數學家約翰·康威因新冠去世

John Horton Conway(1937.12.26 – 2020.04.11)

紀念數學家約翰·康威（John Conway）

我見過 Conway 教授兩面，但是不算熟悉。他是數學界公認的奇才，想法傑出而與眾不同，他創作的數學遊戲，不單單是有意思的玩具，也富有理論數學的內容，出名的遊戲叫做生命遊戲，這個遊戲開發了近代數學一門重要的學問叫做 Cellular Automaton。他在有限群的研究和 Sphere Packing 的理論有奠基性的貢獻，在拓撲學中的紐結不變量和數理邏輯的工作也是舉足輕重的數學家，他是二十世紀在組合數學有最重要貢獻的學者之一！我們哀悼他因疫症而去世！

丘成桐

2020 年 4 月 13 日

以下內容轉載自「量子位」（公眾號 ID:QbitAI），《數理人文》（ID：math_hmat）經 AI 新媒體量子位授權轉載，原文題目為「英國全能數學家 John Conway 因新冠去世，他曾發明風靡一個時代的電腦遊戲，還能心算萬年曆」。轉載請聯繫出處。

凌晨 曉查 發自 凹非寺

量子位 報導 | 公眾號 QbitAI | 2020 年 4 月 12日

當代最有趣的數學家 John Horton Conway，因為新冠肺炎逝世了，享年 82 歲。

雖然他所在的普林斯頓大學未發出公告，但是他的同事 David Spergel 在 Twitter 上證實了這一消息。

有人評價他，世界上可能有比他更厲害的數學家，但是在頂尖的數學家裡，沒有人能比他科普做得更好。

他在數學領域多點開花，是一個在組合博弈論、幾何、數論、群論、算法甚至量子力學理論等多個方面都做出貢獻的天才數學家。

但是他卻說，自己從沒有工作過一天，而是都在玩。他的傳記名字叫做「Genius At Play」。

他發明的一款生命遊戲，在上世紀 70 年代佔據了 1/4 的計算機，成為那時極客的最愛。

他還算出在 24 維空間的球迷密堆積中，每個球體都和 196560 個球體接觸。

皇家學會前主席，也就是那位聲稱證明黎曼猜想的麥可·阿蒂亞爵士（Sir Michael Atiyah）這樣評價他：

康威是世界上最神奇的數學家。

從害羞少年到有魅力講師

康威在初中時，是一個內向害羞的男孩子，被一位老師稱作「瑪麗」。到了高中，他進入利物浦霍爾特男孩中學。學期開始後不久，校長叫每個男孩進入辦公室，問他打算如何生活。

康威說，想在劍橋讀數學。他不是「瑪麗」，而要被稱為「教授」。

後來，康威真的考入了劍橋大學。博士畢業後，他在劍橋大學得到了一份助理教授的職位。

在數學講臺上，康威的魅力充分展現出來。

他從火車和汽車、貓和狗的角度討論抽象概念。在講對稱性和柏拉圖式固體時，他會帶一個大蘿蔔和一把雕刻刀去課堂，將蔬菜切成薄片，組裝成二十面體，邊走邊吃。

後來，他在普林斯頓大學擔任馮·諾伊曼教授。

他本人就是一個數學頑童。他玩數學的方式就是發明各種各樣的遊戲，或者把無聊的遊戲重新制定規則。

數學頑童的發明

生命遊戲

康威最知名的莫過於生命遊戲（Conway’s Game of Life），相當於 1970 年代的「我的世界」和「孢子」。

康威正在玩他自己設計的生命遊戲

這款遊戲的規則如下：

1、每個細胞有兩種狀態，存活或死亡。每個細胞與以自身為中心的周圍八格細胞產生互動。

2、當前細胞為存活狀態時，如果它周圍的存活細胞低於 2 個時（不包含 2 個），該細胞變成死亡狀態。（模擬生命數量過少）

3、當前細胞為存活狀態時，如果它周圍有 2 個或 3 個存活細胞時，該細胞保持原樣。

4、當前細胞為存活狀態時，如果它周圍有超過 3 個存活細胞時，該細胞變成死亡狀態。（模擬生命數量過多）

