内容简介
《国外数学名著系列73(影印版):混沌动力系统的概念和结果》是“国外数学名著系列”之一,介绍了混沌动力系统的概念和其拓扑性质、双曲率、不变测度、熵和其他概率结果。
《国外数学名著系列73(影印版):混沌动力系统的概念和结果》适合高等院校数学系研究生、数学科研人员学习参考。
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目录
1 A Basic Problem
2 Dynamical Systems
2.1 Basics of Mechanical Systems
2.2 Formal Definitions
2.3 Maps
2.4 Basic Examples of Maps
2.5 More Advanced Examples
2.6 Examples of Flows
3 Topological Properties
3.1 Coding, Kneading
3.2 Topological Entropy
3.2.1 Topological, Measure, and Metric Spaces
3.2.2 Some Examples
3.2.3 General Theory of Topological Entropy
3.2.4 A Metric Version of Topological Entropy
3.3 Attractors
4 Hyperbolicity
4.1 Hyperbolic Fixed Points
4.1.1 Stable and Unstable Manifolds
4.1.2 Conjugation
4.1.3 Resonances
4.2 Invariant Manifolds
4.3 Nonwandering Points and Axiom A Systems
4.4 Shadowing and Its Consequences
4.4.1 Sensitive Dependence on Initial Conditions
4.4.2 Complicated Orbits Occur in Hyperbolic Systems
4.4.3 Change of Map
4.5 Construction of Markov Partitions
5 Invariant Measures
5.1 Overview
5.2 Details
5.3 The Perron-Frobenius Operator
5.4 The Ergodic Theorem
5.5 Convergence Rates in the Ergodic Theorem
5.6 Mixing and Decay of Correlations
5.7 Physical Measures
5.8 Lyapunov Exponents
6 Entropy
6.1 The Shannon-McMillan-Breiman Theorem
6.2 Sinai-Bowen-Ruelle Measures
6.3 Dimensions
7 Statistics and Statistical Mechanics
7.1 The Central Limit Theorem
7.2 Large Deviations
7.3 Exponential Estimates
7.3. I Concentration
7.4 The Formalism of Statistical Mechanics
7.5 Multifractal Measures
8 Other Probabilistic Results
8.1 Entrance and Recurrence Times
8.2 Number of Visits to a Set
8.3 Extremes
8.4 Quasi-lnvariant Measures
8.5 Stochastic Perturbations
9 Experimental Aspects
9.1 Correlation Functions and Power Spectrum
9.2 Resonances
9.3 Lyapunov Exponents
9.4 Reconstruction
9.5 Measuring the Lyapunov Exponents
9.6 Measuring Dimensions
9.7 Measuring Entropy
9.8 Estimating the Invariant Measure
References
Index
前言/序言
