英國數學家約翰·康威(John H. Conway),1937-2020
據 Twitter 消息稱,英國數學家、生命遊戲發明者、普林斯頓大學約翰·康威教授,因新冠肺炎,於 4 月 11 日上午在普林斯頓逝世,享年82歲。
集智百科關於約翰·康威的詳細介紹:
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約翰·康威出生於 1937 年,1964 年在劍橋大學獲得博士學位,並留校任教。1984 年來到普林斯頓大學數學系任教。
數學研究之外,康威著有許多膾炙人口的通俗作品,如《穩操勝券》(Winning Ways for your Mathematical Plays (with Richard K. Guy and Elwyn Berlekamp).),《數之書》(The book of numbers (with Richard K. Guy)),並且對美國數學科普大師加德納的寫作有持久的影響。
康威最為人熟知的貢獻,是發明了生命遊戲(Game of Life),大大拓寬了元胞自動機的研究,並吸引很多人進入了複雜性科學和人工生命的研究中。
集智百科關於生命遊戲的詳細介紹:
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康威的生命遊戲,是一種在二維正方形網格上定義的元胞自動機。 只依靠三條關於出生和死亡的簡單規則,就可以在計算機上模擬出豐富的生命演化過程。康威最早期的生命遊戲版本,是用紙和筆完成的。
生命遊戲中的「滑翔機」
生命遊戲是人工生命的經典研究。康威證明了生命遊戲具有圖靈完備性,允許在生命遊戲中模擬任何其他生命遊戲規則。在理論上,如果網格空間足夠大,計算能力足夠強,生命遊戲甚至可以模擬出與真實生命相當的複雜度。
康威曾與科學作家馬丁·加德納(Martin Gardner)有多年合作,1970 年他們通過《科學美國人》(Scientific American)雜誌,將生命遊戲推向大眾。此後,基於康威的生命遊戲構想,出現了成百上千的衍生程序、網站和文章。馬丁·加德納邀請包括康威、彭羅斯、烏拉姆、侯世達、埃舍爾等學者和藝術家,發展成為科學組織 Gathering 4 Gardner(G4G)。G4G 的副主席、數學家 Card Colm Mulcahy 早前在 Twitter 引用康威多位親友的信息,確認康威的去世。
普林斯頓大學教授 David Spergel 也在 Twitter 確認了康威是因為 COVID-19 新冠肺炎在普林斯頓去世。
普林斯頓大學教授 David Spergel 確認康威因新冠肺炎去世的消息
生命遊戲之外,康威的主要研究領域是數學。他與Berlekamp 和 Richard Guy提出了組合博弈理論,並用這套理論研究了多種遊戲背後的數學原理。
此外,康威在幾何學、拓撲學、群論、數論和代數領域,都有所貢獻。
2004 年,康威和另一位普林斯頓大學的數學家 Simon Kochen,從量子力學的無隱變量原理(no hidden variables)出發,證明了自由意志定理(free will theorem)。他們證明在某些條件下,如果實驗者可以自由決定在實驗中測量什麼量,那麼基本粒子必須能夠自由選擇其自旋,使得測量結果與物理定律一致。康威的看法是,如果實驗者有自由意志,那麼基本粒子也必須有。
康威的自由意志定理是對量子力學不確定性的描述,它否定了徹底的決定論,特別是二元論,拓展了對人類自由意志以及對從微觀到宏觀的認識。
約翰·康威,享年82 歲
為紀念這位偉大的數學家,我們摘選《當代大數學家畫傳》(Mariana Cook 著,林開亮等譯)中關於康威的篇章發布於此,康威在文中介紹的最自豪的發現是超實數,對此,計算機編程教父高德納曾專門寫過一本小說來介紹,中譯本譯作《研究之美》。以下是正文。
