求证两个空间拓扑等价,是一个几何问题,将涉及怎样造出两个空间之间具体的同胚。
求证两个空间不同胚,则是性质完全不同的另一个问题。
不可能将两个空间之间的每个映射拿来检验,断定它们不是同胚。
这时采取的办法是倚重于空间的“拓扑不变量”:
不变量可以是空间的某种几何性质,也可以是数,不如像对空间有定义的Euler数,
也可以是代数系统,比如从空间造出来的群或者环。
重要之点在于这些不变量为同胚所保持——名称正是由此得来。
如果我们怀疑两个空间不同胚,可以计算它们的不变量,一旦发现算出的答案不一样,我们的设想就得到证实。
Poincare引进一种构造,他的想法是对于每个拓扑空间对应以一个群,使得同胚的空间具有同构的群。
而且证明了道路连通的同胚空间具有同构的基本群。