回复一下上面的问题。这样定义流形是因为这样最合理。大部分数学研究需要借助欧式空间,由于豪斯多夫和第二可数,流形其实就是欧式空间上的几何物体(欧式空间的子集)。局部欧几里得使得流形有固定的维数。
现在有了一个几何物体,自然要去研究它上面的函数和映射,这时候出问题了。函数的连续,可微之类的概念会受坐标的影响。所以我们通常要坐标变换是光滑,这样就可以说函数是否可微。然后我们就可以微积分了。
研究一个物体(点集,空间之类的),有时候并不用关心它的具体形状:只想知道它的大概形状,这个“大概形状”叫拓扑(topology)。比如这个东西有多少个洞,有没有边界之类的。
有时候,你想知道一个东西的具体形状,叫几何(geometry)。这时候,你就要知道两点的距离,在流形上,要通过切空间,切向量丛和余切向量丛等来定义距离。
有些东西并不一定有稳定的维数,你以后或许会接触到。这些东西不是局部欧几里得,叫cw复形,这时候就要引入一个叫同伦的概念(一个物体如果可以通过连续变形变成另一个物体,那这两个物体就是同伦的(homotopic))。