- Za ostala zna?enja, vidi
Topologija (razvrstavanje)
.
Topologija
(od gr?kog τ?πo? ?mesto“ i λ?go? ?nauka, znanje, re?“) je jedna od najmlađih grana
matematike
, koja je svojim dinami?nim razvojem tokom dvadesetog veka dovela do re?enja nekoliko zna?ajnih klasi?nih matemati?kih problema.
Topologija nije primarna matemati?ka grana. Za njeno prou?avanje neophodno je posedovanje osnovnih znanja iz
matemati?ke analize
(uklju?uju?i
teoriju skupova
) i
algebre
(između ostalog i iz teorije kategorija). Metode, jezik i na?in razmi?ljanja u topologiji su za matemati?ara sa osnovnim obrazovanjem koji im prvi put pristupa novi i druga?iji. Pojednostavljeno re?eno, u topologiji je najva?nije razumevanje globalnih (geometrijskih) struktura, dok konkretna odstojanja i konkretne realizacije globalnih struktura ne igraju ulogu - kvadrat ve?e i manje povr?ine su topolo?ki ekvivalentni (za topologa se ne razlikuju), ?ak i bilo koji kvadrat i bilo koji pravougaonik, zapravo ma koji mnogougao i kvadrat topolo?ki su ekvivalentni, između njih se ne pravi razlika.
Sama topologija se deli na
op?tu topologiju
, koja se bavi samim topolo?kim prostorima i
algebarsku topologiju
, u kojoj se prou?avaju invarijante, odnosno osobine topolo?kih prostora koje se ne menjaju pri neprekidnim preslikavanjima. U okviru algebarske topologije se nalaze jo?
geometrijska
i
diferencijalna topologija
, koje se bave na primer mnogostrukostima i diferencijalnim preslikavanjima.
Osnovni objekt u topologiji su
topolo?ki prostori
, odnosno skupovi s jednom posebnom strukturom, koja se kao i ?itava disciplina naziva topologijom.
Grana matematike koja se danas naziva topologijom je nastala izu?avanjem određenih geometrijskih pitanja.
Ojlerov
rad iz
1736
. o
Kenigzber?kim mostovima
spada među prve topolo?ke rezultate.
Izraz
topologija
je u nema?ki jezik uveo
Johan Benedikt Listing
1847, u radu
Vorstudien zur Topologie
, Vandenhoeck und Ruprecht, Gottingen, pp. 67, 1848. Međutim, Listing je ve? deset godina koristio ovaj izraz u prepisckama.
Moderna topologija se u velikoj meri zasniva na
teoriji skupova
, koju je razvio
Georg Kantor
krajem devetnaestog veka. Kantor je, osim ?to je postavio osnovne ideje teorije skupova, takođe razmatrao skupove ta?aka u
Euklidskom prostoru
, u sklopu prou?avanja
Furijeovih redova
.
Anri Poenkare
je 1895. godine objavio knjigu
Analysis Situs
, u kojoj je uveo koncepte
homotopije
i
homologije
, koji se danas smatraju delom algebarske topologije.
Moris Fre?e
je, objedinjuju?i rad Kantora,
Voltere
,
Arcele
,
Adamara
, Askolija i drugih, 1906. uveo
metri?ki prostor
. Metri?ki prostor se danas smatra posebnim slu?ajem op?teg topolo?kog prostora. 1914,
Feliks Hausdorf
je skovao izraz
topolo?ki prostor
i dao definiciju za ono ?ta se danas naziva
Hausdorfovim prostorom
. U dana?njem zna?enju, topolo?ki prostor je blago uop?tavanje Hausdorfovih prostora, koje je 1922. dao
Kazimir Kuratovski
.
Matemati?ka definicija
[
uredi
|
uredi kod
]
Neka je
X
neki skup, i neka je
T
familija podskupova skupa
X
. Tada je
T
topologija
na
X
ako
- I prazan skup i
X
pripadaju
T
.
- Svaka unija elemenata iz
T
je element
T
.
- Svaki presek kona?no mnogo elemenata iz
T
je element
T
.
Ako je
T
topologija na
X
, onda se
X
zajedno sa
T
naziva
topolo?kim prostorom
.
Skup iz
T
se naziva
otvorenim skupom
. Komplement skupa iz
T
se naziva
zatvorenim skupom
. Ako ni skup ni njegov komplement nisu u
T
, onda skup nije ni otvoren ni zatvoren.
Funkcija
ili preslikavanje iz jednog topolo?kog prostora u drgi se naziva
neprekidnom
ako je inverzna slika bilo kog otvorenog skupa otvorena. Ako funkcija slika
realne brojeve
u realne brojeve (oba prostora sa Standardnom topologijom), onda je ova definicija neprekidnosti ekvivalentna definiciji neprekidnosti koja se javlja u
analizi
. Ako je neprekidna funkcija
jedan-jedan
i
na
i ako je i inverz te funkcije neprekidan, onda funkciju nazivamo
homeomorfizmom
, a skup iz kojeg funkcija preslikava je homeomorfan skupu u koji preslikava. Ako su dva prostora homeomorfna, oni imaju identi?na topolo?ka svostva i topolo?ki se smatraju istim. Kocka i sfera su homeomorfne, kao i ?oljica za ?aj i krofna. Ali krug nije homeomorfan krofni (torusu).