这位特立独行的游民是历史上最多产的数学家

保罗·埃尔德什这位有史以来最多产的数学家的奇异人生和遗产

Paul Erdos, Arthur Herald Stone and Shizuo Kakutani walking together

保罗·埃尔德什()与他的同事亚瑟·赫拉尔德·斯通和静夫·角谷。

门铃响了,你惊讶地发现你的同事站在门阶上。他身材瘦小,年迈,因安非他命而兴奋,不修边幅,不请自来。他推开你走进你的客厅,一个手提箱装着他所有的家当,并宣布:“我的大脑是敞开的。”你不知道他打算待多久,因为他没有自己的房子可以回去。你得帮他洗衣服做饭,因为他不屑于学习照顾自己。作为交换,你将获得一次不眠不休、旋风般的相遇,与 20 世纪最伟大的数学头脑之一交流。你非自愿的热情好客可能会让你以你的名字发表一篇学术论文。这是许多人对保罗·埃尔德什的印象,他是有史以来最多产的数学家。

埃尔德什(发音为“air-duhsh”—“ő”上的标记是匈牙利双尖音符,而不是变音符)于 1913 年出生于布达佩斯,父母都是高中数学老师。他从小就是个被宠坏的神童。四岁时,他就能在脑海中计算出一个人的生命有多少秒,21 岁时,他第一次自己涂黄油面包。同年,他获得了数学博士学位。他在普林斯顿大学的后续研究员职位被缩短,因为,根据保罗·霍夫曼的埃尔德什传记《只爱数字的人》,他在那里的同事“发现他粗鲁且不循规蹈矩”。因此,他开始了游牧生活,在短暂的学术工作、会议和朋友的客房之间穿梭。正如他常说的那样,“又换了个屋顶,又证明了一个定理。”

埃尔德什是出了名的糟糕的客人。在霍夫曼的书里,科罗拉多大学丹佛分校的数学家迈克尔·雅各布森回忆起一个故事,埃尔德什来到他家,他们一起研究数学到凌晨 1:00,这时雅各布森终于精疲力尽。埃尔德什习惯每天工作 19 个小时,他熬夜到凌晨 4:30,不停地敲打厨房里的锅,把他的主人吵醒。雅各布森最终穿着睡袍蹒跚下楼。他向霍夫曼描述了他与同事随后的互动:“他嘴里说出的第一句话是什么?不是‘早上好’或‘睡得好吗?’而是‘设 n 为一个整数。’”


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埃尔德什对数学的专一痴迷导致他撰写了惊人的 1500 多篇学术出版物,比历史上任何其他数学家都多。顺便说一句:有些人认为 18 世纪的数学家莱昂哈德·欧拉是有史以来最多产的。的确,欧拉创作的数学页数更多,而埃尔德什发表的论文更多。因此,谁是桂冠得主取决于衡量单位,但关于这两个人是前两名竞争者是毫无争议的。

埃尔德什最著名的贡献之一是所谓的概率方法。为了理解它的价值,想象一下你正在计划一个 100 人的聚会,并且因为当一些聚会者已经认识彼此而另一些人不认识时,聚会效果最好,你想保证在任何分组中都没有六位客人都是朋友或都是陌生人。这有可能吗?如果你试图通过邀请许多朋友来防止陌生人群体,那么就更难避免朋友圈子,但过多的陌生人会产生相反的问题。

数学家通常想证明具有某些性质的事物的存在,例如我们想要的 100 人聚会。一种自然的方法是给出一个这种事物的明确例子(例如,想出一个没有六个互为朋友或陌生人的客人的名单)。然而,实际上这项任务可能非常困难。

相反,埃尔德什开创了一种巧妙的替代方法。他建议,与其试图手工设计客人名单,不如随机挑选 100 个名字(或任何你想找到的对象类型)。然后将你的问题改为:我的随机选择的对象具有我想要的属性的概率是多少?如果你能证明概率大于零,那么瞧!你的对象一定存在;如果它不存在,概率将为零。

将问题改为关于概率的问题通常更容易回答。这部分是因为你现在可以应用概率论中丰富的一套工具。有趣的是,由于概率方法规避了构建对象的需要,你最终常常会在不了解它外观的情况下知道某物存在。埃尔德什用概率方法破解了许多棘手的数学问题,包括我们聚会问题的更一般版本。今天,该方法被认为是每个研究人员工具包中必不可少的技术。

埃尔德什的许多成功源于他相信数学是一种社交活动。他有如此多的合作者,以至于该领域发明了埃尔德什数,这是一种衡量与保罗·埃尔德什的作者距离的指标,是学者们的一种荣誉勋章。每个与埃尔德什合著论文的人的埃尔德什数都是 1,他们所有合著者的埃尔德什数都是 2,依此类推。你可能听说过培根数,演员与凯文·培根的合作距离,但埃尔德什作为其网络中心的认可比培根早 25 年。

研究人员投入了令人惊讶的精力来研究埃尔德什数,既作为一种轻松的消遣,也作为一种理解作者网络中连接模式的严肃工具。以下是关于它的一些有趣的事实

  • 在与埃尔德什共享作者链的超过 250,000 名数学家中,到达他所需的中位数跳数为 5。(我很自豪我的埃尔德什数是 3。)

  • 许多数学以外的知名人物都有埃尔德什数:例如,诺姆·乔姆斯基(4)、安格拉·默克尔(5)、斯蒂芬·霍金(4)和埃隆·马斯克(4)。

  • 如果一个人心情愉快,可能会有人认为棒球名人堂成员汉克·阿伦的埃尔德什数是 1,因为当他们一起从埃默里大学获得荣誉学位时,两人在同一个棒球上签了名。

  • 演员娜塔莉·波特曼拥有罕见的双重荣誉,既有埃尔德什数(5)又有培根数(2),因为她作为本科生发表了神经科学出版物(以她的本名娜塔莉·赫什拉格撰写)。

  • 有人曾经试图在 eBay 上出售埃尔德什数。中标者将有机会与卖家合作,卖家的埃尔德什数是 4。有几个人下了可观的竞标,但拍卖在最后一秒以 1,031 美元的价格被一位不打算付款的数学家抢走,他称这种噱头是对该系统的“嘲弄”。

埃尔德什的遗产不仅通过他的出版物流传下来,也通过他留下的许多猜想流传下来。有时,数学中最难的事情是提出正确的问题,而他非常擅长找出重要的问题。尽管他自己几乎没有钱,但他为许多问题的解决方案颁发了个人奖金。他通过演讲费、奖项和兼职职位获得的收入通常捐赠给无家可归者、慈善机构和有抱负的研究人员。他曾给一位有才华的高中生 1,000 美元,以帮助他支付哈佛大学的学费。十年后,这位学生觉得可以还钱了,但埃尔德什却坚持说:“用这 1,000 美元做我做过的事。”

保罗·埃尔德什是一个完全专注于一件事的人。他一生未婚,也没有孩子——事实上,他一生都是独身。他几乎没有爱好,不开车,也没有永久住所或稳定的工作。埃尔德什于 1996 年在华沙举行的数学会议上去世,享年 83 岁。他死时正在做他喜欢做的事,主要是因为他一生只做了这一件事。

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