纳什,两个世界里的爱

作者: 蔡天新

来源: 《读书》杂志2016年第1期

发布日期: 2016-07-04

美国数学家约翰·纳什是2015年度阿贝尔奖的两位获奖人之一,他因为在博弈论方面的卓越贡献,在1994年领取了诺贝尔经济学奖。纳什在数学和经济学领域都有重要贡献,包括纳什均衡定理和嵌入定理。他的个人生活充满波折,尤其是在精神分裂症的困扰下,他的妻子艾丽西亚始终如一的支持和爱恋对他的康复起到了极其重要的作用。

2002年,为纪念26岁死于营养不良和疾病的同胞数学天才阿贝尔诞辰200周年,挪威设立了阿贝尔奖,这部分弥补了一个多世纪以前邻国瑞典设立的诺贝尔奖不授予数学家的遗憾。美国数学家约翰·纳什是2015年度阿贝尔奖的两位获奖人之一,但不是他第一次在北欧获得荣耀,1994年12月10日,纳什因为博弈论方面的卓越贡献,在斯德哥尔摩领取了诺贝尔经济学奖。

2015年5月19日,纳什携夫人艾丽西亚刚刚在奥斯陆从国王哈拉尔五世手中领取了这份荣誉。四天以后,他们返抵与纽约隔水相望的纽瓦克机场,搭乘出租车准备回到位于普林斯顿东南的小镇西温莎家中,不料途经米德尔塞克斯县门罗镇时出了车祸。鲁莽的司机试图超车未成,撞上了隔离墩,而坐在后排的纳什夫妇未系安全带,双双去了天国,享年87岁和82岁。

1928年6月13日,约翰·纳什出生在西弗吉尼亚州南部城市布鲁菲尔德,那是阿巴拉契亚山脚下的一座偏远小镇。与他同名的父亲是一战老兵,曾是法国步兵师的一名中尉,退役后在故乡的电力公司做了一名电器工程师。纳什的母亲出身名医之家,笑容可掬、自信活跃,婚前她是一名出色的中小学英文教员,婚后她按当地的习俗做了家庭主妇。

她毕业于西弗吉尼亚大学的语言学专业,曾花几个暑假与一位女伴出游,还在包括加州的伯克利、纽约的哥伦比亚和弗吉尼亚大学等名校听过课,也可谓见多识广。

中学毕业后,纳什获得全额奖学金进入了邻州宾夕法尼亚匹兹堡市的卡内基技术学院,最初他读的是化学工程专业,有望像父亲那样成为一名工程师。

匹兹堡是一座钢铁城市,处处可见冶炼厂、发电厂、高耸的矿渣堆和污染的河流,浓浓的含硫烟雾吞没了市区,以至于人们坐火车来到或路过时误以为是午夜。卡内基技术学院坐落在半山腰上,环境稍许好些,可是象牙色的砖墙也很快变成了黑黄色。同学们开玩笑说,万一办学失败,可以随时改建成工厂。

1948年春天,纳什仍在卡内基技术学院念三年级,却已经被哈佛、普林斯顿、芝加哥和密执安大学录取为研究生。

指导老师给纳什的推荐信只写了五个单词“This man is a genius”(这是一位天才),他就被四所名校同时录取。她们都有着世界一流的数学专业研究生课程,虽然哈佛名头最响,但普林斯顿数学系主任给了他肯尼迪奖学金,且离家较近,于是他选择了后者。这笔奖学金的总额是1150美元,后来的事实告诉人们,它非常值。

在普林斯顿期间,曾独立推出布劳威尔定理和高斯定理的纳什在纯数学领域也取得了重要进展,自谦为“有关流形和真代数簇的一个很好的发现”。该结果表明,任何流形可用代数簇进行描述,几何物体可用方程定义,且形式远比人们先前认为的简单。这一成果为他树立了一流的纯粹数学家的形象,但却没有能够帮助他留校工作。因为有一位重量级的教授抱怨,纳什不懂得怎样教书或与学生们相处。

1951年,23岁的纳什获得了普林斯顿大学博士学位,随后受聘麻省理工学院,另一个可供选择的职位是芝加哥大学。其时,这所理工学院尚且默默无名,后来名扬天下的几个院系——经济学系、语言学系、计算机科学系和数学系也刚刚起步,它还只是一所工程学院,并非与哈佛齐名的超一流研究型大学。可是没过多久,工程学与科学的比例就由原来的85%对15%变成50%对50%。

在波士顿,纳什研究了流形等距嵌入n维欧氏空间问题,得到了两个嵌入定理(embedding theorem),指出每个黎曼流形都可以等距嵌入到欧几里得空间。这里,等距离表示“保持曲线长度”,换句话说,每个黎曼流形可以看作是欧几里得空间的子流形。第一个定理是一维的,第二个定理是解析的或多维的(三维以上至无穷维),均由纳什独立完成,分别发表在于1954年和1956年(解析的情形发表在1966年)。

上个世纪60年代,库朗研究所的一位叫卡佩尔的数学家曾经说过,“所有数学家都生活在两个不同的世界里。一个是由完美的理想形式构成的晶莹剔透的世界,一座冰冷的宫殿;另一个是凡人生活的普通世界,事物因其发展或转瞬即逝,或朦胧不清。数学家们穿梭于这两个世界中,在透明的世界里,他们是成人;在现实世界里,他们是婴儿。”

在漫长的岁月里,艾丽西亚那温柔的目光和举止,无疑对纳什的康复起到了极其重要的作用。人们注意到:纳什去听讲座了,能跟人讨论学术问题了,可以外出旅行了……在经历幻想的破灭、艰难困苦和种种失望之后,艾丽西亚那始终如初的少女般的爱恋一直未消失,终于等到了花好月圆的一天。2001年,在相隔38年以后,纳什与艾丽西亚正式复婚。而如今,他们正携手去往天国途中。

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