《纽结理论》Vassily Manturov
看了前四章和第五章的开头,不好读,因为有很多过于简略的部分。考虑换一本更好读的书。
纽结定义为圆在三维空间中的嵌入,以其周围空间的同胚作为等价关系,相同等价类的纽结被认为是相同的(也被称为”同痕“的)。等价于由有限条边组成的空间多边形的纽结被称为顺纽结,否则称为野纽结,我们一般只对顺纽结感兴趣。
纽结投影到平面上形成多个交叉点,这种图形称为平面图。最小交叉点的数量称为交叉数。纽结的等价变换对应于平面图的变换,而这种变换可以归结为三种Reidemeister变换的复合,所以两个纽结等价当且仅当它们可以通过一系列Reidemeister变换互相转化。
纽结理论的中心问题就是纽结的分类问题,最主要的方法是找到各种在等价变换下不变的纽结不变量进行计算。交叉数是一个不变量,但它不方便计算。其他的不变量包括Arf不变量、染色数、亏格、基本群、quandle、各种纽结多项式等。在研究纽结,特别是和亏格相关的概念时,常常使用所谓Seifert曲面作为辅助工具。Seifert曲面是一种以纽结为边界的曲面,每个纽结都可以按部就班地构造这个曲面,而纽结的亏格就定义为曲面的亏格。
两个纽结依次连接称为它们的连通和。纽结等价类在连通和下构成的群,和自然数的乘法群是同构的。当然,也有和素数相应的素纽结,即不能表示成两个非平凡纽结的连通和的纽结。有人把纽结和素数进行类比并取得成果,这个领域称为算术拓扑。
纽结可以标记绳子的方向而成为定向纽结,很多定向纽结和反方向的纽结是等价的,但并非总是如此。多个圆在三维空间中的嵌入称为链环,链环也有类似的不变量,2-链环有一种称为连接系数的特殊不变量,可以用积分表示,这个结果可以看成是多元微积分中的高斯积分公式的一种形式。