На главную страницу НМУ

Андрей Рябичев

Кусочно-линейные многообразия и маломерная топология (МГУ, осень 2025)


Лекции читаются очно по четвергам с 18:30 до 20:05 в аудитории 1226а ГЗ МГУ. Видео выкладываются тут.

Есть чат в телеграме для слушателей курса, заходите. По всем вопросам можете писать в чат или на почту ryabichev@179.ru

Курс рассчитан на студентов 1–3 курса, но ходить могут все желающие. Курс можно зачесть в НМУ, для желающих в декабре пройдёт письменный экзамен. Каждая сданная задача (пункт) учитывается как +1% оценки за экзамен (но не более 49% суммарно). Кондуит.


Лекции и задачи

Дедлайн по листкам 1 и 2 -- среда 15 октября. Дедлайн по листкам 3 и 4 -- среда 22 октября.

30 октября, лекция 8. Теоремы Жордана, Александера и Шёнфлиса (обзор). Примеры диких вложений: дикие узлы, ожерелье Антуана, рогатая сфера Александера.

23 октября, лекция 7 (видео). Любой ручной узел топологически изотопен тривиальному. Погружения гладких многообразий, устойчивость. Сингулярный дифференциал, погружения симплициальных комплексов. Задачи к лекции 7.

16 октября, лекция 6 (видео). Элементарные подразбиения. Разбиение произведение комплексов. Изотопии и PL-изотопии. Экзотические R^4. Определение комбинаторной триангуляции. Задачи к лекции 6.

9 октября, лекция 5 (видео). Выпуклые полиэдры в R^n и их триангуляции. Аппроксимация диффеоморфизма PL-гомеоморфизмом. Гладкое многообразие имеет PL-атлас. PL-многообразие допускает триангуляцию (план доказательства). Задачи к лекции 5.

2 октября, лекция 4 (видео). Линейные триангуляции подмножеств R^n. Кусочно-линейные отображения. Композиции и обратные к кусочно-линейным гомеоморфизмам. Образ триангуляции -- не всегда триангуляция. Лемма об измельчении. Определение PL-многообразия. Задачи к лекции 4 (до 22 октября).

25 сентября, лекция 3 (видео). Теорема о классификации триангулированных поверхностей. Связная сумма гладких многообразий. Связная сумма в размерности 2 не зависит от выбора склеивающего гомеоморфизма. Ленточные графы, описание ленточных графов с точностью до гомеоморфизма. Задачи к лекции 3 (до 22 октября).

18 сентября, лекция 2 (видео). Симплициальные комплексы и их геометрические реализации. Линк вершины. Критерий гомеоморфности комплекса многообразию. Теорема о двойной надстройке (обсуждение формулировки). Задачи к лекции 2 (до 15 октября).

11 сентября, лекция 1 (видео). Где появляются многообразия: решения систем уравнений, конфигурационные пространства. Топологические многообразия. Атласы, гладкие многообразия. Примеры: гиперповерхности в R^n, грассманианы. Касательные вектора, касательное расслоение. Различия между топологическими и гладкими многообразиями и проблема триангулируемости (обзор). Задачи к лекции 1 (до 15 октября).


Программа курса

В этом курсе мы будем двигаться в сторону Hauptvermutung — известной гипотезы, что любое топологическое многообразие триангулируемо, а любой гомеоморфизм PL-многообразий изотопен кусочно-линейному. Эта гипотеза верна в размерности ≤3, но неверна в общем случае.

Первая часть курса посвящена общему обзору теории многообразий, а также методам работы с кусочно линейными многообразиями. Во второй части курса мы докажем Hauptvermutung в размерности 2 и сопутствующие утверждения о поверхностях. В заключительной части курса речь пойдёт про трёхмерную топологию, мы разберём несколько классических фактов о 3-многообразиях и обсудим теорему о триангулируемости.

Примерный план:

  1. Топологические многообразия. Атласы, гладкие многообразия. Примеры многообразий

  2. Подмногообразия. Примеры диких вложений (дикие узлы, ожерелье Антуана, рогатая сфера Александера)

  3. Полиэдры в евклидовом пространстве, триангуляции, измельчения

  4. Кусочно линейные отображения, локальный критерий невырожденности. PL-многообразия

  5. Теорема о триангулируемости гладких многообразий

  6. Некомбинаторные триангуляции. Гомологические сферы, теорема Эдвардса о двойной надстройке (без доказательства)

  7. Теорема Жордана

  8. Теорема о кусочно линейной аппроксимации гомеоморфизма поверхностей. Триангулируемость топологических 2-многообразий

  9. Теорема Шёнфлиса

  10. Бонус: Diff(S^2) ретрагируется на O(3)

  11. Трёхмерные многообразия. Линзы. Разбиение Хегора

  12. Лемма Дена, теоремы Папакирьякопулоса о петле и о сфере

  13. Кусочно линейная аппроксимация в трёхмерном пространстве. Теорема о триангулируемости трёхмерных многообразий

  14. Инвариант Кирби-Зибенманна (обзор)

Литература

  • Moise. Geometric topology in dimensions 2 and 3

  • Манкрс. Элементарная дифференциальная топология (приложение к книжке Милнор, Сташеф. Характеристические классы)

  • Lurie. Topics in Geometric Topology

  • Прасолов. Элементы комбинаторной и дифференциальной топологии

  • Скопенков. Алгебраическая топология с геометрической точки зрения



  • Благодарности

    Разработка данного курса поддержана грантом Фонда развития теоретической физики и математики «БАЗИС».