Новый взгляд на мир [Фрактальная геометрия] (Мир математики. т.10.) (Басса) - страница 37
Джеральд А. Эдгар в своей книге Measure, Topology and Fractal Geometry («Измерения, топология и фрактальная геометрия») так иллюстрирует понятие размерности:
«Пусть дана точка в трехмерном пространстве. Мы можем заключить ее внутрь куба, словно в тюрьму. Куб образован шестью плоскими гранями. Следует учитывать, что эти грани являются двумерными. Мы можем заключить точку на одной из этих граней в „тюрьму“, нарисовав вокруг нее небольшую окружность. Если грани куба являются двумерными, то нужно понимать, что окружность является одномерной. Точка, которая находится внутри одной из окружностей, может быть заключена в „тюрьму“ с помощью двух точек, которые будут стенами „тюрьмы“. Следует учитывать, что множество, содержащее всего две точки, имеет нулевую размерность. Наконец, точка, которая находится на множестве из двух точек, уже не может двигаться. Чтобы заключить ее в „тюрьму“, не нужно стен. По определению, это множество имеет размерность 0».
Идея определения размерности по индукции восходит к «Началам» Евклида, где неявно приводится похожая формулировка: говорят, что фигура является одномерной, если ее граница состоит из точек; двумерной, если ее граница образована кривыми; трехмерной, если ее граница состоит из поверхностей.
Пуанкаре заново рассмотрел этот вопрос, оперируя похожими терминами, и ввел понятие топологической размерности. Он дал такое определение: пространство имеет размерность n, если его можно каким-либо способом разделить пространством, имеющим размерность n — 1. Однако, чтобы это определение стало более строгим, нужно корректно определить значение формулировки «каким-либо способом разделить». В 1913 г. первую попытку уточнить это определение предпринял Брауэр, затем десять лет спустя Урысон. Каждый привел различные толкования, но для локально связных пространств они совпадают. Так, в настоящее время наиболее важными считаются три определения топологической размерности: индуктивное определение Урысона (и Менгера), индуктивное определение Брауэра (и Чеха), а также размерность Лебега, определенная посредством покрытий[16].
Топологическую размерность Лебега (далее мы будем именовать ее просто топологической размерностью) очень удобно использовать для множеств, имеющих неправильную структуру.
Наглядно изобразить топологическую размерность очень просто. Покрытием подмножества S на
Покрытие кривой с кратностью 2.
>(Источник иллюстраций на этой странице: