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数学图解:簇和流形的更奇特之处

【摘要】:簇可以显示出流形无法显示出的局部性质,比方说自相交。这就是代数几何的根基,它现在是数学研究中的一个主流领域。其中最基本的,是概形的概念。概形和流形十分类似,概形任意一小部分都“看起来像”是一个代数簇,这些小部分通过一个叫作层的结构搭在一起。层和概形现在是代数几何学家所使用的基本的工具。概形是局部看起来和簇很类似的对象。

簇可以显示出流形无法显示出的局部性质,比方说自相交。

1.多维度看全

如果我们想将从一组数到另外一组数的映射可视化,作图就是一个非常便利的方法。但实际上,图也可以被看作几何对象。

严谨一点来说,假设我们有一组多项式,每个多项式都包含n个变量。如果我们能为变量找到一组能使所有多项式都等于零的值,我们就能在n维欧几里得空间的坐标系中锁定一个点。

所有这些点在一起构成的形状叫作簇。簇可以是线,也可以是曲面,或者是散点,还可以是更加复杂的形式。

所有含n个变量的多项式构成了一个环(一个抽象的代数结构),因此我们很自然地想要应用我们对环的代数性质的了解,去研究簇的几何性质。这就是代数几何的根基,它现在是数学研究中的一个主流领域。

2.关键点梳理

通过人们的扩展,现代代数几何涵盖的对象类别很广泛。我们可以用一些方法对这些对象进行抽象,从而得出非常有力的结论。

其中最基本的,是概形的概念。概形和流形十分类似,概形任意一小部分都“看起来像”是一个代数簇,这些小部分通过一个叫作层的结构搭在一起。层和概形现在是代数几何学家所使用的基本的工具。

参考阅读//(www.chuimin.cn)

No. 9 映射,第22页

No. 23 多项式,第50页

No. 42 环和域,第88页

No. 59 欧几里得空间,第122页

No. 60 流形,第124页

No. 76 维度,第156页

3.一分钟记忆

所有多项式在这些点处的值都为零,那么这些点构成的集合就是簇。概形是局部看起来和簇很类似的对象。

簇是从多项式的图像中产生出来的。从这一点出发,我们能发展出一套非常庞大的几何体系。