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数学家传记

丘奇Alonzo Church

出生
1903年6月14日 美国华盛顿哥伦比亚特区
逝世
1995年8月11日 美国俄亥俄州哈德逊

丘奇对数学逻辑和理论计算机科学做出了重要贡献。

完整传记

丘奇的父母是Mildred Hannah Letterman Parker和皮埃尔·萨米埃尔 Robbins Church。他的父亲是一名法官。他在普林斯顿大学学习,1924年获得第一个学位,即文学学士,三年后获得博士学位。他的博士工作由奥斯瓦尔德·维布伦指导,他于1927年获得博士学位,学位论文题为Alternatives to Zermelo's Assumption。在他还在攻读博士学位期间,他于1926年在普林斯顿与Mary Julia Kuczinski结婚。他们有三个孩子:小丘奇、Mary Ann和Mildred。

丘奇作为国家研究员度过了两年,一年在哈佛大学,然后在哥廷根和阿姆斯特丹各一年。他回到美国,于1929年成为普林斯顿大学数学助理教授。Enderton在[4]中写道:-

20世纪30年代的普林斯顿是逻辑学的激动人心之地。有丘奇和他的学生Rosser和克林。有冯·诺伊曼艾伦·图灵,一直在思考有效可计算性概念,于1936年作为访问研究生来到这里,并留下来在丘奇指导下完成博士学位。而库尔特·弗雷德里希·哥德尔在1933年和1935年访问了高等研究院爱德华·斯图迪,之后永久迁往那里。

他于1939年晋升为副教授,1947年晋升为教授,担任此职位直到1961年成为数学与哲学教授。1967年,他从普林斯顿退休,前往加州大学洛杉矶分校担任肯特哲学讲席教授和数学教授。他继续在洛杉矶教学和研究,直到1990年再次退休,距他第一次退休已有二十三年!1992年,他从洛杉矶搬到俄亥俄州的希尔达·菲比·哈德森,在那里度过了生命的最后三年。

他的工作在数理逻辑、递归论和理论计算机科学中具有重大重要性。早期贡献包括论文On irredundant sets of postulates(1925年)、On the form of differential equations of a system of paths(1926年)和Alternatives to Zermelo's assumption(1927年)。他在1930年代创建了λ-演算,如今这是计算机科学家不可或缺的工具。文章[10]分为三部分,在最后一部分中Manzano:-

……试图表明丘奇的伟大发现是λ-演算,而他其余的贡献主要是受此启发的事后思考,因为他的大部分贡献以及他的一些学生的贡献都源自这一初始成就。

1941年,他出版了77页的著作The Calculi of Lambda-Conversion,作为普林斯顿大学出版社《数学研究年刊》的一卷。它实际上是丘奇1936年在普林斯顿关于λ-演算讲座的重写和润色版本。

丘奇最著名的可能是“丘奇定理”和“丘奇论题”,两者都于1936年首次印刷发表。丘奇定理表明一阶逻辑的不可判定性,发表在Journal of Symbolic Logic第一期上的A note on the Entscheidungsproblem中。当然,这与基于真值表的命题演算形成对比,后者有判定程序。丘奇定理扩展了1931年对库尔特·弗雷德里希·哥德尔给出的不完备性证明。

丘奇论题出现在American Journal of Mathematics 58(1936),345-363上发表的An unsolvable problem in elementary 数论中。在论文中,他定义了有效可计算性的概念,并将其与递归函数的概念等同起来。他在On the concept of a random sequence(1940)中使用了这些概念,试图给出“随机序列”的逻辑上令人满意的定义。Folina [6]支持通常接受的观点,即丘奇论题可能是真的,但无法严格证明。Sieg在[11]中考察了丘奇在可计算性和不可判定性方面工作的背景,该背景基于他在1934-1937年间与保罗·贝尔奈斯的通信。

丘奇是1936年Journal of Symbolic Logic的创始人之一,并从一开始直到1979年担任评论栏目的编辑。事实上,他在该期刊第4卷发表了一篇论文A bibliography of symbolic logic,并将评论栏目视为这项工作的延续和扩展。他写道,其目的是提供:-