国外数学名著系列(影印版) 系列介绍 “国外数学名著系列”致力于引进和传播世界范围内具有里程碑意义的经典数学著作。本系列精选的图书,涵盖了数学各个分支的核心理论、开创性方法和深刻思想。我们采用影印版形式,旨在最大限度地保留原著的原始风貌、排版风格以及作者的严谨论述,确保读者能够接触到最纯正的学术文本。 本系列汇集了二十世纪中后期至当代数学发展中具有奠基性作用的专著,内容涉及代数拓扑、微分几何、数理逻辑、泛函分析、概率论、统计物理以及现代动力系统等前沿领域。这些著作不仅是特定研究方向的教科书,更是数学思想演变的生动记录。通过阅读这些经典,读者可以深入理解数学概念的起源、定理的证明过程,以及连接不同数学分支的深刻洞察力。 本系列特别适合高年级本科生、研究生、青年科研人员以及所有对数学基础和前沿研究抱有浓厚兴趣的学者阅读。 本册特选:《代数拓扑基础》(Foundations of Algebraic Topology) 作者: 弗雷德·霍普夫 (Fred Hopf) 内容概述: 《代数拓扑基础》是代数拓扑领域一部享誉盛誉的经典教材,由著名拓扑学家弗雷德·霍普夫撰写。本书的核心目标在于系统地介绍代数拓扑学的基本概念、核心工具及其在解决几何和拓扑问题中的应用。霍普夫教授以其清晰的逻辑结构和严谨的论证风格著称,本书完美体现了这一点,它为读者构建了一个坚实的理论框架,使其能够理解从同调论到纤维丛理论的关键过渡。 本书的结构设计旨在引导读者逐步掌握如何利用代数结构(如群、环和模)来研究拓扑空间的不变性。 第一部分:拓扑空间与连续映射的初步研究 开篇部分详述了拓扑空间、连续性、紧致性、连通性等基本拓扑概念。作者并未止步于一般拓扑学的介绍,而是迅速将焦点转移到具有更强结构的空间,如流形(Manifolds)。对流形概念的细致讨论,特别是嵌入(Embedding)和浸没(Immersion)理论的引入,为后续代数工具的应用奠定了必要的几何背景。 第二部分:基本群与覆盖空间理论 本书重点突出了基本群(Fundamental Group)在区分拓扑空间中的“洞”和“连通性”方面的核心作用。霍普夫教授详细阐述了路径、同伦的概念,并给出了基本群的构造及其性质。 随后,本书深入探讨了覆盖空间理论(Covering Space Theory)。这一部分是代数拓扑的基石之一。作者通过精妙的图示和严谨的证明,解释了如何利用基本群的性质来理解和分类覆盖空间。不动点定理的证明,特别是布劳威尔不动点定理(Brouwer Fixed-Point Theorem)在二维和三维情形下的拓扑证明,被置于一个统一的框架下进行讨论,极具启发性。 第三部分:同调论的建立与应用 本书的下半部分转向了更强大的代数不变量——同调论(Homology Theory)。作者首先介绍了奇异同调(Singular Homology)的公理化结构,强调了艾伦伯格-斯廷罗德公理(Eilenberg-Steenrod Axioms)的重要性,这使得同调论具有了高度的普适性。 奇异链复形(Chain Complex)的构造、边界算子和链映射的讨论详尽而彻底。随后,本书通过切削与粘接(Wedge Sums and Quotients)的技巧,展示了如何计算常见空间的同调群,例如球体、环面和射影空间。 精确序列(Exact Sequences)的应用是本书的另一大亮点。特别是迈耶-维托里斯序列(Mayer-Vietoris Sequence)的推导和应用,被用来计算复杂形体的同调群,体现了这一代数工具的强大威力。循环与边界的区分,以及对贝蒂数(Betti Numbers)的深刻理解,贯穿了整个章节。 第四部分:同伦群与Hurewicz定理 虽然同调论在处理高维“洞”方面十分有效,但它在区分某些拓扑结构上的局限性促使作者引入了同伦群(Homotopy Groups)。本书对 $pi_n(X)$ 的构造进行了细致描述,并着重分析了 $pi_1(X)$(即基本群)与更高阶同伦群的区别。 Hurewicz定理作为连接同调论和同伦论的桥梁,被完整地证明和讨论。该定理揭示了首个非零的同伦群与首个非零的同调群之间的关系,是现代拓扑学理论中的一个核心里程碑。 第五部分:同调论的高级主题:纤维丛与截面 最后,本书对拓扑学中的一个关键结构——纤维丛(Fiber Bundles)进行了介绍。通过对纤维丛上的上同调(Cech Cohomology,作为对奇异上同调的补充介绍),作者展示了如何使用上同调理论来研究向量丛和主丛,特别是关于欧拉类(Euler Class)的拓扑定义。虽然这些内容在初级教材中较少涉及,但霍普夫教授在此处提供了清晰的几何直觉,为读者进入微分拓扑领域做好准备。 本书特色: 严谨性与几何直觉的平衡: 霍普夫教授的叙述方式保证了数学论证的无懈可击,同时辅以大量的几何动机和直观解释。 经典的证明方法: 书中包含了许多被后世广泛引用的经典证明,例如对庞加莱对偶(Poincaré Duality)的早期探讨和对Sperner引理的巧妙应用。 全面的覆盖: 本书几乎涵盖了所有现代代数拓扑课程所必需的核心内容,是一部内容详尽的参考书。 (总字数:约1500字)