2021年8月13日 来源:果壳
影片《美丽的心灵》是一部以约翰·纳什为原型创作的传记片,这部电影自一问世,立即引起热烈的反响。这部影片不仅获得了第74届奥斯卡最佳影片与导演金像奖,也几乎包揽了2002年电影类的全球最高奖项,主人公的原型纳什也成为热门的公众人物。
《美丽的心灵》 剧照 | 新浪网
约翰·纳什在博弈论和均衡分析理论方面的开创性贡献,使他获得了1994年诺贝尔经济学奖。然而,走向这个顶峰对他和家人来说,却是一个痛苦而曲折的过程。
约翰·纳什
1928年6月13日,纳什生于美国西弗吉尼亚州的布鲁菲尔德。他是一个性格内向、生性孤僻的孩子,着迷于自己喜欢读的书,却不愿与同龄孩子来往。不合群使他损失很多,他没有自己的朋友,有些老师也不喜欢他,认为他反复无常、不尊重人。年轻时,因为性格怪异、拙于社交,他一再遭到嘲笑,但是,没有人敢直接惹他,因为他非常强壮,而且“无所不知”。
1946年,一位中学老师发现了他的数学天赋,在这位老师的鼓励下,他进入了卡内基理工学院。他的数学潜质有了突飞猛进的发展,一位教授曾称他是“高斯第二”。但他却是个不守规矩的学生,经常旷课。虽然没有正规上课,他却有着自己的安排,自小养成的阅读习惯使他很会自学。就在这一时期,他几乎涉猎了数学领域中的每个角落,拓扑学、代数学、几何学、逻辑学,其中概率论与博弈论更令他着迷。
年轻时的约翰·纳什
1948年,纳什进入普林斯顿大学修读博士研究生课程。这里的环境非常适合他的口味,他忽然有了如鱼得水的感觉。普林斯顿大学具有“柏拉图式”的研究之风,“保守”与“开放”相伴,“先进”与“过时”共存,既荟萃了最纯粹的科学研究,也聚集了众多世界级的科学大师,爱因斯坦、冯·诺依曼、奥本海默,等等。在这里,不必为社交和世俗的礼仪发愁,随便在哪条小路上,都有机会与学术大师们相遇,还可以不拘礼节、不分长幼地与他们谈天说地,甚至自由地争辩。在一次与爱因斯坦的闲聊中,纳什曾讲述自己对重力的看法,爱因斯坦建议他,“年轻人,你应该来学一点物理”。但是,纳什却选择了数学。
在普林斯顿大学学习期间,纳什的天赋得到充分的展现,他先后发表了论文“两个人合作博弈”、“一个简单的三人扑克博弈”。那时执教博弈论的是这一领域的创始人冯·诺依曼,纳什很想去见他,说说自己的想法。当时冯·诺依曼已经名震天下,正式见面还是需要事先预约,纳什却不把这些放在眼里,他没经预约就出现在了诺依曼的办公室里。一方是西服领带,俨然是个漫不经心的银行老板,一方是毛头小伙儿,却目光炯炯、言辞激烈。两人谈起了博弈。纳什把自己对“两个人以上非合作博弈的均衡问题”阐述了一遍,还没有等他把话说完,冯·诺依曼就打断了他,说这“只不过是不动点定理而已”。纳什心里一片茫然,而诺依曼也意识到,这个年轻人正在挑战自己的理论,将是个不容忽视的对手。事后,纳什自嘲说,这一天是他和诺依曼玩了一个“两个人的非合作博弈”,他认为,对方有这样的态度可以理解。
冯·诺依曼
遭遇冯·诺依曼贬低的几天后,纳什把自己的发现告诉了导师戴维·盖尔,盖尔立刻从中发现了最宝贵的东西。他意识到,纳什的“非合作理论”以及“均衡解”要比冯·诺依曼的“零和博弈”理论更能反映真实情况,他敦促纳什把自己的见解写成论文,并亲自为他写好了给国家科学院的推荐信。数学系主任列夫谢茨更是痛快,他把文稿直接递交到了科学院。这篇论文于1949年11月26日刊登在科学院公报上,立即引起了轰动。此时的纳什年仅21岁,这篇极少人能读懂的“几个人博弈的平衡点”论文,不仅使纳什获取了博士学位,也奠定了他在博弈论领域里的大师地位,更成为他获得诺贝尔经济学奖的基础。
然而,在30岁正值巅峰时期的纳什,却患上了严重的妄想型精神分裂症。一天早晨,纳什手持一份《纽约时报》走进办公室,他边走边说,报纸头版有一篇文章,里面有来自另一个星球的信息,字里行间的密码只有他能破解。这一时期,他正在研究“加密和解密”的核心原理。最终家人决定送他到医院治疗,但要求尽量避免伤及他的大脑。
实际上,纳什的患病并不是突然发生的,精神分裂早已经潜伏在天才纳什的心灵里。在正常人的眼里,作为著名科学家的另一面,纳什常常表现出一种不可理喻的“道德缺陷”。有时他大度无边,有时又斤斤计较、自私狭隘,甚至粗暴无理。由于思维快于语言,叙事跳跃而没有逻辑,与他对话,不是知音很难听懂他在说什么。
