1966年,英國拓撲學家馬克·阿姆斯特朗對自己的老師知名拓撲學家 Erik Zeeman說:“拓撲學是如何開始的?”

Erik Zeeman說:“從尤拉的七橋定理開始的,從這個中間把七橋的模型畫成圖論,從圖論中分析出拓撲等價。”

馬克說:“聽起來很簡單,那如何去研究拓撲學呢?”

Erik Zeeman說:“主要就是分類,對不同的拓撲結構進行分類。分類出很多曲面,對曲面解構成抽象空間,然後找到拓撲不變數去分類。”

馬克說:“那要分類很多曲面,是什麼曲面?有標準嗎?”

Erik Zeeman說:“是的,要嚴格的連續曲面,不能是離散的。”

馬克說:“如何說明是連續的?”

Erik Zeeman說:“就跟我說的一樣,這是一個抽象空間,這個空間需要由開集和閉集這樣的東西給組成。然後開集和閉集需要引入連續對映系統來完整這個函式的描述。”

馬克說:“為什麼要用開集和閉集這樣的東西?”

Erik Zeeman說:“因為嚴格。如果使用幾何、數字、符號或者是其他的描述拓撲的系統,都缺乏嚴格性。如果時間久了會出現很多我們不想要的漏洞。”

馬克說:“我明白了。”

Erik Zeeman說:“在這樣的前提下,就可以大膽的研究對映,讓曲線充分的施展開來。可以讓普通的曲線因為對映充滿整個空間。同時開始使用tietze擴張定理。”

馬克說:“擴張?如何擴張?”

Erik Zeeman說:“是R的n維空間的有理點集,擴張到整個空間。”

馬克說:“擴張到所有的無理點集?”

Erik Zeeman說:“恩,是這個意思。”

馬克說:“不錯,可是剛剛說的這個開集和閉集,這個如何算嚴格,怎麼去連續,變得光滑?”

Erik Zeeman說:“需要有緊緻性和連通性,加有界閉集這種概念。閉集是bai兩邊類似[1,10];有界集兩邊是(1,10],[1,10)兩種。”

馬克說:“有界之後,如何緊緻化?”

Erik Zeeman說:“這是海涅-博雷爾定理或有限覆蓋定理、定理的主要內容是度量空間的子集是緊緻的,當且僅當它是完備的並且完全有界的。”

馬克說:“是子集緊緻就行嗎?那能不能在詳細一些,緊緻空間的性質是什麼?”

Erik Zeeman說:“緊緻性本質上是有限性條件,有限性條件破解類似一日之椎,日取其半,萬世不可遏這樣的意思。假如孫悟空在如來的手掌心翻跟斗,跟斗雲是一個任意序列,停在如來的手指旁是存在一個子列收斂,留下到此一遊的字和撒尿是在一個有界的閉集裡。或者一個瓶子裡裝高爾夫球后,可以裝石子,然後還可以裝沙子,最後還可以裝水,這都說明原來的東西不夠緊。這些都可以作為例子來想。”

馬克說:“不錯,這個解釋變得清晰了一些。”

Erik Zeeman說:“然後,就需要了解乘積空間。”

馬克說:“乘積空間是幹什麼的,是要把拓撲空間乘起來嗎?”

Erik Zeeman說:“沒錯,打個比方,就是R的n維空間是n個R直線乘起來的。”

馬克說:“這個是在高維度實數座標中的一種比喻。”

Erik Zeeman說:“現在開始研究連通性。如果非空的A和b都是分離並,他們都在x中,一般是不連通的。”

馬克說:“什麼?”