约翰·纳什, 23岁提出20世纪最伟大的数学成果之一,嵌入定理

2025年03月26日22:02:05 教育 1370

他是个天才。可惜疯了,又奇迹般清醒了。这不是一句空洞的标签,而是被数学界、精神病院和诺贝尔奖三次打上的铁印。

约翰·纳什,1928年生于美国西弗吉尼亚的蓝菲尔德,家境稳定,父亲是工程师,母亲是教师。他最好的朋友是百科全书。他被姐姐带着“学会正常社交”,但失败了。他不擅长和人交往,偏爱数字和逻辑。高中时读到《数学大师》一书,被震撼,彻底爱上数学。

本来想学化工,跟父亲一样,但讨厌机械制图,转到化学,还是不对味。他说:“这不是头脑的较量,而是实验室里看谁更稳得住 pipette。”最终在卡耐基理工(现在的卡耐基梅隆)彻底转向数学,19岁毕业。

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普林斯顿为他开绿灯,全奖、包吃包住。他也想去哈佛,但被 Putnam 数学竞赛排名拉了后腿。哈佛犹豫,普林斯顿果断出手。他一到普林斯顿就站上了宇宙级数学舞台——身边是爱因斯坦、哥德尔、冯·诺伊曼。普林斯顿不要课程表,不要教学计划,自由到极致,适合所有异类。

纳什是个异类。

他喜欢躺在图书馆的桌子上发呆,边走路边吹巴赫的《小赋格》。跳课,跟教授辩论。他不合群,但没人否认他的大脑像黑洞一样密度极高。他在普林斯顿推广一个叫“Hex”的棋类游戏,简单、精巧、可解。他证明了先手必胜,只要走得足够完美。冯·诺伊曼看到学生们玩 Hex,随口评价“这是个零和游戏”。

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这句话刺激了纳什。

他不认同零和。他认为现实中的博弈远比网球复杂。不是一输一赢,而是可能多方共赢,也可能一起毁灭。他在普林斯顿提出“非合作博弈”的均衡理论,也就是后来被称为“纳什均衡”。

为了这事,他去找冯·诺伊曼,结果被当场打断:“这不就是个定点定理吗?”——学术圈最冷的打脸方式。冯·诺伊曼没再看他一眼,纳什也从此远离他。

但纳什不退。他固执地相信自己的发现是对的。1950年,他在博士论文中系统提出了“纳什均衡”概念。在那个年代,这几乎没人当回事。

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但纳什没停。他转向更抽象的数学。嵌入定理,是他的巅峰之作。

他从一个简单的问题出发:地球表面看起来是平的,实际上是弯的,这种“表面弯而局部平”的东西叫“流形”。他想知道:是不是所有的光滑流形都可以被“嵌入”到欧几里得空间里,还保持它原来的度量特性?

没人能解决。纳什做到了。

他把每一个曲面都精准“摊”到了欧几里得空间中,保持长度和角度。他用上了扰动法、不动点理论,甚至引入流体力学的技术。后来的数学家格罗莫夫评价:这是20世纪最伟大的数学成果之一。他在 MIT 完成这项工作,当时只有 23 岁,比一些博士生还年轻。

但他的性格问题始终没有改。他不愿教课,不合群,不认同权威,也没什么人脉。普林斯顿不愿留下他。MIT 顶着压力招了他。

这时他的私生活也走向复杂。

他曾和一位护士 Eleanor Stier 交往,对方为他生下儿子 John David,他却拒绝结婚,也没有经济支持。954年,他在加州海滩附近的公厕被便衣警察抓捕,涉嫌同性性行为——虽然后来他否认。

就在这时,纳什遇到了 Alicia Larde,一位 MIT 物理女学生。聪明、漂亮、坚定,她主动追求他,还在音乐图书馆找了份工作,只为了经常偶遇。他们于1957年结婚。第二年她怀孕。

1959年,纳什崩溃了。他试图解构量子力学的“基本矛盾”,并自称已接收到外星文明的指令。他相信《纽约时报》上的广告里藏有密码。他用无线电找信号,认为穿红领带的人是线人,狗是间谍。他凌晨在墙上画黑点,在信封里写信寄往联合国和各种政府。他开始声称自己是“约翰·冯·纳什”。

Alicia 被迫将他送入精神病院。他被诊断为“偏执型精神分裂症”,接受了胰岛素昏迷疗法。出院后,他再次失控。这次,他直接放弃美国国籍,想成为“世界公民”。但瑞士使馆拒绝了他。

最终,美国国务院安排他“遣返回国”。他回到了普林斯顿,但失业、漂泊、思维混乱。他穿拖鞋走进餐馆,喃喃自语。Alicia 无力承担。1963年,她与纳什离婚,独自抚养孩子。

但她没有彻底放弃他。1970年代,她让他搬回家——不是丈夫,而是“寄住的亲属”。这个决定,改变了纳什。他开始恢复。没有明确的药物,没有所谓的“痊愈”,但他逐渐回到现实。他说:“我之所以相信那些荒诞想法,是因为它们与数学的灵感一样方式降临。我无法分辨。”但后来他开始“理性地否定”自己的妄想,“就像节食靠的是意志力”。

他重新走进普林斯顿的校园,不再是讲座上的主角,而是角落里的幽灵。学生们说他“像在和松鼠说话”。

然后,1994年,奇迹发生。瑞典皇家科学院决定将诺贝尔经济学奖授予约翰·纳什。理由是:他的博弈论,已经深刻影响经济、政治乃至生物学。反对者也有,有人说:“他精神不正常。”但支持者坚持:“这是我们把他从黑暗中拉出来的机会。”

颁奖时他没有致辞,担心他在众人面前失控。他安静地领了奖。

多年后,他说:“66岁了,再出成果的概率很小。但也许我特殊,毕竟有25年的时间被精神病‘冷冻’了,也许这是某种重启。”他继续做数学,虽再无新突破,但他终于被世界看见。

2015年,他拿下阿贝尔奖——数学界的另一座顶峰奖项。四天后,他和 Alicia 坐的出租车在新泽西州高速上翻车,双双身亡,未系安全带,被甩出车外。他86岁,她82岁。

他们经历了天才、癫狂、冷漠、坚守,也终究一起离开。没人再嘲笑 Hex。没人再质疑纳什均衡。没人再说他“只是个疯子”。

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