本書不僅詳細敘述了拓撲線性空間,包括若干子類局部凸空間、賦范空間、內(nèi)積空間的公理系統(tǒng)、結構屬性及其之上的強弱拓撲、共軛性,還深入論述了該學科離不開的幾個專題,即形式上更為一般的三大基本定理與泛函延拓定理,Banach代數(shù)特別是Gelfand變換的基本理論,緊算子及其譜理論,自伴算子的譜理論,無界正常算子的譜理論以及Bonsall的閉值域定理,不變子空間的Lomonosov定理等;而且給出了以上基本理論的豐富多彩的應用,包括完整的關于廣義函數(shù)、Fourier變換及其偏微分方程基本解的論述,對于Tauber型定理的應用,vonNeumann的平均遍歷定理,算子半群的Hille-Yosida定理并應用于發(fā)展方程等。
本書是國際教材,在材料的取舍和處理手法上很有特色,對某些公理進行了準確描述,并精彩地討論了一些深入的專題,還介紹了在其他數(shù)學分支(如微分方程)中有價值的應用。用作者自己的話來講,他并不期望寫一部百科全書,而是為進一步的探索打開通道。
本書敘述清楚,論證嚴謹,不少地方的注釋相當精辟并具有啟發(fā)性,可作為高等院校數(shù)學專業(yè)高年級本科生和研究生的教材和參考書。
泛函分析是一門研究某些拓撲代數(shù)結構以及如何把關于這些結構的知識應用于分析問題的學科.
關于這門學科的一本好的入門教科書應該包含其公理系統(tǒng)(即拓撲向量空間的一般理論)的介紹,至少應該講解某些具有一定深度的專題,應該包括對于其他數(shù)學分支的有價值的應用.我希望這本書符合這些準則.
這門學科是龐大的,而且正在迅速發(fā)展([4]的第一卷中參考文獻就有96頁,還只到1957年).為了寫一本中等規(guī)模的書,有必要選擇某些領域而舍棄其他的方面.我充分意識到,幾乎任何一個看過目錄的行家都會發(fā)現(xiàn)見不到他(和我)所喜愛的某些專題,而這似乎是不可避免的.寫成一部百科全書并不是我的目的,我想寫一本能夠為進一步探索打開通道的書.
因此,本書略去了拓撲向量空間的一般理論中許多更深奧的專題.例如,沒有關于一致空間、MooreSmith收斂性、網(wǎng)和濾子的討論.完備性概念僅僅出現(xiàn)在度量空間的內(nèi)容中.囿空間沒有提到,桶空間也沒有.雖然提到了共軛性,但不是以最一般的形式出現(xiàn)的.向量值函數(shù)的積分是作為一種工具論述的.我們將重點放在連續(xù)的被積函數(shù)上,其值在Fréchet空間中.
然而,第一部分的材料對于具體問題的幾乎所有應用是足夠的.這其實就是這門課程應該強調(diào)的:抽象和具體之間緊密的相互作用不僅是這整個學科最有用的方面,而且也是最迷人的地方.
這里對于材料的取舍還具有以下特色.一般理論的相當一部分是在沒有局部凸性的假設下敘述的.緊算子的基本性質(zhì)是從Banach空間的共軛理論導出的.第5章里關于端點存在性的KreinMilman定理有著多種形式的應用.廣義函數(shù)理論和Fourier變換是相當詳盡的,并且(以很簡短的兩章)應用于偏微分方程的兩個問題以及Wiener的Tauber定理及其兩個應用中.譜定理是從Banach代數(shù)理論(特別地,從交換B*代數(shù)的GelfandNaimark特征)導出的,這也許不是最簡捷的方法,但卻是容易的.此外,相當詳細地討論了Banach代數(shù)中的符號演算,對合與正泛函也是如此.
我假定讀者熟悉測度理論和Lebesgue積分理論(包括像Lp空間的完備性的知識),全純函數(shù)的某些基本性質(zhì)(如Cauchy定理的一般形式和Runge定理),以及與這兩個分析問題相關的基礎拓撲知識.另外一些拓撲知識在附錄A中簡要介紹,除了什么是同態(tài)之類的知識外,幾乎不需要什么代數(shù)背景.
歷史性的參考文獻匯集在附錄B中.其中一些是關于初始來源的,一些是較近時期的書、文章或者可以從中找到進一步參考文獻的闡述性文章.當然還有許多條目根本沒有提供文獻.當缺少具體的參考文獻時,絕不意味著我意欲將那些成果攫為己有.
大部分應用放在第5、8、9章中,有些在第11章和250多道習題里.許多習題備有提示.章與章之間的內(nèi)在聯(lián)系見下圖.
包含在第5章那些應用中的大多數(shù)內(nèi)容都在前4章講述了.一旦建立了所需要的理論背景,立即給出它們的應用想必是一種好的教學方法.但是,為了不打亂書中理論的敘述,我代之以在第5章開頭簡短地指出每個問題需要的背景,這就使得必要時容易盡早學習它們的應用.
在第1版中,第10章主要討論Banach代數(shù)中的微分.20年前(直到現(xiàn)在)這些材料看上去是有價值且有發(fā)展余地的,但多年來似乎沒有取得進展,因此我刪除了這些內(nèi)容.另一方面,我加入了一些更容易融入現(xiàn)有課文的論述:von Neumann的平均遍歷定理,算子半群的HilleYosida定理,兩個不動點定理,Bonsall關于閉值域定理的出人意料的應用,Lomonosov的引人注目的不變子空間定理.我還重寫了某些章節(jié)以便闡明某些細節(jié).此外還簡化了某些證明.
這些改動多數(shù)源于幾位朋友和同事的十分熱心的建議.我特別要提到的是Justin Peters和Ralph Raimi,他們對于第1版給出了詳細的評述.還有第1版的俄文譯者,他加入了不少與課文有關的腳注.我感謝他們所有人!
Walter Rudin
沃爾特·魯。╓alter Rudin) 1953年于杜克大學獲得數(shù)學博士學位。曾先后執(zhí)教于麻省理工學院、羅切斯特大學、威斯康星大學麥迪遜分校、耶魯大學等。他的主要研究興趣集中在調(diào)和分析和復變函數(shù)上。除本書外,他還著有《Real and Complex Analysis》(實分析與復分析)和《Principles of Mathematical Analysis》(數(shù)學分析原理)等名著。這些教材已被翻譯成十幾種語言,在世界各地廣泛使用。