Жалпы топологиядағы бөлу аксиомаларының тарихы, терминдер мен ұғымдардың арасындағы шатасуды қамтиды. Метрикалық кеңістіктерді зерттеуде маңызды рөл атқарады.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жалпы топологиядағы бөліну аксиомаларының тарихы тылсымды болған, көптеген мағыналар бірдей терминдерге таласқан және көптеген терминдер бір ұғымды білдіру үшін бәсекелескен.
The history of the separation axioms in general topology has been convoluted, with many meanings competing for the same terms and many terms competing for the same concept.
Шығу тегі
Топологиялық кеңістіктің қазіргі жалпы анықтамасынан бұрын көптеген анықтамалар ұсынылды, олардың кейбіреулері (қазір біз ойлағандай) кейбір бөліну аксиомаларын қабылдады. Мысалы, Феликс Хаусдорфтың 1914 жылы берген анықтамасы қазіргі заманғы анықтамаға плюс Хаусдорфтың бөліну аксиомасына тең келеді. Бөліну аксиомалары топ ретінде метрикалауды зерттеуде маңызды рөл атқарды: топологиялық кеңістікке метрикалық кеңістіктің құрылымын қою мүмкіндігі туралы сұрақ. Метрикалық кеңістіктер барлық бөліну аксиомаларын қанағаттандырады; бірақ шындығында, тек кейбір аксиомаларды қанағаттандыратын кеңістіктерді зерттеу толық метрикалану түсінігіне жетелуге көмектеседі. Осылайша алғаш рет бірге зерттелген бөліну аксиомалары қолжетімді кеңістіктер, Хаусдорф кеңістіктер, тұрақты кеңістіктер және қалыпты кеңістіктер аксиомалары болды. Топологтар бұл кеңістіктер кластарына T1, T2, T3 және T4 атауларын берді. Кейіннен бұл нөмірлеу жүйесі T0, T2½, T3½ (немесе Tπ), T5 және T6 болып кеңейтілді. Бірақ бұл тізбекте мәселелер туындады. Бұл идеяның мақсаты – егер i > j болса, әр Ti кеңістігі Tj кеңістігінің арнайы түрі болуы керек еді. Бірақ бұл міндетті түрде дұрыс емес, себебі анықтамалар әртүрлі. Мысалы, тұрақты кеңістік (T3 деп аталады) Хаусдорф кеңістігінен (T2 деп аталады) кемінде тұрақты кеңістіктердің ең қарапайым анықтамасы бойынша, міндетті түрде туындамайды.
Before the current general definition of topological space, there were many definitions offered, some of which assumed (what we now think of as) some separation axioms. For example, the definition given by Felix Hausdorff in 1914 is equivalent to the modern definition plus the Hausdorff separation axiom. The separation axioms, as a group, became important in the study of metrisability: the question of which topological spaces can be given the structure of a metric space. Metric spaces satisfy all of the separation axioms; but in fact, studying spaces that satisfy only some axioms helps build up to the notion of full metrisability. The separation axioms that were first studied together in this way were the axioms for accessible spaces, Hausdorff spaces, regular spaces, and normal spaces. Topologists assigned these classes of spaces the names T1, T2, T3, and T4. Later this system of numbering was extended to include T0, T2½, T3½ (or Tπ), T5, and T6. But this sequence had its problems. The idea was supposed to be that every Ti space is a special kind of Tj space if i > j. But this is not necessarily true, as definitions vary. For example, a regular space (called T3) does not have to be a Hausdorff space (called T2), at least not according to the simplest definition of regular spaces.
