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Rudin《数学分析原理》书评

 太阳儿女 2015-03-18
A.引言:
我无法掩饰自己对这本书(简称PMA)的喜爱。这真的是一本优秀的数学分析书,非常值得细细品读,尤其是对于中国数学系的学生。
中国的数学分析课,技巧和原理是合在一起的,鱼和熊掌不可兼得,对分析的原理往往讲不深,讲不彻底。中国的数学分析书是照着大纲写的,鲜见好的书籍;相反在美国,技巧和原理是分开的,分别归在“Calculus”和“Mathematical?Analysis”这两门相互独立的课程中。所以,对于美国的数学分析书,你别指望能找到教你什么积分技巧(这只会在名叫微积分(Calculus)的书中),但原理很透彻,使中国的分析书籍比起来相形见绌。
学习外国的数学分析,一定要接触过微积分,这和中国,前苏联的不同。
我通过中国的《数学分析》开始接触分析,也翻看过Apostol的,但通过PMA深入学习数学分析。下面的内容会对这些进行一些比较。
B.关于写作风格:
非常非常精炼。你在看这本书的时候会痛恨为什么定理的证明写的那么精炼。PMA中的定理证明写得非常“雅观”,也就是说,是让人欣赏的。许多定理(比如Weierstrass多项是逼近定理)你在刚开始看的时候看不出一步步,一个个构造有什么用,临近结尾却突然一个个的又都被用到,指向结论。也就是说——定理的证明不会告诉你,为什么要走这一步,这是怎么想到的,为什么这个式子要这么构造(即not?motivated),这些都靠你自己去想。然而你一旦相通了,你的分析能力又被锻炼了。
看PMA,能力的提升决不仅仅在练习中,看里面的定理,就像你的严厉的父亲在教你骑自行车,绝对不会手把手当着你,会让你自己摸索,但在必要的时候会点明关键。也如同破茧化蝶的过程,艰苦但会令你受益匪浅。
看PMA中定理证明时的痛苦有时反而会让你自己摸索证明方法,这无疑也是一种锻炼。
C.关于练习:
PMA里面的练习不算特别多,但很多都很有难度,很能锻炼你的思维水准。不少练习都是一些拓展的或是后续课程当中读者能够处理的定理,不少练习的结论甚至和教材里面的内容同样重要,需要读者记住,我会在后面提及。
D.关于内容:
Rudin的分析,内容多;Apostol的分析,内容也多。但两者“多”得不同。Rudin的多,更注重能够使所涉及的体系更加饱满,更加完整,更加透彻,而不是追求枝枝节节的结论。练习中的某些结论同样重要,不能忽视。
下面我所提到的内容,大多是中国的分析所没有的。
(章节一)静下心来!千万不要跳过这一章!从建立有理数域的公理到构造实数系,建立复数系,你在中国的分析书中是很难看到的。也就是说,这本书使整个分析都建立在?“?有?理?数”上!中国的分析有一部分是建立在欧几里得几何上的(比如证明lim?sinx/x=1),这无疑是与近代数学背道而驰,因为近代数学的几何都是建立在逻辑和“数”上的。
Apostol直接用公理化引入实数,这是一种回避。
PMA从有理数构造无理数用了Dedekind的方法,这是不能错过的,是整个分析的基础。
当然有理数还能从整数构造出来。这在Rudin的PMA中没有提到,不过读者可以自己尝试用“数对”的方法构造(有理数能够用一对整数,即互质的分子分母表示出来)。
(章节二)精彩的一章!讲的是集合论与点集拓扑,学好这一章能对后面的学习打下扎实的基础。由于后面几个章节大部分的讨论是n维欧几里得空间R^n和复平面,作者直接以拓扑的形式讲述R^n空间的性质,实数轴R^1的性质就是它的特例了。这样显得非常精炼,因为在逻辑上有了一般的R^n就不需要特殊的R^1了。Apostol的分析也是这么处理的。
中国的分析先讲R^1,后面再讲R^n,讲点集拓扑的。虽然逻辑上显得多余,但从教学上有其必要性。一个原因就是中国课程设置的技巧与原理的合一。中国学生没怎么接触微积分就要学习分析,然而在美国,学习分析之前要有扎实的微积分基础。虽然我更喜欢国外的做法,不在多余的内容上浪费,但R^1的性质构建也是需要了解的。因为R^1性质的证明有和R^n不同的方法(可以不依赖于拓扑结构。当然把R^n上的方法套上去也可以),在历史上也是先有R^1性质的证明,再有R^n的,读者应当有所了解。

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