生命游戏发明者、英国全能数学家John Conway因新冠去世

英国数学家约翰·康威（John H. Conway），1937-2020

当代最有趣的数学家John Horton Conway，因为新冠肺炎逝世了，享年82岁。

虽然他所在的普林斯顿大学未发出公告，但是他的同事David Spergel在Twitter上证实了这一消息。

有人评价他，世界上可能有比他更厉害的数学家，但是在顶尖的数学家里，没有人能比他科普做得更好。

他在数学领域多点开花，是一个在组合博弈论、几何、数论、群论、算法甚至量子力学理论等多个方面都做出贡献的天才数学家。

但是他却说，自己从没有工作过一天，而是都在玩。他的传记名字叫做“Genius At Play”。

他还算出在24维空间的球迷密堆积中，每个球体都和196560个球体接触。

皇家学会前主席，也就是那位声称证明黎曼猜想的迈克尔·阿蒂亚爵士（Sir Michael Atiyah）这样评价他：

康威是世界上最神奇的数学家。

从害羞少年到有魅力讲师

康威在初中时，是一个内向害羞的男孩子，被一位老师称作“玛丽”。到了高中，他进入利物浦霍尔特男孩中学。学期开始后不久，校长叫每个男孩进入办公室，问他打算如何生活。

康威说，想在剑桥读数学。他不是“玛丽”，而要被称为“教授”。

后来，康威真的考入了剑桥大学。博士毕业后，他在剑桥大学得到了一份助理教授的职位。

在数学讲台上，康威的魅力充分展现出来。

他从火车和汽车、猫和狗的角度讨论抽象概念。在讲对称性和柏拉图式固体时，他会带一个大萝卜和一把雕刻刀去课堂，将蔬菜切成薄片，组装成二十面体，边走边吃。

后来，他在普林斯顿大学担任冯·诺伊曼教授。

他本人就是一个数学顽童。他玩数学的方式就是发明各种各样的游戏，或者把无聊的游戏重新制定规则。

数学顽童的发明

生命游戏

康威最知名的莫过于生命游戏（Conway’s Game of Life），相当于1970年代的“我的世界”和“孢子”。

这款游戏的规则如下：

1、每个细胞有两种状态，存活或死亡。每个细胞与以自身为中心的周围八格细胞产生互动。

2、当前细胞为存活状态时，如果它周围的存活细胞低于2个时（不包含2个），该细胞变成死亡状态。（模拟生命数量过少）

3、当前细胞为存活状态时，如果它周围有2个或3个存活细胞时，该细胞保持原样。

4、当前细胞为存活状态时，如果它周围有超过3个存活细胞时，该细胞变成死亡状态。（模拟生命数量过多）

5、当前细胞为死亡状态时，当周围有3个存活细胞时，该细胞变成存活状态。（模拟繁殖）

科学家可以用它来模拟生命过程，虽然早在1940年代冯诺依曼就提出了这一概念，但是直到康威把他设计成游戏才引起足够重视。

在这个规则下，可以衍生处稳定状态：

振荡状态：

和移动状态：

生命游戏背后可能隐藏着自然界的某种特殊规律。

史蒂芬·霍金在他的《大设计》一书中说：

“我们可以想象，像生命游戏这样的东西，只有一些基本规律，可能会产生高度复杂的功能，甚至是智能。它可能需要包含数十亿个正方形的网格，但这并不奇怪。我们的大脑中有数千亿个细胞。”

末日规则

在康威的诸多游戏里，末日规则可能是最容易被理解的。

这里的末日（Doomsday）规则可不是计算世界末日，而是如果随机给你一个日期，你能立刻算出这一天是星期几吗？

康威设计了一种新的算法，只需2秒心算，就能得出答案。

为了锻炼自己计算日历的能力，他还编写了一段计算机程序，每次登陆的时候都会问他某天是星期几。

康威将星期日到星期六标记为1~6，然后通过一系列算法得出所在年份的“记忆日”，再得出每个月的“锚定点”，通过和锚定点的差值即可算出星期几。

量子力学

遇事不决，量子力学。这是很多人对量子力学的调侃，连爱因斯坦也说，他不相信上帝会掷骰子。

爱因斯坦认为，量子力学背后还存在着某种“隐藏的变量”，这种所谓的“隐变量”是确定的。事后无数的实验证明了爱因斯坦是错的。

而康威用数学的方法证明了所谓自由意志定理，再次论证了“隐变量不存在”。自由意志定理指出，量子力学的测量结果无法通过实验之前的任何方法来确定。

用康威的话来说：

如果实验者有自由意志的话，那么基本粒子也是如此。

当然，康威的成就远超于此，他在几何学、拓扑学、数论上都做出了颇多的成就。

新冠病毒仍在全球肆虐，又卷走一颗巨星。智慧的大脑，脆弱的肉体。而康威那颗大脑里诞生的趣味，依旧能被无数人品尝。

这大概就是生命的一种悲哀与美妙吧。

不知道康威会不会在另一个世界继续做他的顽童，感叹一句：科学家有自由意志的话，可能病毒也是如此。

漫画版的康威  作者：Simon J Fraser

参考链接：
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

本文来源：量子位、图灵TOPIA等