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約翰 納什的一生:在得失博弈中獲 得均衡

 知識天堂360 2020-04-29

約翰·納什 1928年6月13日,生于美國西弗吉尼亞州 2015年5月24日,在美國新澤西州與妻子一起車禍逝世

1928年6月13日,約翰·納什出生于美國西弗吉尼亞州的一個中產階級家庭。兒時的納什性格孤僻,拙于社交,并不受老師和小伙伴的喜歡。

1948年,20歲的約翰·納什進入普林斯頓大學,當他提出了后來被稱為“納什均衡”的博弈理論時,年僅22歲。23歲時,納什開始在麻省理工學院教書。

1957年,29歲的納什與23歲的麻省理工學院學生艾麗西亞結婚,后因納什的病情經歷離婚、復婚。電影《美麗心靈》將他們兩人的愛情詮釋成把納什從瘋癲狀態(tài)成功引導回理智的力量,這點讓許多影迷印象深刻。

早報記者 羅昕 莊曉丹

提出“納什均衡”博弈理論的約翰·納什,一生就是在得失博弈中獲得均衡。他被博弈論創(chuàng)始人馮·諾依曼潑了冷水,卻靠著27頁的博弈論博士論文獲得諾貝爾經濟學獎;他被人稱作“高斯第二”,卻幾度錯過了數(shù)學界的諾貝爾獎“菲爾茲獎”;他不善社交,卻娶到一位即使他瘋癲也不離不棄的妻子;他因25年的精神分裂而被遺忘,卻因一部奧斯卡影片《美麗心靈》被全世界知曉;5月19日,納什剛剛從挪威國王手中接過阿貝爾獎,并由此成為史上唯一一位諾獎和阿貝爾獎雙料得主,卻因一場突如其來的車禍告別人世。5月24日,電影《美麗心靈》原型人物、數(shù)學家約翰·納什與他的妻子(82歲的艾麗西亞)從機場坐出租車回新澤西普林斯頓的家,途中遇車禍身亡,終年86歲。

據(jù)《赫芬頓郵報》報道,事發(fā)時約翰·納什和他的妻子所乘坐的出租車正駛在新澤西收費高速公路上。當?shù)鼐椒Q,約翰·納什夫婦并未戴安全帶,所以事故發(fā)生時,他們二人被彈到了車外。

在倏然離世之前,86歲的約翰·納什一直在普林斯頓大學任教。

20歲 “天才”曾被“博弈論之父”否定

1928年6月13日,約翰·納什出生于美國西弗吉尼亞州工業(yè)城布魯菲爾德的一個中產階級家庭。他的父親是一名電氣工程師,是第一次世界大戰(zhàn)的老兵。母親在婚前則是當?shù)氐囊晃恢行W教師,教英語和拉丁語。兒時的納什性格孤僻,拙于社交,并不受老師和小伙伴的喜歡。他的妹妹瑪莎曾回憶說:“我和朋友出去玩總要擔起帶上哥哥的任務,不過我覺得這并不能讓我古怪的哥哥變得容易相處?!?/p>

高中時代,納什就讀起了埃里克·坦普爾·貝爾的經典之作《數(shù)學大師》,也能自己證明有關整數(shù)自乘P次(P為質數(shù))的費馬小定理。畢業(yè)后,納什本打算成為父親那樣的電氣工程師,進入卡里基理工學院(卡內基大學前身)學習化學工程,但化學實驗并沒能引起納什的興趣。1946年,他轉到了數(shù)學系。就像傳說中大學里的“學神”一樣,納什經常曠課,同學們甚至根本想不起來什么時候和他一起上過一門完整的必修課,但就是這樣的一個學生,在拓撲學、代數(shù)幾何學、邏輯學、博弈論多個數(shù)學分支中游刃有余,甚至被一位老教授稱為“高斯第二”。納什入讀卡內基技術學院(今卡內基梅隆大學)三年。納什的指導教授和前卡內基技術學院的R.J. Duffin后寫了一封推薦信給哈佛大學,信中只有一句話:“這個男人是個天才”。隨后哈佛接受了納什。不過,普林斯頓大學在此之后向納什拋出了橄欖枝。1948年,普林斯頓的數(shù)學系的所長Solomon Lefschetz向納什提供了約翰-肯尼迪獎學金,再加上普林斯頓距離家鄉(xiāng)更近,以及哈佛大學對他的評價沒有那么高,使得納什最后選擇了普林斯頓。隨后,他獲取了普林斯頓大學的獎學金并取得了數(shù)學碩士學位。

