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拓扑学英文解释翻译、拓扑学的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【电】 topology

相关词条:

1.analysissitus  

分词翻译:

扑的英语翻译:

attack; flap; pounce on; rush at; snap; throw oneself on

学的英语翻译:

imitate; knowledge; learn; mimic; school; study; subject of study

专业解析

拓扑学(Topology)是数学的一个核心分支,专注于研究几何图形在连续变形(如拉伸、弯曲或扭曲)下保持不变的性质,这些性质被称为拓扑性质或拓扑不变量。其核心思想在于忽略物体的具体度量(如长度、角度),转而关注空间结构的连通性、连续性及边界关系。

一、学科定义与核心概念

  1. 连续性分析:拓扑学通过“邻域”“开集”“连续映射”等工具,严格定义空间的连续性。例如,圆与椭圆在拓扑学中被视为等价,因其可通过连续变形相互转换。
  2. 拓扑不变量:包括连通性、紧致性、欧拉示性数等。例如,球面的欧拉示性数为2,环面为0,这一数值在连续变形下恒定。

二、术语词源与跨学科应用

三、权威学术定义参考

据《数学辞海》(上海辞书出版社)定义,拓扑学是“研究几何图形在连续变换下不变性质的学科”。国际数学联盟(IMU)将其归类为纯数学与几何学的交叉领域,强调其“空间全局结构的抽象研究”特性。

四、经典理论示例

莫比乌斯带的单侧不可定向性质,以及四色定理(任何平面地图可用四种颜色染色使相邻区域不同色)均为拓扑学著名问题。后者于1976年通过计算机辅助证明,印证拓扑方法在复杂问题中的关键作用。


来源说明:

  1. 《数学辞海》(第三版),上海辞书出版社,2011.
  2. 国际数学联盟官网学科分类报告,2020.
  3. 《美国数学学会公报》四色定理专题综述,2019.

网络扩展解释

拓扑学(Topology)是数学的一个分支,研究几何对象在连续变形(如拉伸、弯曲、压缩)下保持不变的属性。这些属性被称为拓扑不变量,例如连通性、孔洞数量、维度等。其核心思想是关注“形状的本质特征”,而非传统几何中的距离或角度。


核心概念解释

  1. 连续变形
    允许物体被任意拉伸或压缩,但不允许撕裂或粘合。例如,圆和正方形在拓扑学中属于同一类(同胚),因为可以连续变形为对方;但圆和环(中间有孔)则不同类。

  2. 拓扑等价(同胚)
    若两个空间能通过连续双向映射(双射)互相转换,则称它们是同胚的。例如,咖啡杯与甜甜圈(环面)拓扑等价,因为都有一个“手柄”结构。

  3. 拓扑不变量

    • 连通性:空间是否为一个整体。
    • 欧拉示性数:公式为 $chi = V - E + F$(顶点数 - 边数 + 面数),例如球面 $chi=2$,环面 $chi=0$。
    • 亏格(孔洞数):如球面亏格为0,环面为1。

主要分支


应用领域

  1. 物理学

    • 宇宙形状的拓扑模型(如宇宙是否闭合)。
    • 拓扑量子场论和拓扑绝缘体(2016年诺贝尔物理学奖)。
  2. 计算机科学

    • 网络拓扑结构(总线、星型、环型)。
    • 数据分析中的拓扑方法(如持续同调分析复杂数据形状)。
  3. 生物学

    • DNA超螺旋结构的拓扑学研究。
    • 蛋白质折叠的拓扑模型。

历史背景

拓扑学起源于18世纪对“哥尼斯堡七桥问题”的研究(欧拉,1736),19世纪由黎曼、庞加莱等人发展为独立学科。20世纪后成为现代数学的核心工具之一。

如果需要更具体的子领域(如代数拓扑中的同伦论)或应用案例,可以进一步探讨!

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