纽结理论
数学的角度对纽结的研究
纽结理论 （英语：Knot theory） 是拓扑学的一个分支，研究纽结的拓扑学特性。
历史
编辑结绳纪事由来远古，但从数学上研究纽结，始于德国数学家卡尔·弗里德里希·高斯，高斯研究电磁场的性质，认为与纽结有关。1867年开尔文勋爵认为原子是以太漩涡的纽结，可用不同种类的纽结将原子分类，并用来解释为何原子的吸收光谱呈现不连续的现象。
苏格兰理论物理学家彼德·G·泰特用多年时间研究出纽结分类表，相信他正在创造一个元素表。1887年迈克耳孙-莫雷实验证明“以太”不存在，“以太漩涡论”成为过时理论。十九世纪末叶，产生拓扑学，纽结论再次成为热点研究课题。今日纽结论的应用包括弦理论、DNA复制和统计力学等领域。
Reidemeister移动
编辑
1927年，J.W. 亚历山大 和G.B. Briggs，以及 Kurt Reidemeister 独立地提出了如何判定两个结是相同的方法：如果由一个结可以透过几种基本的动作变成另一个结，它们便是相等的。这些运算称为Reidemeister移动。
高阶纽结图
编辑一个 维球，只可以在 维空间扭成结，而且必定能在 维空间解结。（E.C. Zeeman）
纽结连通和
编辑两个结可以“相加”。考虑两个结的平面投影，假设投影不相交。在平面找出一个长方形，使得每个结都有一条线在长方形内，结的边靠近长方形的对边，而且长方形其他部分没有和结相交。将两线剪开，上面的部分和上面的部分连起，下面的和下面的连起。这运算称为连通和。
这个在结的运算，形成了一个交换的幺半群，且有素分解：如果一个结K只可以写作K+0=K或0+K=K，K便是素纽结。（0表示没有扭过的结。）
陈-西蒙斯理论和纽结多项式
编辑三维的陈-西蒙斯理论生成很多重要的纽结多项式和纽结不变量：[1]
| 陈西规范群G | 纽结多项式或不变量 |
|---|---|
| SO(N) | 考夫曼多项式 |
| SU(N) | HOMFLY多项式 |
| SU(2)或SO(3) | 锺斯多项式（跟括号多项式有关） |
| U(1) | 环绕数 |
参看
编辑参考文献
编辑- ^ Witten, Edward. Quantum field theory and the Jones polynomial. Communications in Mathematical Physics. 1989-09, 121 (3): 351–399. ISSN 0010-3616. doi:10.1007/BF01217730 （英语）.