英國全能數(shù)學(xué)家John Conway因新冠去世，他曾發(fā)明風(fēng)靡一個時代的電腦游戲，還能心算萬年歷
“如果實驗者有自由意志的話，那么基本粒子也是如此?！?/p>
凌晨 曉查 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
當(dāng)代最有趣的數(shù)學(xué)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(xué)未發(fā)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(shù)學(xué)家，但是在頂尖的數(shù)學(xué)家里，沒有人能比他科普做得更好。
他在數(shù)學(xué)領(lǐng)域多點開花，是一個在組合博弈論、幾何、數(shù)論、群論、算法甚至量子力學(xué)理論等多個方面都做出貢獻的天才數(shù)學(xué)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(fā)明的一款生命游戲，在上世紀70年代占據(jù)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(xué)會前主席，也就是那位聲稱證明黎曼猜想的邁克爾·阿蒂亞爵士（Sir Michael Atiyah）這樣評價他：
康威是世界上最神奇的數(shù)學(xué)家。
從害羞少年到有魅力講師
康威在初中時，是一個內(nèi)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(xué)。學(xué)期開始后不久，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(shù)學(xué)。他不是“瑪麗”，而要被稱為“教授”。
后來，康威真的考入了劍橋大學(xué)。博士畢業(yè)后，他在劍橋大學(xué)得到了一份助理教授的職位。
在數(shù)學(xué)講臺上，康威的魅力充分展現(xiàn)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，他會帶一個大蘿卜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。
后來，他在普林斯頓大學(xué)擔(dān)任馮·諾伊曼教授。
他本人就是一個數(shù)學(xué)頑童。他玩數(shù)學(xué)的方式就是發(fā)明各種各樣的游戲，或者把無聊的游戲重新制定規(guī)則。
數(shù)學(xué)頑童的發(fā)明
生命游戲
康威最知名的莫過于生命游戲（Conway’s Game of Life），相當(dāng)于1970年代的“我的世界”和“孢子”。
△ 康威正在玩他自己設(shè)計的生命游戲
這款游戲的規(guī)則如下：
1、每個細胞有兩種狀態(tài)，存活或死亡。每個細胞與以自身為中心的周圍八格細胞產(chǎn)生互動。
2、當(dāng)前細胞為存活狀態(tài)時，如果它周圍的存活細胞低于2個時（不包含2個），該細胞變成死亡狀態(tài)。（模擬生命數(shù)量過少）
3、當(dāng)前細胞為存活狀態(tài)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(dāng)前細胞為存活狀態(tài)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(tài)。（模擬生命數(shù)量過多）
5、當(dāng)前細胞為死亡狀態(tài)時，當(dāng)周圍有3個存活細胞時，該細胞變成存活狀態(tài)。（模擬繁殖）
科學(xué)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(shè)計成游戲才引起足夠重視。
在這個規(guī)則下，可以衍生處穩(wěn)定狀態(tài)：
振蕩狀態(tài)：
和移動狀態(tài)：
生命游戲背后可能隱藏著自然界的某種特殊規(guī)律。
史蒂芬·霍金在他的《大設(shè)計》一書中說：
“我們可以想象，像生命游戲這樣的東西，只有一些基本規(guī)律，可能會產(chǎn)生高度復(fù)雜的功能，甚至是智能。它可能需要包含數(shù)十億個正方形的網(wǎng)格，但這并不奇怪。我們的大腦中有數(shù)千億個細胞?！?/p>
末日規(guī)則
在康威的諸多游戲里，末日規(guī)則可能是最容易被理解的。
這里的末日（Doomsday）規(guī)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(shè)計了一種新的算法，只需2秒心算，就能得出答案。
為了鍛煉自己計算日歷的能力，他還編寫了一段計算機程序，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(biāo)記為1~6，然后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(xué)
遇事不決，量子力學(xué)。這是很多人對量子力學(xué)的調(diào)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(xué)背后還存在著某種“隱藏的變量”，這種所謂的“隱變量”是確定的。事后無數(shù)的實驗證明了愛因斯坦是錯的。
而康威用數(shù)學(xué)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(xué)的測量結(jié)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，那么基本粒子也是如此。
當(dāng)然，康威的成就遠超于此，他在幾何學(xué)、拓撲學(xué)、數(shù)論上都做出了頗多的成就。
網(wǎng)友懷念生前點滴
康威的去世讓很多數(shù)學(xué)愛好者不敢相信。
一位網(wǎng)友這樣評價他：
有更好的當(dāng)代數(shù)學(xué)家，也有一些更好的數(shù)學(xué)科普家，但是沒有人能將兩者結(jié)合得這么好。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(wǎng)友回憶起一些和他接觸的細節(jié)：
我的朋友在普林斯頓攻讀博士學(xué)位，我從他那里聽說，上課第一天，康威走進去，一番介紹后，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(dāng)他用完一半的黑板時，將粉筆切換到右手，繼續(xù)快速而整齊地書寫。
我小時候去數(shù)學(xué)訓(xùn)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(shù)偉大的數(shù)學(xué)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，并教我們有關(guān)序數(shù)，紐結(jié)理論以及我覺得是拉姆齊數(shù)的知識。
新冠病毒仍在全球肆虐，又卷走一顆巨星。智慧的大腦，脆弱的肉體。而康威那顆大腦里誕生的趣味，依舊能被無數(shù)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(xù)做他的頑童，感嘆一句：科學(xué)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
參考鏈接：
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/
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