我1937年底出生於英國利物浦。我父親是利物浦一個中學的實驗室助理,披頭四樂隊中有兩位曾在那裡上學。父親對科學非常博學,而且對詩歌很有興趣。在家裡他來回踱步,一邊刮臉一邊朗誦詩歌,有時還赤身裸體。我想,他是一個特別有情趣的人。父親是防空隊員,家裡偶爾會響起警報聲。我還是孩童時,戰爭降臨了。小孩有時無法去上學,而且我們了解到,有些人家被炸得家破人亡。我們一度被疏散到威爾斯。對兒童的疏散方案從未奏效,因為他們的母親非常想念他們,因此他們最終都返回了。我記得有段時間我講威爾斯語。
當我十一歲進入一所新學校時,我與校長有一次面談。他問我以後打算做什麼,我回答說想去劍橋念數學。那正是七年以後的事情。在那所學校時,我對理科發生了興趣。在每一門科目中,我都一直是前三名,當青春期來臨時,我絲毫沒有察覺。我被周圍一些對任何事物都不感興趣的人——班裡的後進生——吸引,因為他們很有個性。(之後我一直受此困擾,我喜歡有個性的人。)我開始掛科,後來有個老師找我談話,我轉變回來,又名列前茅了,特別是理科。我一路升過劍橋大學的學術階梯,並成為了皇家學會的院士。之後不久,普林斯頓大學給我提供了一份工作,我在這裡已經呆了二十一年。
在科學圈,我最著名的發明是生命遊戲,它開創了細胞自動機的新領域。我還發現了幾個很大的對稱群。這是很難做到的,而且在當時是一個很有趣的課題。然而,我最為自豪的是,發現了數的一個全新的世界,這被高德納(Donald Kunth)命名為「超實數」。我真希望這個名字是我本人取的。一百多年前,偉大的德國數學家康託爾(Georg Cantor)發現了無窮數的理論;兩千多年前,阿基米德(Archimedes)創建了我們常用的實數理論。超實數將二者同時包括在內,有些超實數是康託爾的無窮數,有些則是普通的實數;但也有一些超實數是二者與無窮小數的混合。當我發現了它們以後,在六周的時間裡我陷入了無窮無盡的白日夢,想像著探險者科蒂斯(Hernando Cortez)當時如何眺望太平洋和西方人前所未見的這一片世界。我所看見的還從未被人看到過。雖然它是完全抽象的,但同時也是真實的。數可以比物理對象更為真實。我所發現的,不僅僅是數,還有數的一個奇妙的全新世界。
在我二十好幾的時候,曾一度非常沮喪,因為雖然我很快就在劍橋大學找到了職位,但我覺得我所做的工作還不夠稱職。之後我做出了一個又一個的發現,首先是「大群」,這在職業數學家眼裡是我最好的工作。緊接著,我發現了「生命遊戲」和超實數。一段時間以後,好像我觸摸的每一樣東西都變成了金子,而幾年之前我觸摸的東西沒有一樣開花結果。
做數學家是有趣的。數學事物的本體論是什麼?它們如何存在,在何種意義下存在?毫無疑問,數學確實存在,但除了思考,你無法觸碰它。這非常令人震驚。雖然我做了一輩子的數學家,我至今都未能理解。數學是客觀存在的。
不容置疑,2或3或ω的平方根 [譯者按:這裡ω表示某個超實數] 。在那裡,它們是非常真實的東西。我仍然不清楚在什麼意義下數學對象存在,但它確實存在。當然,對一隻貓在什麼意義下在那裡,同樣也難以說清楚,但我們非常肯定地知道這一點。貓有一個難以對付的現實,但也許數學還要棘手。你不能把貓推到一個它不願意去的方向。對數你也不能這麼做。我只提到了「數」這個詞,因為這樣的話你會對我的意思有一個大致的了解。數學家研究的對象比數更抽象,但仍然非常真實。
我經常想到貓,想到樹,偶爾也會想到狗,但通常想到狗不如想到貓和樹那樣多,因為狗會討人歡心。在某種程度上,狗會聽你的話。有些人認為數學是我們所想的那個樣子並由我們的想法所創造,但我不這麼認為。我本質上是一個柏拉圖主義者,但我知道,要證實那個觀點是極其困難的。