校園時光里,納什對博弈論的興趣更為濃厚。當時,在普林斯頓大學執(zhí)教的馮·諾依曼是鼎鼎大名的博弈論創(chuàng)始人,他于1944年與普林斯頓大學經濟學家奧斯卡·摩根士特恩的著述《博弈論和經濟行為》正式奠定了現(xiàn)代博弈論的基礎。

這樣的人物無疑吸引了納什的注意。有一天,納什根本顧不得見馮·諾依曼這樣的大人物要事先預約,直接帶著自己的想法走進馮·諾依曼的辦公室。他對著馮·諾依曼滔滔不絕地說著如何證明了兩個人以上的非合作博弈的均衡問題。但還沒等他講完,馮·諾依曼就打斷了他的話,并斷然否定說那不是什么新發(fā)現(xiàn),不過是一個“不動點定理”而已?!榜T·諾依曼那樣說可能是因為他已經感覺到這個年輕人可能將要挑戰(zhàn)自己的理論,是自己的對手,他不得不進行抵抗?!奔{什后來曾自我解嘲說,他和馮·諾依曼玩了一個“非合作游戲”。

而事實證明,起初并不被馮·諾依曼看好的納什在博弈論領域闖出了自己的天地。他先后寫了論文《兩人合作博弈》、《一個簡單的三人撲克博弈》、《人博弈的均衡點》以及博士論文《非合作博弈》(Non-cooperative Games),正是這篇僅僅27頁的博士論文中,他提出了后來被稱為“納什均衡”的博弈理論,確立了他在非合作博弈理論研究中的奠基者地位,而這時的納什才22歲。

30歲 被診斷為

“妄想精神分裂癥”

1951年,納什開始在麻省理工學院教書,并在代數(shù)簇理論、黎曼幾何、拋物和橢圓形方程上取得了不少突破。1958年,他幾乎因為在拋物和橢圓形方程里的成就獲得數(shù)學領域的諾貝爾獎——菲爾茲獎,但由于部分結果沒有來得及發(fā)表而未能如愿。

不過,這時候的納什在情場上是得意的。那時的他“就像天神一樣英俊”,1.85米高的個子,體重接近77公斤,還有一張英國貴族的英俊容貌。他先是邂逅了一位斯蒂爾小姐并與之有了一個私生子,但之后又被麻省理工學院物理系的學生艾麗西亞吸引。艾里西亞曾說:“他非常有吸引力。我們慢慢了解彼此,加上我們都非常喜歡音樂,最后浪漫地走到了一塊兒。”1957年,他們結婚了。有人說,之后的漫長歲月證明,這份婚姻也許是納什一生中比獲得諾貝爾獎更重要的事。

但是,在這對新人結合不久,不幸就降臨了。1958年的納什漸漸顯露出精神失常的癥狀。他會一身嬰兒打扮地出現(xiàn)在新年晚會上,也會拿著一份《紐約時報》垂頭喪氣地走進麻省理工學院的一間坐滿教授的辦公室里,對人們宣稱,他正通過手里的報紙收到一些信息,要么來自宇宙里來的神秘力量,要么來自某些外國政府,而只有他能夠解讀外星人的密碼。那年秋天,納什30歲,他剛取得麻省理工學院的終身職位。

不久,納什的兒子出生了,但納什卻出現(xiàn)了各種幻聽幻覺。他自己后來對這段日子的回憶是:“那時,我完全喪失了正常人的理性思維,出現(xiàn)各種妄想和幻覺,被診斷為‘妄想精神分裂癥’?!?/p>

接二連三的診治雖帶來短暫的恢復,卻不能阻止納什的病情復發(fā)。他漸漸目光呆滯、蓬頭垢面、長發(fā)披肩,成為了人見人怕的對象。他不得不從麻省理工辭職,并被艾麗西亞送到精神病院強制治療。

“納什教授心中最純粹的數(shù)學不是理智,而是靈感。理智不過是溝通這種靈感的手段,而若重獲理智也意味著靈感喪失,他情愿放棄理智?!鼻嗄陮W者沈誕琦在《我所認識的約翰·納什》一文中記錄了其在普林斯頓大學交流學習期間所了解到的納什,她稱“一個朋友在他住院時去看望他:‘你發(fā)瘋的時候聲稱外星人和你說話??墒悄氵@樣一個理性的數(shù)學家,怎么可能相信外星人這種無稽之談?’納什回答說,‘數(shù)學的創(chuàng)見同外星人一樣進到我的腦子里,我相信外星人存在,就像我相信數(shù)學?!诠P記本上寫道:‘理性的思維阻隔了人與宇宙的親近。(Rational thoughts impose a limit on a person’s relation to the cosmos.)’ ”