……提供一份完整、适当索引的符号逻辑领域所有出版物的列表……无论在哪里、以何种语言发表……[给出]批判性、分析性的评论。

文章5强调了丘奇通过这项编辑工作,在界定符号逻辑学科边界方面的指导作用,并证明了他不懈的勤勉与尽责以及他高标准的编辑要求。全面覆盖的目标在1936年曾显得相当可行,但随着岁月流逝变得不那么可行,到1975年,符号逻辑出版物的迅速扩张迫使丘奇放弃这一方面,开始只提供选择性覆盖。我们上文提到,丘奇于1967年从普林斯顿退休,前往加州大学洛杉矶分校。也许这里正是我们应当提及他为何在普林斯顿服务38年后离开的原因。Enderton写道:-

他退休后,普林斯顿不愿继续为从事《符号逻辑杂志》评论工作的小型员工提供办公场所。

丘奇于1956年撰写了经典著作Introduction to Mathematical Logic。这是丘奇十二年前于1944年出版的Introduction to mathematical logic的修订版,且篇幅大为扩充。正如他在导言中所说,这第一版是:-

……[1943年在普林斯顿]为数学专业研究生开设的数理逻辑入门课程的前半部分。

哈斯凯尔·加里在评论1944年那部著作时写道:-

它是以作者作品普遍具有的那种一丝不苟的精确性写成的。……主题或多或少是经典的,即命题代数与一阶函数演算,另加一章概述高阶函数演算的某些特征,但不加证明。对于专家而言,这本小册子的主要兴趣在于它便于获取某些标准定理的细致表述与证明,例如演绎定理、归约为真值表、函数演算的替换规则、库尔特·弗雷德里希·哥德尔的完备性定理等。

Manzano 在10中写道,该书的1956年版:-

……界定了数理逻辑的主题内容、所采用的方法以及所讨论的基本论题。

该书以一篇导论开篇,讨论名称、变量、常量和函数,并进而引出逻辑主义方法、语形学和语义学。第一章和第二章涉及命题演算,讨论重言式与判定问题、对偶性、一致性与完全性,以及公理和推理规则的独立性。一阶函数演算在第三章和第四章中研究,而第五章主要讨论二阶函数演算。

丘奇 感兴趣的另一领域是公理集合论。他于1940年出版了A formulation of the simple theory of types,其中他试图给出一个与阿尔弗雷德·诺思·怀特海以及伯特兰·罗素Principia Mathematica相关的系统,旨在避免朴素集合论的悖论。丘奇将其类型论形式建立在他的λ-演算之上。丘奇在这一领域的其他工作包括1971年出版的Set theory with a universal set,其中考察了ZF型公理集合论的一个变体,以及1976年出版的Comparison of Russell's resolution of the semantical antinomies with that of Tarski。丘奇的另一项研究兴趣是内涵语义学,这在[3]中有详细讨论。这里发展的思想与戈特洛布·弗雷格的思想相似,区分一个词项的扩展与一个词项的内涵或意义。丘奇在其职业生涯后期约40年间考虑这一主题,始于他1951年的论文A formulation of the logic of sense and denotation

尽管丘奇 的大部分贡献都指向数理逻辑,他确实也写了几篇其他主题的数学论文。例如,他于1965年出版了Remarks on the elementary theory of differential equations as area of research,1966年出版了A generalization of Laplace's transformation。第一篇考察常微分方程和偏微分方程初等理论中的思想与结果,丘奇觉得这可能会鼓励对该主题的进一步研究。该论文包括对拉普拉斯变换的一个推广的讨论,他将其推广到非线性偏微分方程。对皮埃尔·西蒙·拉普拉斯变换的这一推广是第二篇论文的研究主题,同样使用该方法来获得二阶偏微分方程的解。

丘奇 有31名博士生,包括Foster艾伦·图灵克林约翰·克米尼Boone雷蒙·梅里儿·思木里安。他因其贡献获得许多荣誉,包括1978年当选国家科学院(美国)。他还当选为英国科学院和美国艺术与科学院院士。凯斯西储大学(1969年)、普林斯顿大学(1985年)和纽约州立大学布法罗分校(1990年)授予他荣誉学位。

参考文献

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延伸资源

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