世界上最傳奇的天才——「幽靈」數學家納什!

2020-12-02 宇宙探索百科

諾貝爾經濟學獎得主約翰納什被稱為「傳奇」。早在2015年5月23日,他的榮耀和瘋狂永遠留在新澤西州。這個壞消息已經成為當時全世界的頭條新聞,全世界都在為他的離去而嘆息。

納什也是奧斯卡獲獎影片《美麗心靈》中主人公、博弈論大師、著名數學家的原型。2015年3月25日,納什與數學家路易·尼倫伯格(Louis Nierenberg)一起榮獲2015年阿貝爾獎(又稱「諾貝爾數學獎」),表彰他對非線性偏微分方程的傑出貢獻。然而,在領獎後不到兩個月,納什和他的妻子都死於車禍。

「數學界的諾貝爾獎」之爭

菲爾茲獎是世界上最著名的數學獎。它成立於1936年,一般每四年頒發一次。由於諾貝爾獎沒有數學獎,有人把菲爾茲獎視為「諾貝爾數學獎」。菲爾茲獎只頒發給40歲以下的數學家,獎金只有1500美元。早在2001年,為紀念挪威最著名的數學家亞伯誕辰200周年,挪威政府宣布設立亞伯獎。雖然「亞伯獎」的歷史較短,但由於數額巨大(約100萬美元),可以與諾貝爾獎媲美,而且每年頒發一次。獲勝者沒有年齡限制,很快就贏得了世界的認可。目前,它已被公認為「諾貝爾數學獎」。

早慧的天才少年

約翰納什是普林斯頓大學數學系教授,美國科學院院士。他的主要研究領域是博弈論。同時,他在代數族理論、黎曼幾何、拋物方程和橢圓方程等方面取得了一些突破。只有少數幾篇論文引起了學者們的注意。

1928年6月13日,約翰納什出生在西維吉尼亞州的一個中產階級家庭。他的父親是一家電力公司的工程師,母親也是受過良好教育的教師。納什的天賦在小學四年級就顯露出來了,但他的數學成績只有B-。納什的老師告訴他媽媽他不知道怎麼做作業,但她知道孩子已經學會了自己解決問題的方法。在高中,當老師做一個冗長的證明時,納什只用兩三個步驟就能解決問題。

高中畢業後,納什進入卡內基梅隆大學,然後進入卡內基理工學院化學工程系。1948年,大三學生納什被哈佛、普林斯頓、芝加哥和密西根大學錄取。普林斯頓大學表現出更多的熱情。當他感到納什猶豫不決時,萊弗謝茨立即寫信敦促他選擇普林斯頓大學,這促使他接受了1150美元的獎學金。多虧了慷慨的獎學金和離家鄉近的地理位置,納什選擇普林斯頓來到愛因斯坦當時居住的地方。在這裡,納什表現出對拓撲學、代數幾何、博弈論和邏輯的濃厚興趣。

孤獨天才造就神奇的「納什均衡」

1950年,納什以「非合作博弈」為主題,撰寫了一篇長篇博士論文。當年11月出版後,立即引起轟動。本文所討論的問題也被稱為「納什均衡」「納什均衡」首先是指個體理性與集體理性的衝突,追求私利行為所導致的最終結果也對所有人都不利;其次,「納什均衡」是一種非合作博弈均衡,在現實中,非合作情境比合作情境更常見。

納什均衡理論的出現和完善,為博弈論在經濟學、管理學、社會學、政治學、軍事科學等領域的廣泛應用奠定了堅實的理論基礎。在日常生活中,「價格戰博弈」、「汙染博弈」、「易自由與壁壘」這三種常見現象可以直觀地理解納什均衡。

納什是個天才的數學家。然而,他的天才發現——非合作博弈均衡(納什均衡)並非一帆風順。納什在1948年來到普林斯頓,那時他還不到20歲。那時,普林斯頓到處都是傑出的人才和大師。愛因斯坦、馮·諾依曼、列夫斯切茨和其他人都在這裡。

事實上,博弈論的主要框架是由馮·諾依曼創立的。早在20世紀初,塞梅、鮑羅(semei、barrow)和馮·諾伊曼(von Neumann)就開始研究博弈的精確數學表達式。直到1939年,馮·諾依曼會見並與經濟學家奧斯卡·摩根斯特恩合作,博弈論才進入了廣闊的經濟領域。

1944年,馮·諾依曼和奧斯卡·摩根斯坦發表了他的代表作《博弈論與經濟行為》,標誌著現代系統博弈論的初步形成。其中,合作博弈在20世紀50年代達到頂峰,但其局限性日益暴露,表現在其過於抽象、適用範圍有限。長期以來,人們對博弈論知之甚少。這只是少數數學家的專利。此時,非合作博弈(納什均衡)應運而生,標誌著博弈論新時代的到來!

