这里我要推荐一本中国人的数学书,是胡适耕和张显文编著的《抽象空间引论》。这本书顾名思义,主要是讲解抽象空间理论的,大体上相当于点集拓扑与泛函分析的内容。此书的特点是思路清晰简明扼要,用结构主义的思想对各类抽象空间做了精妙的阐释,可以说是有点布尔巴基学派的风范了。其实,Strongart的泛函分析讲座之所以能够如此精彩,在一定程度上也是受益于此书,下面就对书的几大特色做一番点评:
1.叙述带有启发性,常常有一些揭示数学思想的注记。比如P51-52内说明的分析中定理最大限度做推广,常常可以得到某种空间,比如有限覆盖定理就可以推广为紧空间,这就给出了从分析到拓扑的一座桥梁,可以说是一种哲学层面的启迪了。在P130介绍桶空间时,说“凡需要使用纲论证的问题,可以考虑以桶空间代替Frechet空间”,再看P157上说“在弱收敛的意义上,使用自反空间就如同使用有限维空间一样”,这些都称得上是微言大义式的话语啊!
2.阐述时层次分明,结论力求一般化。不同理论适合在不同空间上构架,本书也在追求一种一般化的效果,尽可能在较宽泛的空间上处理问题,能在拓扑空间中处理的问题,就不用引入度量结构了;能够在拓扑线性空间中处理的问题,就用不着在赋范空间上处理了。这样不仅能够得到更强的结论,而且更加能够体现出理论的价值所在。在泛函分析中,我们有个结论说“有限维空间都是可补的”,但在此书P118页是在局部凸空间上证明的,理由是它的证明用到双正交基,后者其实就是Hahn-Banach定理的应用,而局部凸空间恰恰就是配合此定理导入的,因此是它成立的最理想舞台,后面还说明了它在一般拓扑线性空间上不成立,这样一来我们的认识就更加本质化了。
3.内容完整自成体系。书中不仅有大量篇幅讨论拓扑线性空间,还难得在度量空间与拓扑空间之间给出了一致空间,这是一般泛函分析书中难以见到的。原本在泛函分析中就有像Cauchy列、完全有界性等概念,看似有点像拓扑,但又不能归结为标准的拓扑,实际上它们主要是一致结构的产物。在P76-78说紧空间等价于任何网有收敛子网,一致空间的完备性就是任何Cauchy网有收敛子网,而完全有界性则等价于任何网都有Cauchy子网,这样一来紧致性就等价于完备性加完全有界性,这个“介于泛函与拓扑之间”的命题终于在一致结构的基础上得到了阐明。但为什么泛函分析中很少出现一致结构呢?P94中给出了具体解释:那就是在拓扑线性空间中的一致结构由向量拓扑完全决定,也就是说有了导出线性空间后,一致性概念就被拓扑给吸收了。
4.证明简明扼要,力求最小化。一般来说,当我们需要结论一般化,条件给的不是很强的时候,证明可能会比较复杂,此书在这方面却是用了心的。像点集拓扑学中正规空间的Urysohn引理、紧空间的Tychonoff定理都是比较麻烦的,但书却是把它们拆成若干小引理,最后直接就瓜熟蒂落了。即便像更为复杂的度量空间的仿紧性、拓扑空间的可度量化定理,其证明也比其他的同类书籍简明。
要说有点遗憾的是,此书的知识密度比较高,不太适合初学者用来入门,但经常翻阅一下确实很有启发的。从序言中可以看出,作者的初衷主要就是为了使用者的方便,把典型例子都放到后面的某一节里集中处理,这也是难以两全的事情啊!以前我曾经批评过某教授写的假洋鬼子字典书,说它只能当字典查但不可读,但这并不是说所有不可读的书都是垃圾,这本书就是一个典型的反例,可以说一本布尔巴基式的经典参考书。
最后我要感慨的是,本书的作者胡适耕教授主要是研究应用数学的,貌似这样的非主流数学工作者写的书都很有特色,以前有个苏竞存写了本《流形的拓扑学》就很有个性,但他主要是研究物理学的,后来马天也写了本别致的《流形拓扑学》,但他主要研究的也是应用数学,而那本假洋鬼子字典书的作者却研究是纯代数,这也真是一种奇怪的现象啊!回头我就想起鲁迅的那段话:“一条小溪,明澈见底,即使浅吧,但是却浅得澄清。倘是烂泥塘,谁知道它到底是深是浅呢?也许还是浅点好。”
那个假洋鬼子的字典书来啦,请看博文:一本假洋鬼子的字典书
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