5、當前細胞為死亡狀態時，當周圍有 3 個存活細胞時，該細胞變成存活狀態。（模擬繁殖）

科學家可以用它來模擬生命過程，雖然早在 1940 年代馮諾依曼就提出了這一概念，但是直到康威把他設計成遊戲才引起足夠重視。

在這個規則下，可以衍生處穩定狀態：

振蕩狀態：

和移動狀態：

生命遊戲背後可能隱藏著自然界的某種特殊規律。

史蒂芬·霍金在他的《大設計》一書中說：

「我們可以想像，像生命遊戲這樣的東西，只有一些基本規律，可能會產生高度複雜的功能，甚至是智能。它可能需要包含數十億個正方形的網格，但這並不奇怪。我們的大腦中有數千億個細胞。」

末日規則

在康威的諸多遊戲裡，末日規則可能是最容易被理解的。

這裡的末日（Doomsday）規則可不是計算世界末日，而是如果隨機給你一個日期，你能立刻算出這一天是星期幾嗎？

康威設計了一種新的算法，只需 2 秒心算，就能得出答案。

為了鍛鍊自己計算日曆的能力，他還編寫了一段電腦程式，每次登陸的時候都會問他某天是星期幾。

康威將星期日到星期六標記為 1~6，然後通過一系列算法得出所在年份的「記憶日」，再得出每個月的「錨定點」，通過和錨定點的差值即可算出星期幾。

量子力學

遇事不決，量子力學。這是很多人對量子力學的調侃，連愛因斯坦也說，他不相信上帝會擲骰子。

愛因斯坦認為，量子力學背後還存在著某種「隱藏的變量」，這種所謂的「隱變量」是確定的。事後無數的實驗證明了愛因斯坦是錯的。

而康威用數學的方法證明了所謂自由意志定理，再次論證了「隱變量不存在」。自由意志定理指出，量子力學的測量結果無法通過實驗之前的任何方法來確定。

用康威的話來說：

如果實驗者有自由意志的話，那麼基本粒子也是如此。

當然，康威的成就遠超於此，他在幾何學、拓撲學、數論上都做出了頗多的成就。

網友懷念生前點滴

康威的去世讓很多數學愛好者不敢相信。

一位網友這樣評價他：

有更好的當代數學家，也有一些更好的數學科普家，但是沒有人能將兩者結合得這麼好。在我初中和高中的時候，我有幾次在不同場合遇到他，他對自己的時間總是很慷慨，尤其是和一個還不到合法喝酒年齡但是聰明的對話者的時候。

還有網友回憶起一些和他接觸的細節：

我的朋友在普林斯頓攻讀博士學位，我從他那裡聽說，上課第一天，康威走進去，一番介紹後，用左手拿起一支粉筆，迅速整齊地從黑板左上角開始寫。每個人都認為「啊，他一定是左撇子」。當他用完一半的黑板時，將粉筆切換到右手，繼續快速而整齊地書寫。

我小時候去數學訓練營。約翰·康威是其中一位講師。他顯然是一個聰明的人，與大多數偉大的數學家一樣，有些古怪。但是他很謙虛，花了幾天的時間與一群討厭的孩子一起聚會，並教我們有關序數，紐結理論以及我覺得是拉姆齊數的知識。

新冠病毒仍在全球肆虐，又捲走一顆巨星。智慧的大腦，脆弱的肉體。而康威那顆大腦裡誕生的趣味，依舊能被無數人品嘗。

這大概就是生命的一種悲哀與美妙吧。

不知道康威會不會在另一個世界繼續做他的頑童，感嘆一句：科學家有自由意志的話，可能病毒也是如此。

漫畫版的康威（作者：Simon J Fraser）

參考連結：

https://www.theguardian.com/science/2015/jul/23/john-horton-conway-the-most-charismatic-mathematician-in-the-world

https://www.quantamagazine.org/john-conways-life-in-games-20150828/

（作者系網易新聞·網易號「各有態度」籤約作者）

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