納什當時所研究的博弈論只是以各種博弈為研究對象的應用數學的一個分支。1950年以後,納什關於非合作博弈論的兩篇重要論文徹底改變了人們對競爭和市場的看法。他證明了非合作博弈及其均衡解,證明了均衡解的存在性,從而揭示了博弈均衡與經濟均衡之間的內在聯繫。納什的研究奠定了現代非合作博弈理論的基礎,後來的博弈論研究基本上遵循這條主線。然而,發現納什的天才被馮·諾依曼斷然否認。在此之前,愛因斯坦也對他冷淡。納什堅持自己的觀點是因為他具有挑戰權威的天性。

走向學術巔峰卻墮入生命谷底

當我們回顧納什的青年時代,我們仍然被他的天才、智慧和傳奇經歷所吸引。1945年,納什進入卡內基梅隆大學,在那裡他的數學天才得到了認可。教授們叫他「小高斯」。1948年,在普林斯頓大學熱情的號召下,納什來到這裡,很快展現了他的聰明才智。不久,他發明了一種在浴室六角形瓷磚上做記號的遊戲,一度非常流行。1950年6月13日是納什的22歲生日,這一天正好是他獲得博士學位的日子。

1950年11月,納什的博士論文發表,他的師兄大衛蓋爾貢獻良多。就在被馮·諾依曼「貶值」幾天後,納什遇到了蓋爾,並向他介紹了他的想法。蓋爾仔細聆聽,意識到納什的思想比馮·諾依曼的合作博弈論更能反映現實情況,他對自己嚴謹而優美的數學證明印象深刻。蓋爾建議他把它整理出來,馬上出版,以免被別人搶先。納什,一個初出茅廬的年輕人,對競爭的危險一無所知,也從未想過要這樣做。因此,蓋爾充當了他的「代理人」向科學院起草了一條簡訊,而該部門負責人列夫斯赫茨則親自將手稿提交給了科學院。

1957年,納什結婚了。在這漫長的歲月裡,諾貝爾獎的獲得可能比納什更重要。1958年,納什因在數學領域的傑出表現被《財富》雜誌評為新一代天才數學家中最傑出的人物。然而,納什並不是一個善於與人打交道的人,而且很受大多數人的歡迎。他有著天才經常有的傲慢和以自我為中心的問題。儘管納什為自己的事業和愛情感到自豪,但他仍然喜歡獨處,解決令人苦惱的數學問題。他也被稱為「孤獨的天才」。

在30歲的時候,納什突然出現了許多奇怪的行為:他擔心自己的數學創造力會被徵兵摧毀;他夢想建立一個世界政府;他認為《紐約時報》上的每一封信都隱含著一個神秘的含義,只有他才能理解其中的含義;他認為一切都是世界上可以用數學公式來表達;他認為世界上的一切都可以用數學公式來表達;他寫信給聯合國,去華盛頓給各國大使館寫信,要求各國大使館支持他建立世界政府的想法。他甚至迷上了法語和數學論文。他認為語言和數學有著神秘的聯繫,最終被診斷為嚴重的精神分裂症,後來又被治療復發。1962年,當他被認為是理所當然的獲獎者時,他的精神狀態使他錯過了這個獎項。

正如納什處於夢幻般的狀態,上世紀七八十年代,他的名字開始出現在經濟學教科書、進化生物學論文、政治學專著和數學期刊上,同時,他的名字也成為經濟學或數學中的常用名詞,如「納什均衡」、「納什協商解決方案」,「納什過程」、「德喬治-納什結果」、「納什嵌入性」和「納什破裂」。20世紀80年代末的一個早晨,普林斯頓高級研究所的戴森教授像往常一樣向納什問好,納什回答說:「我今天又在電視上看到你女兒了。」從未聽過納什講話的戴森仍然記得當時的震驚:「我認為最令人驚奇的是這種緩慢的覺醒。漸漸地,他變得越來越清醒,從來沒有人像他那樣清醒過

