《紐結理論》Vassily Manturov
看了前四章和第五章的開頭,不好讀,因為有很多過於簡略的部分。考慮換一本更好讀的書。
紐結定義為圓在三維空間中的嵌入,以其周圍空間的同胚作為等價關係,相同等價類的紐結被認為是相同的(也被稱為」同痕「的)。等價於由有限條邊組成的空間多邊形的紐結被稱為順紐結,否則稱為野紐結,我們一般只對順紐結感興趣。
紐結投影到平面上形成多個交叉點,這種圖形稱為平面圖。最小交叉點的數量稱為交叉數。紐結的等價變換對應於平面圖的變換,而這種變換可以歸結為三種Reidemeister變換的複合,所以兩個紐結等價若且唯若它們可以通過一系列Reidemeister變換互相轉化。
紐結理論的中心問題就是紐結的分類問題,最主要的方法是找到各種在等價變換下不變的紐結不變量進行計算。交叉數是一個不變量,但它不方便計算。其他的不變量包括Arf不變量、染色數、虧格、基本群、quandle、各種紐結多項式等。在研究紐結,特別是和虧格相關的概念時,常常使用所謂Seifert曲面作為輔助工具。Seifert曲面是一種以紐結為邊界的曲面,每個紐結都可以按部就班地構造這個曲面,而紐結的虧格就定義為曲面的虧格。
兩個紐結依次連接稱為它們的連通和。紐結等價類在連通和下構成的群,和自然數的乘法群是同構的。當然,也有和素數相應的素紐結,即不能表示成兩個非平凡紐結的連通和的紐結。有人把紐結和素數進行類比並取得成果,這個領域稱為算術拓撲。
紐結可以標記繩子的方向而成為定向紐結,很多定向紐結和反方向的紐結是等價的,但並非總是如此。多個圓在三維空間中的嵌入稱為鏈環,鏈環也有類似的不變量,2-鏈環有一種稱為連接係數的特殊不變量,可以用積分表示,這個結果可以看成是多元微積分中的高斯積分公式的一種形式。