home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / fractals / 280 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-11-04  |  3.5 KB  |  88 lines

  1. Newsgroups: sci.fractals
  2. Path: sparky!uunet!think.com!linus!linus.mitre.org!linus!wdh
  3. From: wdh@linus.mitre.org (Dale Hall)
  4. Subject: Re: Is this thing a fractal?
  5. Message-ID: <1992Nov5.155637.26914@linus.mitre.org>
  6. Followup-To: sci.fractals
  7. Summary: A definition of topological dimension, plus a good reference.
  8. Keywords: dimension.
  9. Sender: Dale Hall
  10. Nntp-Posting-Host: linus.mitre.org
  11. Organization: Research Computer Facility, MITRE Corporation, Bedford, MA
  12. References: <1992Oct28.175819.4696@nntp.uoregon.edu> <1992Oct29.193113.13763@murdoch.acc.Virginia.EDU> <1816@spam.ua.oz>
  13. Date: Thu, 5 Nov 1992 15:56:37 GMT
  14. Lines: 72
  15.  
  16. In article <1816@spam.ua.oz> ahanysz@spam.ua.oz (Alexander Hanysz) writes:
  17.     ...
  18. >
  19. >Now I'm going to ask that eternally difficult question: WHY?  The
  20. >Mandelbrot set is such a complicated object, how do we know that its
  21. >boundary has topological dimension 1?
  22. >
  23. >More fundamentally, does anyone know a nice _definition_ of topological
  24. >dimension?  It's hard to argue when you don't know what the terms mean.
  25. >All I've been told about topological dimension is "a line has dimension
  26. >1, a surface has dimension 2, a volume..."  I have yet to see a formal
  27. >definition.
  28.  
  29.     The standard (to me) definition of topological dimension
  30.     involves the construction of polyhedra that approximate the
  31.     space under consideration, and then taking the dimension of
  32.     the spaces thus constructed:
  33.  
  34.     Let X be a topological space, and U an open cover of X.  Then
  35.     we can define the "nerve" N(U) of U by:
  36.  
  37.         S_0 = 0-simplices of N(U) = elements of U [i.e. the
  38.         open sets of the cover U]
  39.  
  40.         S_1 = 1-simplices of N(U) = pairs {A_0,A_1} from U
  41.         with A_0 \intersect A_1 non-empty
  42.  
  43.         S_2 = 2-simplices of N(U) = triples {A_0,A_1,A_2} from
  44.         U with A_0 \intersect A_1 \intersect A_2 non-empty
  45.  
  46.         ...
  47.  
  48.         S_k = k-simplices of N(U) = (k+1)-tuples {A_0,...,A_k}
  49.         from U with non-empty total intersection.
  50.  
  51.         ...
  52.  
  53.     The face maps are defined in the obvious fashion, and one can
  54.     of course have orientations if one uses ordered sets in the
  55.     definition of the S_k.  One can (for X normal) also define a
  56.     canonical map from X into the geometric realization of N(U),
  57.     unique in the sense that any two such maps are contiguous
  58.     (thus homotopic). 
  59.  
  60.     If V is a refinement of U, there is a canonical mapping of
  61.     simplicial complexes N(V) --> N(U) defined on the 0-simplices
  62.     and extending, so one obtains an inverse system of polyhedra,
  63.     corresponding to ever-finer covers of X.  For "nice enough"
  64.     spaces, the inverse limit converges, in the sense that from
  65.     some stage on, the maps N(V') --> N(V) are essentially
  66.     simplicial subdivisions (i.e., finer triangulations of the
  67.     same underlying space).  Taking any of the representations
  68.     beyond this point yields a simplicial complex with a
  69.     well-defined dimension equal to the highest dimension of any
  70.     simplex.  This is the so-called "covering dimension" of the
  71.     space X.  For not-so-nice spaces, one obtains a pro-simplicial
  72.     complex and hires a shape theorist. 
  73.  
  74.     Placed in layman's terms, for X to have covering dimension X
  75.     means that any open covering U of X has a refinement U' for
  76.     which at most (n+1) elements of U' intersect non-trivially. 
  77.     You should note that, since we are counting things, only
  78.     counting numbers will show up.  No fractional dimensions here.
  79.  
  80.     A good reference for dimension theory is "Dimension Theory" by
  81.     Hurewicz and Wallman, published in 1948 by Princeton
  82.     University Press. There are no doubt more recent references; I
  83.     seem to recall a book by Nagata, but am not familiar with it.
  84.  
  85.     That's all I know.
  86.                         Dale.
  87.  
  88.