扑学,在数学界被称为「橡皮泥几何学」。
它把整个世界的所有物体,都看做一团团的橡皮泥。
比如这个盘子里的水饺,从外面看去,它是一个实心的面团包裹馅料,它身上没有「洞」。
这个「洞」,是相对于甜甜圈、有把手的杯子、或者手镯而言的,这几个东西是有「洞」的。
那么同样没有「洞」的馒头、苹果,甚至实心球,在拓扑学家眼里,就都是一模一样的东西。
因为你可以随意揉捏这块「橡皮泥」,在不撕破它、不粘连它的情况下,把一个饺子的形状,捏成一个馒头的形状。
但如果是刚才说的甜甜圈,它中间有一个洞,你就无论如何也无法把一个馒头捏成一个甜甜圈。
除非你把馒头中间戳个洞。
反过来说,你可以把一个有把手的杯子,像捏橡皮泥一样,捏成一个甜甜圈,因为把手杯子和甜甜圈都同样有一个「洞」。
这就是母亲眼里的世界,万物都是「橡皮泥」,只有「洞」的数量是永恒不变的。
理解了「拓扑」,接下来是「流形」。
流形这个名字听起来玄乎,实际上很好理解。
比如我们站在地面上,你会觉得地面是平的,但我们都知道,地球是个球形。
就像地球地面一样,从局部看,它是平直的,而在全局整体看,它又是弯曲的。
像地球这样,「局部平整,但整体弯曲的空间」,就是流形。
那么,流形的「维度」,是指什么呢?
拿这个水饺的饺子皮
算了,拿桌子上这张用废了的4草稿纸举例。
纸上面写满了字,储存着信息,它是一张二维的平面。
如果把它卷成一个纸筒,它就变成了刚才说的,一个「二维流形」。
一个「局部平整,但整体弯曲的空间」。
那么如果把这张纸揉成一个纸团,看起来乱七八糟,立在桌子上。
它现在是几维的呢?
余弦原本以为,它既然变成了一个立体形状,占据了三维的空间,那它应该是三维的?
并非如此,答案是,它依然是一个「二维流形」。
因为纸上的信息没有丢失,纸也没有被破坏。
它只是被「弯曲」、「折叠」进了高维的空间里,也就是三维空间里。
而只要我们懂得把这个纸团「展开」的规则,把它重新铺