緯》之格丁根學派黃金時期(1918-1933)摘要9拓撲學的發展拓撲學,原意是地
從歐洲到美國的拓撲學—讀《20世紀數學經緯》之格丁根學派黃金時期(1918-1933)摘要9拓撲學的發展拓撲學,原意是地
從歐洲到美國的拓撲學—讀《20世紀數學經緯》之格丁根學派黃金時期(1918-1933)摘要9拓撲學的發展拓撲學,原意是地
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