英国数学家约翰·霍顿·康威(John Horton Conway)的

世界奇闻 2025-06-17 08:26www.198689.com世界奇闻异事

探寻根源,我们发现了大众号“本理”(ID:principia1687)的一篇独特文章。若要为史上最短论文列一张榜单,那么这篇数学论文必定名垂千古。

这篇论文的简洁令人惊叹,作家仅以两个词汇和两幅图,便完成了所有必要的论证。该论文于2005年发表在美国数学月刊上,令编辑们对其简洁性感到惊讶,最终说服了作者以这种形式呈现。

这篇论文的作者是英国数学家约翰·霍顿·康威(John Horton Conay)。他被誉为当代最杰出的数学家之一,拥有令人难以置信的创造力和好奇心。他的工作覆盖了群论、数论、代数、几何拓扑、表面物理等多个领域。数学家迈克尔·阿蒂亚甚至称他为世界上最神秘的数学家。

这位天才数学家也曾一度为自己的职业生涯担忧。他害怕自己对数学的热爱会被他对游戏的热衷所掩盖。幸运的是,他意识到这些兴趣也可以带来创造性的火花。噩耗在上周传来,这位伟大的数学家因COVID-19去世,享年82岁。他于1937年12月26日出生于利物浦,从小就对数学有着浓厚的兴趣。他在年幼时曾是一个内向敏感的少年,但进入剑桥大学后,他彻底改变了自己,成为一个充满活力、风趣的人。他对数学的热爱驱使他不断创新,即使是在娱乐游戏中也能看到他对数学的深入探索。他创造了一种名为“生命游戏”(Conay’s Game of Life)的游戏,成为最早模拟自然生命演化的细胞自动机之一。

在一个网格上,如棋盘般,这些细胞的生命状态被简化为“生”与“死”两种状态。我们用黑色和白色来代表这两种状态。每个方格代表的细胞周围都有八个相邻方格,它们遵循着一定的规则。

如果一个死亡的细胞在时刻t周围有三个相邻的活的细胞,那么在时刻t+1,它将会变成活的细胞。如果一个活的细胞在时刻t只有零个或一个活的相邻细胞,或者拥有四个或更多的相邻活的细胞,那么它在时刻t+1就会因为“孤立”或“拥堵”而死亡。只有当活的细胞在时刻t拥有两个或三个相邻的活的细胞时,它才能在时刻t+1继续维持生命。

这就是康威的生命游戏规则,一个简单的数学模型,却能展现出令人惊叹的复杂性。实际上,这个游戏并不是一个真正的游戏,康威称之为一个“没有玩家的无尽游戏”。这个游戏揭示了一个令人惊叹的真理:即使是最简单的细胞,在遵循几条基本规则后,也能随着时间的推移演化出高度复杂的特性。

在电视节目《史蒂芬·霍金之大设计》中,甚至提出了智力的产生也可能以这种方式出现,只不过可能需要一个由数十亿、数百亿个方格构成的网格。康威本人对数学的浓厚领域做出了广泛而深远的贡献。他创造了许多游戏,其中一些被记录在他与埃我温·伯利坎普和理查德·盖伊合著的书籍《稳操胜券》中。尽管他自称是一个业余爱好者,但他的成就令人钦佩。

康威在数学上的高产时期在上世纪70年代和80年代。他的第一个热爱是数学几何,他完全沉浸在对称性中。他创造了三个零碎单群,其中最大的被称为康威群,它是一个24维的对称群。他还研究了最大的单群——大魔群。这个群在196883维的空间里展现出一片奇异的雪花状结构,拥有超过10^50个对称元素。他对多维几何有着超凡的理解力。他与尼我·斯隆合著的书籍《球积聚、晶格与群》展现了他们在这一领域的成果。他还创造了一种新型数字——超实数,这些数字是实数与无穷大和无穷小数的连续统一体。超实数通常以标记{a|b}的形式展现,其中每个数字都有其独特的含义和特性。最令人惊奇的是康威是通过玩游戏和分析游戏创造这些奇异数字的——他能够从游戏中看到隐藏其中的数字奥秘。他的心中留存着一丝遗憾,那就是尚未亲眼见证超实际数的实践应用。尽管数学家们普遍认为这只是时间问题,有些人甚至猜测,也许某一天,这些神秘的数字将揭示从宇宙的无限辽阔到量子世界的无限细微之间的奥秘。

他的旅程始于1957年的剑桥,在那里他深耕细作了三十年。1987年,他跨越重洋,成为普林斯顿大学的数学熏陶,在那里,他被赋予重任,直至退休。他的才华与努力在学术界得到了广泛的认可,2004年,他与普林斯顿的西蒙·寇辰共同从量子力学的Kochen-Specker无隐变量原理出发,阐明了自由意志定理。这一理论指出,如果一个实验者可以自由选择在特定的试验中测量什么,那么基础粒子也可以自由地选择它们的自旋,以使测量符合物理定律。

2009年的普林斯顿大学,是他事业的高峰。那时的照片中的他,散发着光芒。他的成就不仅为他赢得了众多的奖项和荣誉,更让他深感自豪的是1981年被赋予皇家学会会员的资格。在当选为皇家学会会员的典礼上,他看到书籍的前几页上写着艾萨克·牛顿、阿伯特·爱因斯坦、艾伦·图灵和伯特兰·罗素这些赫赫有名的人物名字,与他一同见证这一时刻。这使他倍感满足。

尽管康威荣誉等身,但令人遗憾的是,他并未获得被称为诺贝我奖的数学界中的阿贝尔奖。曾有传闻他因群论方面的工作被提名阿贝尔奖,这最终未能实现。一场自2019年起给无数人带来悲痛的病毒大流行,于4月11日夺走了这位风趣、搞怪、才华横溢的数学家的生命。他的离世令许多人感到惋惜和悲痛。他的贡献和成就将永远被铭记在数学界的历史中。康威的独特视角和才华使他成为一位杰出的数学家和思想家,他的离世是数学界的一大损失。

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