更令一般人感到奇怪的是,这位博弈论的大师竟然难以判断小事。他能坐在朋友的对面长达15分钟沉思不语,其实他在举棋不定,是喝茶呢,还是喝咖啡呢?即使如此,在博弈论的研究上,他仍然获得了一个又一个具有重要意义的成果。在普林斯顿这个兼容并蓄的“柏拉图”式学院里,收集了许多来自各路的狂人怪才,人们对纳什的古怪行为不以为然,但是,纳什真的发病了。
发病后,纳什饱受思维和情绪混乱的困扰,往昔才华横溢的青年,变成一个衣着不整、行为怪异,时常徘徊于图书馆和讲演大厅的“浪人”。他喜欢在黑板上、玻璃窗上和墙上乱涂乱画,留下一些古怪的信息,他的行为像是游荡在普林斯顿校园里的一个满怀忧伤的“幽灵”。
非常幸运的是,在这个极为艰难的时刻,宽容大度的普林斯顿大学容纳了这位生病的奇才怪客,亲人也没有离弃他,他不仅没有流落街头,还不时地从他那失常的大脑中,涌出一些介于狂乱与理性的成果来。
纳什的妻子艾丽西娅是麻省理工学院物理系的毕业生,平日是纳什古怪理论的倾听者和评判者。纳什患病期间,她精心呵护着他,表现出一位柔弱女子钢铁般的意志。在孤立无援的日子里,纳什唯一的、非亲生的儿子也同样罹患精神分裂症,双重的哀伤使她遭受难以承受的重压,但她终于挺过了丈夫的“禁闭治疗期”。
冯·诺依曼,图 | watson.ch
纳什在医院里、在医药与数学中度过了几乎半个世纪。他孤独的内心仍然受令人兴奋的数学理论的驱使,他的论文频频出现在各类杂志上,其中有关于经济和生物演变的理论,也有政治理论和数学发现。坚韧与毅力终于创下了奇迹,纳什不仅康复,并且由于博弈论奠基性的一系列成果,使他走上了1994年诺贝尔经济学奖的领奖台。
他的天赋在其内心深处,能在不自觉中,不动声色地把问题解决;他有着奇特的想象力,能对“画”有一条线的多维“理想纸片”上的图做出判断与证明,而不在乎这张纸片有多“皱巴”。这些非凡的天赋,使他的对手不敢轻易地与他匹敌,这些成果也使他赢得数学菲尔兹大奖。
20世纪50年代,纳什在博弈论、代数几何和非线性理论方面的成果,使他成为世界闻名的数学家。然而,在他生病期间,他对博弈论的开创性工作大部分被忽视了。直到1950年和1951年,他的两篇关于“非合作博弈”的论文在美国国家科学院的月报上发表之后,才引起了轰动。他介绍了“合作博弈”与“非合作博弈”的区别,特别阐明了“非合作博弈”中的一些重要概念和相关理论,这就是后来所称的“纳什均衡”,这一企业行为和个体的均衡理论已成为现今经济学的核心思想。
纳什的数学研究除了成为博弈论的神秘种子思想外,更有其广泛的实用价值。在“非零和”博弈中,他证明了双赢博弈的可能性。他证明,无论是博弈者独立进行,还是先发制人或者回应他人中,都有可能获得双赢。但他同时还证明,在这种博弈中,只要其他人不改变策略,任何参与博弈者,都无法改变他们自己的博弈策略。这种复杂性一旦被充分理解,将是非常绝妙且令人震惊的,因为这也意味着有“两败俱伤”的可能性。这种情况不仅出现在经济学领域,也常发生在竞选、议会中的法案争执、群体利益冲突、战争一触即发、谈判桌上的僵局之中。2004年,纳什在《信息与通信技术》40周年纪念会上作了名为“一个有趣的方程”的演讲,同年纳什被《财富》杂志推举为活跃于纯数学和应用数学领域间的天才和风云人物。纳什所开发的数学理论,也成为国家安全局加密、解密机的核心思想。
纳什,一个患有精神疾病的人,一个所谓有“道德缺陷”的人,却取得了人类理性的重大成就,这件事足以令人称奇。人们对这位讲究“均衡论”的大师的“不均衡人生”所持以的宽容,或者说,对此事的深层次的理解,更是值得称颂。纳什的怪异是由于闯入深度数字王国中所造成的精神迷失与错乱,虽然与常规社会不协调,但在深度的学术环境中,人们并不苛求于他,也不对这种怪异感到陌生,而是对他的“缺陷”持以宽容的态度。
约翰·纳什获得数学阿贝尔奖
2015年5月19日,约翰·纳什从挪威国王哈拉尔德五世手里接过数学阿贝尔奖,与他同时获奖的是另一位大数学家路易斯·尼伦伯格(Louis Nirenberg)。
不幸的是,2015年5月23日这天,他和妻子返回美国,在从机场乘出租车回家的途中,由于车辆失控,撞上防护栏,纳什夫妇被弹出车外,两人当场遇难,纳什和他的妻子分别享年86岁和82岁。
纳什去世了,在他的身后,世纪数学与经济学巨匠纳什的名字将永远印记在“纳什均衡论”“纳什论判解”“纳什程序”“纳什嵌入”等数学与经济学的概念与理论之中,纳什与它们一起,将成为永恒。
来源:《科学史上的365天》,略有删改
作者:魏凤文 武轶
编辑:张润昕