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納什——通曉天機之人

2012-04-29 00:00:00文星
數學教學通訊·小學版 2012年1期

每天的下午茶時分,在普林斯頓大學數學系大樓的休息廳里,可以見到一個頭發灰白、雙眼深陷、不時在一張紙上潦草地寫寫畫畫的人.看著他,很難想象這個30年前就看似行將就木并一直生活在貧困中的人,是一位數學天才、諾貝爾獎得主.

他的世界里滿是魔鬼、武士、納粹和先知,他覺得自己一直生活在拿破侖、撒旦的威脅下.他對世界的毀滅和自己的死亡有著深深的恐懼.他目光空洞地四處游蕩,認為只有自己才能真正明白世界的真相,而其他人都生活在幻象之中.他擔心自己隨時會被其他人殺害,因為自己是“通曉天機的人”. 他的名字是小約翰·福布斯·納什——一個患有妄想型精神分裂癥的數學家.

怪異的天才

“我作為一個被法律承認的人是1928年6月13日在西弗吉尼亞布盧菲爾德開始的.”納什在為了領取諾貝爾獎而寫的自傳中是如此開頭的. 像所有的天才兒童一樣,兒時的納什是一個性格孤僻,成天著迷于做各種實驗的孩子. 他寧愿鉆在書堆里,也不愿出去和同齡的孩子玩耍. 但是那個時候,他的數學成績并不好,小學老師常常向他的家長抱怨納什的數學有問題,因為他常常使用一些奇特的解題方法. 而到了中學,這種情況就更加頻繁了,老師在黑板上演算了整個黑板的習題,納什只用簡單的幾步就能解出答案. 因此,老師們并不喜歡納什的不合群和反復無常的性格以及對權威的不尊重.

隨著年齡的增長,這位“無所不知的人”——別人這樣稱呼納什——越來越高大和強壯. 他的談吐尖銳,受到周圍人的崇敬. 毫無疑問,他認為自己是一個比別人都高明的天才,并對他認為不如自己的人不屑一顧.

納什在卡里基理工學院(如今的卡內基大學)上學的時候,一位教授將納什稱為高斯第二,以此來形容這個學生的數學才能. 他來到卡內基理工學院是為了成為一個工程師,但造化弄人,他卻在這所學校成為了一個數學家.

納什不是一個善于為人處世并受大多數人歡迎的人,他有著天才們常有的驕傲、以自我為中心的毛病. 他的同輩人基本認為他不可理喻,他們說他“孤僻,傲慢,無情,古怪,像幽靈一般沉醉于自己的隱秘世界,根本不能理解別人操心的世俗事務. ”

1947年3月,納什遭遇了一生中首次重大失敗. 他參加了當地的威廉·洛厄爾·帕特南數學競賽. 這是一個為大學在校學生舉辦的數學比賽,也被認為是讓自己的名字出現在數學界的好機會. 但是納什輸掉了這場競賽,他沒能進入前5名. 對于一個將來的數學家來說,這是一個徹底的失敗.

思想自由舞蹈

1948年,納什從數學系畢業,并得到了去哈佛、普林斯頓、芝加哥和密歇根深造的機會. 納什本人向往哈佛. 但是由于在帕特南數學競賽中的失敗(至少納什一直這么認為),哈佛提供給納什的獎學金是各所大學中最少的. 最后,憑著推薦信中一句“這個學生是個天才”,納什來到了普林斯頓大學.

普林斯頓的環境非常適合納什. 這個1933年成立大學城的小鎮中聚集了眾多著名的科學大師:愛因斯坦、馮·諾伊曼、諾曼·斯蒂恩羅德……1948年,納什來到了這個滿是哥特式建筑的小鎮,來到數學系的紅磚大樓中攻讀博士學位.

當時數學系的主任是萊夫謝茨,他鼓勵學生們進行獨立思考. 而當時人們對納什的評價是“天空都不足以容納他的獨立性”. 在這所學校中,學生唯一必須出席的課程是每天下午三點鐘的下午茶. 在那里,教授和學生們討論數學,說著有關數學的笑話,談論各種最新的數學研究成果,并通過這樣的方式來評價每個學生的能力. 要獲得這所學校的學位并不容易——或者是成功,或者被淘汰.

