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几何拓扑学

指数 几何拓扑学

几何拓扑学是数学中研究流形以及它们的嵌入的分支,俱代表性的主题有紐結理論和辫子群。紐結理論和辫子群是几何拓扑学研究范围的典型例子。随着时间的变迁几何拓扑学几乎等同于考虑二维、三维、或者四维的低维拓扑学。 1945年后拓扑学发展迅速,逐渐地数学家将这个学科分为三个分支:.

14 关系: 威廉·瑟斯顿庞加莱猜想代数拓扑微分拓扑几何化猜想琼斯多项式紐結理論点集拓扑学沃恩·琼斯流形斯蒂芬·斯梅爾数学数学物理拓扑学

威廉·瑟斯顿

威廉·瑟斯顿(William Thurston, ),美国数学家,低维拓扑学研究的领袖人物之一。1982年,他因其在3维流形方面的杰出工作被授予菲尔兹奖。此外他还获得1976年的奥斯瓦尔德·维布伦几何奖。 瑟斯顿早年致力于研究3维流形的叶状结构,在很短的时间内取得了一系列成果,使得这个新兴领域迅速走向成熟。70年代末他开始研究3维双曲流形的分类,提出了著名的几何化猜想:任何3维流形均容许一个几何分解,分解后的“零部件”拥有8种可能的几何结构之一。2003年,俄罗斯数学家佩雷尔曼利用理查德·哈密顿发展出的里奇流技术证明了几何化猜想,作为推论,得到了3维庞加莱猜想的证明,这被公认为是本世纪头10年中最伟大的数学成就。.

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庞加莱猜想

庞加莱猜想最早是由法国数学家龐加萊提出的一个猜想,是克雷數學研究所悬赏的数学方面七大千禧年难题之一。2006年确认由俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼完成最终证明,他也因此在同年获得菲尔兹奖,但並未現身領獎, Interfax 1 July 2010。.

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代数拓扑

代数拓扑(Algebraic topology)是使用抽象代数的工具来研究拓扑空间的数学分支。.

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微分拓扑

微分拓撲是一個处理在微分流形上的可微函数的数学领域。很自然地,它是在研究微分方程理論的过程中被提出來的。微分幾何是用微積分來研究幾何的学问。这些领域非常接近,在物理学,特别在相对论方面有许多的应用。它们合在一起还建立了可从动力系统观点直接研究的、可微流形的几何理论。 * W category:微积分.

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几何化猜想

威廉·瑟斯顿(Thurston)的几何化猜想(geometrization conjecture)指的是,任取一个紧致(可能带边)的三维流形尽量作连通和以使其成为尽可能简单的三维流形的连通和,对于带边流形可能还需要沿着一些圆盘继续切割,有唯一的方法沿着一些环面(如果是带边流形还要加上平环)割开得到尽可能简单的若干小块,这些小块均为八种标准几何结构之一。 八种标准几何结构均为完备的黎曼度量,这些几何结构在某种意义上是比较“好”的,例如体积有限、“直线”都可无限延伸等等。.

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琼斯多项式

在数学的纽结理论中,琼斯多项式是沃恩·琼斯在1984年发现的纽结多项式。琼斯多项式是有向扭结(oriented knot)或有向环(oriented link)的一个(knot invariant)。具体而言,它是一个以 t^ 为变量的系数全为整数的。.

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紐結理論

纽结理论 (Knot theory) 是拓扑学的一个分支,研究纽结的拓扑学特性。.

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点集拓扑学

点集拓扑学(Point Set Topology),有时也被称为一般拓扑学(General Topology),是数学的拓扑学的一个分支。它研究拓扑空间以及定义在其上的数学结构的基本性质。这一分支起源于以下几个领域:对实数轴上点集的细致研究,流形的概念,度量空间的概念,以及早期的泛函分析。它的表述形式大概在1940年左右就已经成文化了。通过这种可以为所有数学分支适用的表述形式,点集拓扑学基本上抓住了所有的对连续性的直观认识。.

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沃恩·琼斯

沃恩·弗雷德里克·兰德尔·琼斯(Sir Vaughan Frederick Randal Jones,)是一位新西兰美国数学家,以在冯·诺依曼代数和扭结多项式上的研究而闻名。1990年他被授予菲尔茨奖,并且他因为在京都举行的颁奖典礼上穿了新西兰国家橄榄球队的球衣而闻名。.