“從特倫敦精神病院(納什第二次因為精神病入院)出院不久,納什拒絕接受任何藥物治療,因為治療讓他感覺遲鈍,不能想數(shù)學。他過去的同事在普林斯頓大學給他安排了一個研究員的閑職。于是學生們常??吹揭粋€穿著紅跑鞋的中年人形容枯槁地在校園里游蕩,在整塊黑板上寫下不合邏輯的公式,拿著幾百張前夜剛演算好的數(shù)學公式出現(xiàn)在某教授的辦公室,他有了個綽號,‘數(shù)學樓幽靈’,很少人知道這個瘋子到底是誰。

“而在上世紀七八十年代,他周圍的親友開始注意到,納什漸漸不瘋了。他的眼神變清澈了,他的行為有了邏輯?!敲矗豢恐委?,你是如何康復的呢?’訪談人問他?!灰蚁搿S幸惶?,我開始想變得理性起來?!瘡哪翘炱?,他和他幻聽到的聲音開始辯論,駁倒那些聲音,‘以理性分辨非理性,以常識分辨錯覺?!?/p>

沈誕琦寫道:“在納什這個個案里,瘋狂與理智似乎變成了一個自由意志的選擇。我甚至不再相信他真正瘋過;或許,他理性地選擇了瘋癲,又瘋癲地回歸了理性?!?/p>

當然,納什的瘋狂給他的生活造成了沉重的打擊,在他兩次入院間因總覺得有人追殺他,他試圖放棄美國國籍,在日內瓦避難獲得難民保護,時不時會寄張明信片給同事和家人,寫些奇怪的數(shù)字。他的妻子艾麗西亞好不容易把他帶回美國,兩人卻常因治療而爭吵,最終導致了離婚。離婚后的艾里西亞沒有再婚,她依靠自己作為電腦程序員的收入和親友接濟繼續(xù)照料前夫和他們唯一的兒子,直到2001年他們才又復婚。

66歲 “我仍在努力”

因為糟糕的精神狀態(tài),納什不僅失去了美滿的家庭,他又一次與菲爾茲獎失之交臂。盡管他的名字開始出現(xiàn)在1970年代和1980年代的經濟學課本、進化生物學論文、政治學專著和數(shù)學期刊中,“納什”也成為經濟學或數(shù)學的名詞(如“納什均衡”、“納什談判解”等),當然他的理論也成為其他學者論述的引用對象,但除此之外,他的生活卻默默無聞,甚至被一些晚輩誤以為已經去世了??梢哉f,他差點被學術界遺忘了。

在上世紀七八十年代末,納什漸漸康復的時候,諾貝爾委員會也開始認真考慮博弈論,還有許多人游說給納什授獎:“如果因為精神狀況而不給他應有的獎章,這將是一個巨大的錯誤!”1994年,納什66歲的時候,他和其他兩位博弈論學家約翰·C.海薩尼和萊因哈德·澤爾騰共同獲得了諾貝爾經濟學獎。雖然納什從來沒有受過經濟學的系統(tǒng)訓練,但他的博弈理論影響廣泛而深遠,從經濟學到社會學,甚至到進化生物學,也成就了他的諾貝爾獎。他自己曾說:“它(諾獎)改變了我的一切,在獲獎之前我默默無聞。我在經濟學和博弈論領域有一定影響, 但在其他領域完全不為人知,并且沒有這個諾貝爾獎的話也就不會有《美麗心靈》這部電影了?!?001年,納什與艾麗西亞再度步入婚姻的禮堂。

“據(jù)統(tǒng)計,任何數(shù)學家或科學家在66歲時已不太可能繼續(xù)太多的研究,在原有成就的基礎上再有更多的突破。但是我仍在努力。我覺得我癲狂的25年是人生中的一段假期,它使得我不太一樣。因此,我充滿希望,希望當前的研究或者未來的想法能帶來一些更多有價值的東西。”在1994年諾貝爾獎獲獎發(fā)言上,納什如是說。

而納什也確實沒有食言。獲獎后,他又回到了數(shù)學領域,投入到相對性的研究并在各種會議上展示成果。就在兩個月前,挪威科學與文學院宣布將2015年度阿貝爾獎授予納什和路易斯·尼倫伯格,以表彰他們在非線性偏微分方程方面所作出的卓越貢獻。頒獎詞說,納什和尼倫伯格的突破已發(fā)展成應用廣泛、功能強大的數(shù)學方法,成為研究非線性偏微分方程的關鍵工具,其影響遍及該理論的所有分支,“他們對非線性偏微分方程理論及其在幾何分析方面的應用作出了開創(chuàng)性的顯著貢獻。”

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