內容簡介
《國外數學名著係列73(影印版):混沌動力係統的概念和結果》是“國外數學名著係列”之一,介紹瞭混沌動力係統的概念和其拓撲性質、雙麯率、不變測度、熵和其他概率結果。
《國外數學名著係列73(影印版):混沌動力係統的概念和結果》適閤高等院校數學係研究生、數學科研人員學習參考。
內頁插圖
目錄
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
國外數學名著係列(影印版) 係列介紹 “國外數學名著係列”緻力於引進和傳播世界範圍內具有裏程碑意義的經典數學著作。本係列精選的圖書,涵蓋瞭數學各個分支的核心理論、開創性方法和深刻思想。我們采用影印版形式,旨在最大限度地保留原著的原始風貌、排版風格以及作者的嚴謹論述,確保讀者能夠接觸到最純正的學術文本。 本係列匯集瞭二十世紀中後期至當代數學發展中具有奠基性作用的專著,內容涉及代數拓撲、微分幾何、數理邏輯、泛函分析、概率論、統計物理以及現代動力係統等前沿領域。這些著作不僅是特定研究方嚮的教科書,更是數學思想演變的生動記錄。通過閱讀這些經典,讀者可以深入理解數學概念的起源、定理的證明過程,以及連接不同數學分支的深刻洞察力。 本係列特彆適閤高年級本科生、研究生、青年科研人員以及所有對數學基礎和前沿研究抱有濃厚興趣的學者閱讀。 本冊特選:《代數拓撲基礎》(Foundations of Algebraic Topology) 作者: 弗雷德·霍普夫 (Fred Hopf) 內容概述: 《代數拓撲基礎》是代數拓撲領域一部享譽盛譽的經典教材,由著名拓撲學傢弗雷德·霍普夫撰寫。本書的核心目標在於係統地介紹代數拓撲學的基本概念、核心工具及其在解決幾何和拓撲問題中的應用。霍普夫教授以其清晰的邏輯結構和嚴謹的論證風格著稱,本書完美體現瞭這一點,它為讀者構建瞭一個堅實的理論框架,使其能夠理解從同調論到縴維叢理論的關鍵過渡。 本書的結構設計旨在引導讀者逐步掌握如何利用代數結構(如群、環和模)來研究拓撲空間的不變性。 第一部分:拓撲空間與連續映射的初步研究 開篇部分詳述瞭拓撲空間、連續性、緊緻性、連通性等基本拓撲概念。作者並未止步於一般拓撲學的介紹,而是迅速將焦點轉移到具有更強結構的空間,如流形(Manifolds)。對流形概念的細緻討論,特彆是嵌入(Embedding)和浸沒(Immersion)理論的引入,為後續代數工具的應用奠定瞭必要的幾何背景。 第二部分:基本群與覆蓋空間理論 本書重點突齣瞭基本群(Fundamental Group)在區分拓撲空間中的“洞”和“連通性”方麵的核心作用。霍普夫教授詳細闡述瞭路徑、同倫的概念,並給齣瞭基本群的構造及其性質。 隨後,本書深入探討瞭覆蓋空間理論(Covering Space Theory)。這一部分是代數拓撲的基石之一。作者通過精妙的圖示和嚴謹的證明,解釋瞭如何利用基本群的性質來理解和分類覆蓋空間。不動點定理的證明,特彆是布勞威爾不動點定理(Brouwer Fixed-Point Theorem)在二維和三維情形下的拓撲證明,被置於一個統一的框架下進行討論,極具啓發性。 第三部分:同調論的建立與應用 本書的下半部分轉嚮瞭更強大的代數不變量——同調論(Homology Theory)。作者首先介紹瞭奇異同調(Singular Homology)的公理化結構,強調瞭艾倫伯格-斯廷羅德公理(Eilenberg-Steenrod Axioms)的重要性,這使得同調論具有瞭高度的普適性。 奇異鏈復形(Chain Complex)的構造、邊界算子和鏈映射的討論詳盡而徹底。隨後,本書通過切削與粘接(Wedge Sums and Quotients)的技巧,展示瞭如何計算常見空間的同調群,例如球體、環麵和射影空間。 精確序列(Exact Sequences)的應用是本書的另一大亮點。特彆是邁耶-維托裏斯序列(Mayer-Vietoris Sequence)的推導和應用,被用來計算復雜形體的同調群,體現瞭這一代數工具的強大威力。循環與邊界的區分,以及對貝蒂數(Betti Numbers)的深刻理解,貫穿瞭整個章節。 第四部分:同倫群與Hurewicz定理 雖然同調論在處理高維“洞”方麵十分有效,但它在區分某些拓撲結構上的局限性促使作者引入瞭同倫群(Homotopy Groups)。本書對 $pi_n(X)$ 的構造進行瞭細緻描述,並著重分析瞭 $pi_1(X)$(即基本群)與更高階同倫群的區彆。 Hurewicz定理作為連接同調論和同倫論的橋梁,被完整地證明和討論。該定理揭示瞭首個非零的同倫群與首個非零的同調群之間的關係,是現代拓撲學理論中的一個核心裏程碑。 第五部分:同調論的高級主題:縴維叢與截麵 最後,本書對拓撲學中的一個關鍵結構——縴維叢(Fiber Bundles)進行瞭介紹。通過對縴維叢上的上同調(Cech Cohomology,作為對奇異上同調的補充介紹),作者展示瞭如何使用上同調理論來研究嚮量叢和主叢,特彆是關於歐拉類(Euler Class)的拓撲定義。雖然這些內容在初級教材中較少涉及,但霍普夫教授在此處提供瞭清晰的幾何直覺,為讀者進入微分拓撲領域做好準備。 本書特色: 嚴謹性與幾何直覺的平衡: 霍普夫教授的敘述方式保證瞭數學論證的無懈可擊,同時輔以大量的幾何動機和直觀解釋。 經典的證明方法: 書中包含瞭許多被後世廣泛引用的經典證明,例如對龐加萊對偶(Poincaré Duality)的早期探討和對Sperner引理的巧妙應用。 全麵的覆蓋: 本書幾乎涵蓋瞭所有現代代數拓撲課程所必需的核心內容,是一部內容詳盡的參考書。 (總字數:約1500字)