رحلة عميقة في عالم زمرة أساسية

في الرياضيات، وبالأخص في الطوبولوجيا الجبرية، تُعتبر الزمرة الأساسية (بالإنجليزية: Fundamental group) (كما عرفها العالم هنري بوانكاريه في مقالته التي تحمل عنوان تحليل سيتوس, والتي نُشرت عام 1895) هي زمرة مرتبطة بأي فضاء طوبولوجي مُحدد ومُعين يفسح طريقًا لتحديد متى يمكن لمسارين، يبتديان وينتهيان عند نقطة أساس ثابتة، أن يمتزجا بداخل بعضهما معًا بشكلٍ مستمر. وسجلت بديهيًا معلومات حول الشكل الأساسي، أو ثقوب، الفضاء الطوبولوجي. وتُعد الزمرة الأساسية هي الأولى والأبسط بين الزُمر الهوموتوبية، وهي بذلك تُعتبر كمية طوبولوجية غير متغيرة: ولدى الفضاءات الطوبولوجية الهميومورفية نفس الزُمرة الأساسية.

ويمكن دراسة الزُمر الأساسية باستخدام نظرية فضاءات الغطاء؛ حيث تتوافق الزُمرة الأساسية مع زُمرة تحولات السطح لـفضاء الغطاء العالمي المرتبط بها. كما يمكن تعريف الزُمرة الأبيلية خاصتها من خلال الزُمرة الهمولوجية الأولى للفضاء. عندما يكون الفضاء الطوبولوجي هيمومورفيًا بالنسبة إلى فضاء المركب البسيط، فيمكن حينها وصف زُمرته الأساسية مباشرةً من ناحية المولِدات والعلاقات.

أما فيما يخص الجانب التاريخي، فإن مفهوم الزُمرة الأساسية ظهر أولاً في نظرية أسطح ريمان، في العمل الذي قدمه برنارد ريمان وهنري بوانكاريه وفيليكس كلاين, حيث وصفت النظرية خصائص المونودرومي في الدوال العُقدية (المركبة) بالإضافة إلى طرحها لـتصنيف الأسطح المغلقة الطوبولوجي الكامل.

قراءة المقال الكامل على ويكيبيديا ←