在這樣一個鼓勵思考和異想天開被認為是天才的象征的環境中,納什的精神開始了自由的舞蹈. 他對所有的學科都感興趣,并利用下午茶的時間充分展示自己——誰都無法忽視他的存在. 他曾經造訪過愛因斯坦,向他講述自己對于重力的看法. 在一個小時的討論之后,愛因斯坦對納什說:“年輕人,你應該來學一點物理. ” 納什并沒有遵從他的建議,他認為只有學習數學才能令他重新發現自己.

最耀眼的數學家

1944年,約翰·馮·諾依曼與奧斯卡·摩根斯特恩合著的巨作《博弈論與經濟行為》出版,標志著現代系統博弈理論的初步形成. 合作型博弈在20世紀50年代達到了巔峰期,然而,諾依曼的博弈論的局限性也日益暴露出來,由于它過于抽象,使應用范圍受到很大限制,在很長的一段時間里,人們對博弈論的研究知之甚少,它只是少數數學家的專利,所以影響力十分有限. 正是在這個時候,非合作博弈——“納什均衡”應運而生了,它標志著博弈論的新時代的開始!“納什均衡”最著名的一個例子就是“囚徒困境”,大意是這樣的: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,如果兩人均不招供,將各被判刑一年;如果你招供,而對方不招供,則你將被判刑三個月,而對方將被判刑十年;如果兩人均招供,那么每人都會被判刑五年. 于是,兩人同時陷入招供還是不招供的兩難處境. 兩個囚犯符合自己利益的選擇是坦白招供,原本對雙方都有利的策略不招供從而均被判刑1年就不會出現. 這樣兩人都選擇坦白的策略以及因此被判5年的結局被稱為“納什均衡”,也叫非合作均衡. “納什均衡”是他21歲博士畢業的論文,也奠定了數十年后他獲得諾貝爾經濟學獎的基礎.

不過,納什對科學的最大貢獻產生于他在麻省理工學院工作期間,一位同事刺激他說:“既然你如此聰明,為什么解決不了變數問題?”6年后,納什就把這個問題解決了,他甚至掌握了一些關于水面被打破、原子運動和地震活動的方程式的重要結果. 納什因此被周刊《財富》評為最耀眼的新生數學家.

與疾病作斗爭

就在納什30歲,即將成為麻省理工學院高級教授的時候,他的腦子出現了可怕的問題:他夢想成立一個世界政府;他認為《紐約時報》上每一個字母都隱含著神秘的意義,而只有他才能讀懂其中的寓意. 他給聯合國寫信,跑到華盛頓給每個國家的大使館投遞信件,要求各國使館支持他成立世界政府的想法……終于,納什被送進了精神病醫院.

納什的病情在好轉與復發之間反反復復. 不過,納什在發瘋之后卻并不孤獨,他的妻子、朋友和同事們沒有拋棄他,而是不遺余力地幫助他、挽救他,試圖把他拉出疾病的深淵. 他的妻子堅持納什應該留在普林斯頓,因為如果一個人行為古怪,在別的地方會被當作瘋子,而在普林斯頓這個廣納天才的地方,人們會充滿愛心地想,他可能是一個天才. 于是,在上世紀70和80年代,普林斯頓大學的學生和學者們總能在校園里看見一個非常奇特、消瘦而沉默的男人在徘徊,他穿著紫色的拖鞋,偶爾在黑板上寫下數字命理學的論題. 他們稱他為“幽靈”,他們知道這個“幽靈”是一個數學天才,只是突然發瘋了. 如果有人敢抱怨納什在附近徘徊而讓人不自在的話,他會立即受到警告:“你這輩子都不可能成為像他那樣杰出的數學家!”

在這段艱難的時期,納什的名字開始頻頻出現于七、八十年代的經濟學課本、進化生物學論文、政治學專著和數學期刊的各領域中. 他的名字已經成為經濟學或數學的一個名詞,他一如既往地繼續著他的工作,并于1994年獲得了諾貝爾獎.

他的世界里滿是魔鬼、武士、納粹和先知,他覺得自己一直生活在拿破侖、撒旦的威脅下. 然而,正是這樣一個患有妄想型精神分裂的人,卻是一位著名的數學天才,諾貝爾獎得主.

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