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发布时间:2006-07-11
流形、同胚、封闭、连通等等是一些多么抽象的名词,拓扑学就是研究这些概念的。仅仅为100多年前提出的庞加莱猜想封个顶,就要用300多页的论文,可见其深奥并非一般。不过,循着这些概念的来龙去脉,还是能进入这座辉煌殿堂的顶层。 今年6月初,中国科学院外籍院士丘成桐在北京宣布:经过美国、俄罗斯、中国数学家30年的共同努力,两位中国数学家—朱熹平和曹怀东最终证明了百年难题—庞加莱猜想。 庞加莱猜想是仅次于黎曼假设之后最为重要的数学难题。2000年5月,美国克莱研究院提出7个世纪难题,每题悬赏百万美元求解,黎曼假设和庞加莱猜想就是其中的两个。庞加莱猜想之所以重要,关键在于它不仅对数学发展本身至关重要,而且对我们认识宇宙很有帮助,它是20世纪“数学女王”—拓扑学的核心问题,在110年前庞加莱创建拓扑学不久就提出来了。因此,庞加莱猜想可以说是拓扑学中最为古老的难题。 庞加莱猜想实际上是庞加莱在1904年提出的一个问题:一个单连通的、封闭的3维流形是否同胚于3维球面? 这样一个表述如此简单的问题,对于受过4年专业训练的大学数学系毕业生来说,也不一定能理解清楚,更何况普通的读者。这个问题虽然才二十几个字,却有6个抽象的关键词:流形、3维流形(更一般来说是维数)、同胚、封闭(常常简称为闭,与开对立)、单连通、3维球面。其实还有两三个关键词隐含在问题的背后:连通、连续变换,而更重要的则是拓扑。这么多抽象概念的确让人不知所云、莫名其妙,这正是隔行的人难以理解拓扑学的主要原因。因此,要想明白庞加莱猜想,需要把拓扑学的一些概念搞清楚。

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