Әр түрлі анықтамалар
Барлық авторлар T0, T1 және T2 бойынша келісті. Дегенмен, басқа аксиомалар үшін әртүрлі авторлар, қандай мәселемен айналысып жатқандарына байланысты, өте әртүрлі анықтамаларды қолдануы мүмкін. Мұндай айырмашылықтардың тууы мүмкін, себебі егер топологиялық кеңістік T1 аксиомасын қанағаттандырады деп есептесек, онда әртүрлі анықтамалар (көбінесе) эквивалентті болады. Сондықтан, егер осылай болжаса, ең қарапайым анықтаманы қолдану дұрыс. Бірақ егер мұндай болжам жасалмаса, ең қарапайым анықтама ең тиімді ұғым үшін сәйкес келмеуі мүмкін; қандай жағдайда болса да, ол Ti-дің Tj-ге (транзитивті) логикалық байланысын жояды, мысалы, Хаусдорф емес тұрақты кеңістіктерге мүмкіндік береді. Метризация мәселесімен айналысатын топологтар, әдетте, T1 деп есептейді, өйткені барлық метрикалық кеңістіктер T1 болып табылады. Осылайша, олар Ti үшін ең қарапайым анықтаманы қолданды. Ал T1 деп есептемеген жағдайларда, күрделі анықтамаларды ("қалыпты" және "нормальды") қарапайым анықтамалардан ажырату үшін қолданды. Бұл тәсіл 1970 жылы Линн А. Стин мен Дж. Артур Сибахтың "Топологиядағы қарсы мысалдар" еңбегімен бірге қолданылды. Керісінше, 1955 жылы Джон Л. Келли басқаратын жалпы топологтар көбінесе T1 деп есептемеді, сондықтан олар бөліну аксиомаларын бастапқыда ең жалпы түрде зерттеді. Олар Ti-ді Tj-ге байланыстыратын жақсы қасиетті сақтау үшін Ti үшін күрделі анықтамаларды қолданды. Содан кейін, қарапайым анықтамалар үшін олар сөздерді (қайтадан, "қалыпты" және "нормальды") пайдаланды. Екі тәсілдің де "түпнұсқа" мағыналарын сақтағанын айтуға болады; Т1 кеңістіктері үшін әртүрлі мағыналар бірдей, ал бұл бастапқы контекст болды. Бірақ нәтижесінде әртүрлі авторлар терминдерді қарама-қарсы мағыналарда қолданды. Бұған қоса, кейбір әдебиеттер аксиома мен оны қанағаттандыратын кеңістік арасындағы айырмашылықты нақты көрсетеді, сондықтан T3 кеңістігі T3 және T0 аксиомаларын қанағаттандыруы керек (мысалы, Математика энциклопедиялық сөздігі, 2-басылым). 1970 жылдан бері жалпы топологтардың терминдері, соның ішінде математиканың басқа салаларында, мысалы, анализде, танымалдылығы артып келеді. Бірақ қолданылуы әлі де біркелкі емес.
Every author agreed on T0, T1, and T2. For the other axioms, however, different authors could use significantly different definitions, depending on what they were working on. These differences could develop because, if one assumes that a topological space satisfies the T1 axiom, then the various definitions are (in most cases) equivalent. Thus, if one is going to make that assumption, then one would want to use the simplest definition. But if one did not make that assumption, then the simplest definition might not be the right one for the most useful concept; in any case, it would destroy the (transitive) entailment of Ti by Tj, allowing (for example) non Hausdorff regular spaces. Topologists working on the metrisation problem generally did assume T1; after all, all metric spaces are T1. Thus, they used the simplest definitions for the Ti. Then, for those occasions when they did not assume T1, they used words ("regular" and "normal") for the more complicated definitions, in order to contrast them with the simpler ones. This approach was used as late as 1970 with the publication of Counterexamples in Topology by Lynn A. Steen and J. Arthur Seebach, Jr. In contrast, general topologists, led by John L. Kelley in 1955, usually did not assume T1, so they studied the separation axioms in the greatest generality from the beginning. They used the more complicated definitions for Ti, so that they would always have a nice property relating Ti to Tj. Then, for the simpler definitions, they used words (again, "regular" and "normal"). Both conventions could be said to follow the "original" meanings; the different meanings are the same for T1 spaces, which was the original context. But the result was that different authors used the various terms in precisely opposite ways. Adding to the confusion, some literature will observe a nice distinction between an axiom and the space that satisfies the axiom, so that a T3 space might need to satisfy the axioms T3 and T0 (e. g., in the Encyclopedic Dictionary of Mathematics, 2nd ed.). Since 1970, the general topologists' terms have been growing in popularity, including in other branches of mathematics, such as analysis. But usage is still not consistent.
Толықтай Хаусдорф, Урисон және Т2 кеңістіктері
Стин мен Сибах Урисон кеңістігін "кәдімгі екі нүкте үшін Урисон функциясы бар кеңістік" деп анықтайды. Уиллард мұны толық Хаусдорф кеңістігі деп атайды. Стин мен Зеебах толық Хаусдорф кеңістігін немесе T21/2 кеңістігін – кез келген екі нүктесі жабық аймақтармен бөлінетін кеңістік ретінде анықтайды, ал Уиллард оны Урисон кеңістігі немесе T21/2 кеңістігі деп атайды.
Steen and Seebach define a Urysohn space as "a space with a Urysohn function for any two points". Willard calls this a completely Hausdorff space. Steen & Seebach define a completely Hausdorff space or T21/2 space as a space in which every two points are separated by closed neighborhoods, which Willard calls a Urysohn space or T21/2 space.