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Cómo Presentar La Topología Algebraica A Los No-Matemáticos?

Estoy escribiendo mi tesis de maestría en topología algebraica (fundamental grupos) y como un sistema, en mi escuela los estudiantes deben escribir acerca de una página sobre su tesis de explicar para los no matemáticos el propósito del estudio (en general) y por qué es importante en la vida real. No sé cómo voy a empezar, porque no estoy permitido el uso de algunos matemáticos terminologías como "Espacio Topológico", por ejemplo. Mi maestro me dijo que es importante para convencer a los "políticos" para apoyar financieramente a las investigaciones en el departamento de matemáticas principalmente en topología algebraica para demostrarles que estamos haciendo algo útil. Además, para hacer de los nuevos estudiantes, como este tipo de matemáticas.

Así que cualquier sugerencia o idea será muy apreciada!

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guruz Puntos 1129

Aquí hay dos ejemplos de topología algebraica (en realidad, la teoría de la homología) de ser aplicados a los problemas de la vida real.

1) Ghrist del papel "Homológica redes de sensores." (pdf)

2) análisis Topológico de datos, como el pionero de Gunnar Carlsson.

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TBrendle Puntos 2538

Explique que en una sociedad que valora el aprendizaje, la búsqueda de conocimiento abstracto es un fin en sí mismo. Esta es la forma pura de los matemáticos han respondido a esa pregunta durante miles de años y es, hasta donde yo sé, la única verdad irrefutable respuesta.

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bea Puntos 16

Puede que no sea "útil", pero se puede explicar el tema a una audiencia no técnica, refiriéndose a "de alambre y cuerda" puzzles. La solvencia de cable y de cadena de puzzles básicamente puede ser reducido a las preguntas sobre el grupo fundamental de la complementaria espacio ambiente que rodea el alambre de metal.

Por ejemplo, observe la siguiente "astroknot rompecabezas", donde el objetivo es eliminar la larga cadena flexible del metal sólido, enter image description here

Este también, de paso, nos lleva a una de las mejores maneras de resolver ese rompecabezas como un ser humano, que es imaginar que la inflexible de metal se pueden doblar en una forma en la que el puzzle es fácil, y entonces se puede imaginar cómo la cercana aire deforma bajo la transformación inversa.

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TheCompWiz Puntos 5222

Creo que es muy factible, de hecho, me dio una breve charla sobre la topología para los estudiantes de escuela secundaria una vez. Olvídate de la álgebra y tratan muy geométricamente en su lugar. Lo que es más importante, sacar muchas fotos! Después de todo, es realmente un visualmente intuitiva tema, e incluso topologists gastar un montón de tiempo haciendo dibujos y convencerse a sí mismos acerca de la geometría.

Escaparate de algunos de los más inmediatamente comprensible resultados de la clasificación de superficies, Brouwer teorema de punto fijo, peluda bola teorema, etc. y el fresco ejemplos - tori, la banda de Möbius, la botella de Klein, proyectiva, espacio, etc. Siempre que sea posible, recurrir a la física, visual, y la intuición geométrica.

Para aplicaciones, dígale a su audiencia que la topología es una gran herramienta para la reducción de muchos de los problemas que al principio parece complicado, ejemplos ser persistente de homología, de la teoría de Morse, y topológicas de grado de la teoría. El IMA es tener un enfoque especial en el año sobre las aplicaciones de la topología algebraica (http://www.ima.umn.edu/2013-2014/) - echa un vistazo a las conferencias! Y hacer una mención especial a la computabilidad de la teoría de homología es una gran herramienta, ya que podemos hacer que el ordenador hacerlo.

Edit: yo estaba hablando principalmente acerca de la explicación de la topología para un público general. Yo no sé mucho acerca de homotopy grupos, pero si yo fuera a decir nada acerca de la fundamental grupos me gustaría asegúrese de mencionar la conjetura de Poincaré. No estaría de más mencionar la manera en que había un 1 millón de DÓLARES de recompensa asociado a ella, y además de los intentos de Poincaré nos llevó a algunos de los más fructíferos de las matemáticas del siglo pasado, como el de la teoría de Morse.

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Giorgio Mossa Puntos 7801

Creo que usted puede encontrar muy interesante este material publicado por el Prof. Porter. No se trata de la foundamental grupo, pero sin embargo presentan algunas aplicaciones del mundo real en topología algebraica (y hay algunos enlaces a algunos de los documentos).

Que es una respuesta a un post de Tom Leinster abordar una pregunta similar: él estaba buscando la aplicación de resumen de matemáticas para motivar a los matemáticos en el estudio abstracto de las matemáticas y el opuesto, encontramos interesante aplicación que motiva abstracto de las matemáticas para los teóricos matemáticos. aquí el link completo.

De todos modos si intenta google un poco, usted puede encontrar un montón de aplicaciones de la topología algebraica en el campo aplicado, en particular en el análisis de datos y aprendizaje automático. Si no me equivoco hay un montón de trabajo en la homología persistente que tienen aplicación en el mundo real. Por desgracia no tengo los papeles en mi mano, pero trate de buscar lo más ciertas encontrar un montón de cosas.

Ahora, uno podría argumentar que estas cosas no directamente la relación fundamental del grupo no obstante, para el estudio de ese objeto que viene muy bien para saber mucho acerca de la fundamental grupos. Eso es mucho más de esta aplicado herramientas nacieron con el fin de resolver los problemas teóricos y más tarde se descubrió que podían ser utilizados en aplicaciones del mundo real. Son una especie de práctica de la prueba de que la investigación teórica es importante, tanto como aplicado.

Espero que esta muy corto y pobre respuesta podría ayudar. Tener buena suerte con tu trabajo :)

Edit: Después de un tiempo fue capaz de recuperar este viejo post sobre MathOverflow que creo que pueden ser útiles. Hay algunas aplicaciones del mundo real de la topología algebraica con alguna referencia.

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