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11. 制服空间。
与均匀空间相关的主要概念和命题是从实变量理论中逐渐提出来的,直到最近才成为系统研究的对象。 柯西在集合严格的级数理论(cf.p. 153)的基础上,将点原理作为出发点点原理,他似乎认为这是显而易见的,根据条件收敛序列的必要且充分的条件是:当 为足够大时, 应任意小(参见例 ([56 a], (2), v. VII,p. 267))。 与博尔扎诺[27c]一起,他无疑是第一个明确指出这个原理,并认识到其重要性的人之一:从而将“柯西序列”这个名字赋予了实数的序列,即满足条件,并通过扩张空间度量中的点的序列,使得当为足够大时,和之间的距离任意小;从那时起,“柯西滤波器”的名称最终被赋予了均匀空间的柯西序列的泛化。
后来当实数的直觉概念不再令人满意,而在阶寻求为数学分析打下坚实的基础,到从理性数出发的定义实数时,正是柯西原理提供了其中最有成果的。 定义于十九世纪下半叶提出;它是康托尔的定义([47],第93-96页)(除其他外,还根据海涅[154 b]的康托尔思想以及Méray的独立发展),根据该理论,可以将实数对应转化为每个柯西序列(“基本序列”)在康托尔的术语)有理数数;如果趋于零,则相同的实数将对应变为有理数和的两个柯西序列,并且仅在这种情况下。这里的基本思想是,从某个点来看,有理数的集合是“不完整”的,而实数的集合是“完备的”推导出来的“完整”集合。
另一方面,海涅在工作中主要受到 Weierstrass 和 Cantor 思想的启发,首先对一个或多个实变量的数值函数提出定义一致连续性[154a],并证明每个数值函数,在闭有界区间上连续,在那里是一致连续的[154b]:它是“海涅的” 定理”。这个结果与(“Borel-Lebesgue 定理”,cf.p. 141)中闭有界区间的紧致性相关,并且海涅给出的定理给出的证明也可以使用,经过一些修改,来证明Borel-Lebesgue定理(这似乎一些作者有充分的理由将这个定理命名为“Heine-Borel 定理”)。
这些想法中的扩张更普遍的空间是在首先研究一些特殊情况,然后一般地度量空间时提出的,其中给出了距离(点的对的数字函数,满足某些公理),同时给出了定义拓扑和制服结构。 Fréchet 是第一个提出这些空间的一般定义的人,认识到柯西原理 [115 a] 的重要性,并且还为所有度量空间、预紧致(或“完全有界”[115 a 和 b])空间引入了概念。豪斯多夫在他的“Mengenlehre”[152 a和b]中发展了许多度量空间的理论,特别认识到人们可以将上面考虑的康托构造应用于这些空间,并因此推断出,对于每个非“完整”度量空间(也就是说,柯西原理无效),“完整”指标空间。
度量空间是特定类型的“统一空间”; uniform 空间最近才被 A. Weil [330 b] 以一般方式定义。在此之前,人们只知道在处理度量空间时如何使用概念和涉及“统一结构”的结果:这解释了在距离没有任何实际用途的问题中,度量或可度量的空间(特别是紧凑可度量的空间)在许多现代关于拓扑的工作中所发挥的重要作用。一旦规定了均匀空间的定义,就可以毫无困难地扩展到这些空间几乎所有度量空间的理论(特别是当过滤器的概念也可用时),正如Hausdorff对例的规定(以及以同样的方式对扩展进行规定,对于例,对于所有紧凑的空间,Alexandroff-Hopf [4]的拓扑中的紧凑度量空间的结果集合出。特别是,均匀空间的完成定理无非是康托尔的构造对实数的转置,没有任何本质的修改。