简单介绍一下拓扑。

拓扑学是几何学的一个分支,主要研究图在连续变换下的不变性质。

可以参考百科中的“拓扑学”或“拓扑学”条目。下面我引用的例子不多解释,可以直接找到。

比如欧拉的七桥问题就是一个拓扑问题,因为把七座桥连成路径,无论桥和路怎么连续变化,都不会影响问题的结果,也就是说这个问题研究的是一个连续变换下的不变性质。

再比如,四色定理(地图可以用四种颜色着色)是一个拓扑问题,因为地图中区域的大小和具体形状在问题中并不重要,它们都可以连续变化而不改变地图可以用四种颜色着色的性质。

所以从拓扑学的角度来看,圆和三角形的性质没有区别,轮胎和圆环的性质也没有区别,因为两者都可以通过连续变换得到。

另一方面,研究图形区域的几何也不是拓扑学,因为在连续变换下,区域是可以变化的。同理,图的大小、平行度、对称性、垂直度等等都不是拓扑学的研究领域。

可见拓扑学研究的本质对图形的要求很低(有一定程度的变形也无所谓),所以应用范围很广,已经成为现代数学的基础之一。以至于很多看似和几何关系不大的地方也可以应用拓扑学的知识。例如,点集拓扑的术语和方法在分析中被广泛使用。

由于研究领域和方法的不同,拓扑学有一些分支。比如一般拓扑学,也叫点集拓扑学,研究一组抽象“点”(可以是也可以不是几何的)的拓扑性质;代数拓扑学,用代数的方法研究拓扑性质,像同伦和同调理论;微分拓扑学,利用分析手段(主要是微分)研究拓扑性质;几何拓扑学,研究具有明显几何意义(成为流形)的事物,如纽结;等一下。

注意:以上描述只是介绍,语言在数学上并不严谨。在实际拓扑研究中,连续性、变换、点等概念需要严格定义。