納什逐漸從瘋狂中恢復過來,這似乎是他一生中的一件大事:獲得諾貝爾經濟學獎!當瑞典國王1994年宣布諾貝爾經濟學獎獲得者是約翰·納什時,數學界的許多人都驚嘆納什還活著。

從未停止思考的數學大師

納什並沒有因為獲得諾貝爾獎而放鬆他的研究。這位諾貝爾獎獲得者在他的自傳中寫道:「從統計學的角度來看,66歲的數學家和科學家都不能通過不斷的研究工作,在自己以前的成就基礎上再接再厲。然而,我繼續嘗試。25年來,我一直在進行一些不真實的思考,這相當於某種休假,我的情況可能不符合常理。因此,我希望通過目前的研究成果或將來出現的任何新想法,取得一些有價值的成果。」

上世紀50年代,麻省理工學院的數學家紐曼曾對納什作出評論:「其他人通常會找到通往山頂的路。納什只是簡單地爬上了另一座山,反過來,從那座遙遠的山峰上,用探照燈照亮了這座山,普林斯頓大學的師生們總能看到一個非常奇怪、瘦弱、沉默的人在校園裡徘徊。

事實上,納什是一個生活在無限中的邊緣人。一推,他就會摔倒,再也不會回來了。在深淵邊緣徘徊的納什,終於被心愛的妻子、無條件幫助他的朋友們帶回來了,還有一個寬容、自由、沒有壓力的環境。最後,在無數痛苦的日子之後,納什的「美麗心靈」仍然從他的「夢」中醒來。

對許多人來說,當上數學家可能遙不可及。他們痴迷於由各種抽象符號組成的世界,似乎遠離現實。那麼,我們應該如何評價納什?」這是一個天才」——這是納什的碩士生導師的評語。如果我們回顧納什的一生,我們似乎可以用一句話來總結:「這是一個傳奇。」

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  • 約翰·納什的一生:縱然有天才的智慧,卻要和困境中的「囚徒」博弈
    「囚徒困境」闡述的是,一個案子的兩個嫌疑犯被分開審訊,警官分別告訴兩個囚犯,如果你招供,而對方不招供,則你將被立即釋放,而對方將被判刑十年;如果兩人均招供,將均被判刑兩年;如果兩人均不招供,將最有利,只被判刑半年。於是,兩人同時陷入招供還是不招供的兩難處境。但兩人無法溝通,於是從各自的利益角度出發,都依據各自的理性而選擇了招供,這種情況就稱為納什均衡點。
  • 問題來了,納什均衡究竟是什麼?
    「納什均衡」是「博弈論」中一個很著名的概念,它是由美國數學家約翰·納什首先提出的,並用它的名字來命名。關於它和它的創造者約翰·納什,還有這一段不為人知的曲折傳奇故事。1948年納什到普林斯頓大學讀數學系的博士。那一年他還不到20歲。當時普林斯頓可謂人傑地靈,大師如雲。
  • 福柯教你如何解讀納什:是瘋狂,還是美麗心靈
    ——雷內·夏爾剛剛和妻子一起在車禍中去世的一代傳奇數學家、經濟學家小約翰·納什。
  • 【中華工商時報】經濟學家的納什均衡
    ,不是電影《美麗心靈》中的男主角,而是生活中的納什,世界著名的數學家和經濟學家。  與我想像中的納什不一樣。電視中的納什並不木訥,平和中帶有理性,頗顯大家風範。納什是到中國參加國際數學家大會,他的身份是數學家,不知他有沒有時間和中國的經濟學家們聊一聊。我想中國的「著名經濟學家」們應該不太忙,因為近來股市低迷,鼓譟的機會少,又趕上暑假,時間應該是有的,拿不準的是用什麼語言交流。用納什的語言顯然不行,因為他的語言過於理性,他的模型過於優雅。入鄉隨俗可能是最優戰略。
  • 《美麗心靈》人物原型約翰·納什去世 悼念
    晚年為普林斯頓大學的資深研究數學家。1994年,他和其他兩位博弈論學家約翰·海薩尼和萊因哈德·澤爾騰共同獲得了諾貝爾經濟學獎。2015年,他與路易·尼倫伯格共同獲得了阿貝爾獎。他在1950取得了博士學位,博士論文為「非合作的賽局」,僅28頁的內容。這篇論文在他的指導教授 Albert W. Tucker 指導下完成。這就是之後被稱為「納什均衡」的博弈理論。