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流形

流形(Manifolds),是局部具有欧几里得空间性质的空间,是欧几里得空间中的曲线、曲面等概念的推广。欧几里得空间就是最简单的流形的实例。地球表面这样的球面则是一个稍微复杂的例子。一般的流形可以通过把许多平直的片折弯并粘连而成。 流形在数学中用于描述几何形体,它们为研究形体的可微性提供了一个自然的平台。物理上,经典力学的相空间和构造广义相对论的时空模型的四维伪黎曼流形都是流形的实例。位形空间中也可以定义流形。环面就是双摆的位形空间。 一般可以把几何形体的拓扑结构看作是完全“柔软”的,因为所有变形(同胚)会保持拓扑结构不变;而把解析几何结构看作是“硬”的,因为整体的结构都是固定的。例如一个多项式,如果你知道 (0,1) 区间的取值,则整个实数范围的值都是固定的,所以局部的变动会导致全局的变化。光滑流形可以看作是介于两者之间的模型:其无穷小的结构是“硬”的,而整体结构则是“柔软”的。这也许是中文译名“流形”的原因(整体的形态可以流动)。该译名由著名数学家和数学教育学家江泽涵引入。这样,流形的硬度使它能够容纳微分结构,而它的软度使得它可以作为很多需要独立的局部扰动的数学和物理的模型。.

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斯蒂芬·斯梅爾

史蒂文·斯梅爾(Steven Smale,),美國數學家,1966年獲得費爾茲獎,2007年獲得沃爾夫獎。他因證出五維或以上的龐加萊猜想而成名。然後轉向研究動力系統,作出重要成就,還勾劃出研究計劃,給很多研究者實行。斯梅爾也作過數學經濟的工作,近期也探究了不同的計算理論。 1998年斯梅爾列出了21世紀的18道數學問題,精神上沿襲了1900年知名的希爾伯特數學問題。斯梅爾的問題有一部分也來自希爾伯特數學問題。問題包括還未解決的雅可比猜想和黎曼猜想。 斯梅爾另一有名的定理,是證明出球面能夠外翻的斯梅爾悖論。這悖論是說如果容許球面穿過自己,球面內壁能夠翻到外面而不摺皺。 斯梅爾於1957年在密歇根大學獲得博士學位,曾執教於哥倫比亞大學和加州柏克萊大學。1995年自柏克萊大學退休後,到香港城市大學擔任教授。他現在為芝加哥豐田理工學院教授。為表彰他的貢獻,一顆1982年發現的小行星於2000年便以他來命名。.

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数学

数学是利用符号语言研究數量、结构、变化以及空间等概念的一門学科,从某种角度看屬於形式科學的一種。數學透過抽象化和邏輯推理的使用,由計數、計算、量度和對物體形狀及運動的觀察而產生。數學家們拓展這些概念,為了公式化新的猜想以及從選定的公理及定義中建立起嚴謹推導出的定理。 基礎數學的知識與運用總是個人與團體生活中不可或缺的一環。對數學基本概念的完善,早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本便可觀見,而在古希臘那裡有更為嚴謹的處理。從那時開始,數學的發展便持續不斷地小幅進展,至16世紀的文藝復興時期,因为新的科學發現和數學革新兩者的交互,致使數學的加速发展,直至今日。数学并成为許多國家及地區的教育範疇中的一部分。 今日,數學使用在不同的領域中,包括科學、工程、醫學和經濟學等。數學對這些領域的應用通常被稱為應用數學,有時亦會激起新的數學發現,並導致全新學科的發展,例如物理学的实质性发展中建立的某些理论激发数学家对于某些问题的不同角度的思考。數學家也研究純數學,就是數學本身的实质性內容,而不以任何實際應用為目標。雖然許多研究以純數學開始,但其过程中也發現許多應用之处。.

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数学物理

数学物理是数学和物理学的交叉领域,指应用特定的数学方法来研究物理学的某些部分。对应的数学方法也叫数学物理方法。 数学和物理学的发展历史上一直密不可分。许多数学理论是在物理问题的基础上发展起来的;很多数学方法和工具通常也只在物理学中找到实际应用。.

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拓扑学

在數學裡,拓撲學(topology),或意譯為位相幾何學,是一門研究拓撲空間的學科,主要研究空間內,在連續變化(如拉伸或彎曲,但不包括撕開或黏合)下維持不變的性質。在拓撲學裡,重要的拓撲性質包括連通性與緊緻性。 拓撲學是由幾何學與集合論裡發展出來的學科,研究空間、維度與變換等概念。這些詞彙的來源可追溯至哥特佛萊德·萊布尼茲,他在17世紀提出「位置的幾何學」(geometria situs)和「位相分析」(analysis situs)的說法。莱昂哈德·歐拉的柯尼斯堡七橋問題與歐拉示性數被認為是該領域最初的定理。「拓撲學」一詞由利斯廷於19世紀提出,雖然直到20世紀初,拓撲空間的概念才開始發展起來。到了20世紀中葉,拓撲學已成為數學的一大分支。 拓撲學有許多子領域:.

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