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数学家传记

克林Stephen Cole Kleene

出生
1909年1月5日 美国康涅狄格州哈特福德
逝世
1994年1月25日 美国威斯康星州麦迪逊

克林是一位美国数学家和逻辑学家,以其在递归论方面的工作最为著名。

完整传记

克林的父亲是古斯塔夫·Adolph Kleene,在儿子出生时是康涅狄格州哈特福德三一学院的经济学教授。他在那里度过了余下的职业生涯。他退休后成为荣休教授,并于1946年8月在缅因州尤尼恩的避暑别墅去世。这所房子位于缅因州的一个农场,该农场属于他的妻子,是从她的母亲德鲁西拉·克林那里继承的。古斯塔夫和他的儿子克林都认为这个农场是他们“真正的家”。古斯塔夫写了The problem of medical charity(1904年)和Profit and wages: A study in the distribution of income(1916年)等书。克林的母亲是爱丽丝·莉娜·克林,她是一位诗人和剧作家。结婚前,她发表了The lawsuit(发表于The Youth's Companion,1892年)、The dead bee(发表于The Century ,1899年)、The lost spell(发表于Atlantic Monthly,1900年)和Escape(发表于Atlantic Monthly,1900年)等诗作。结婚后,她以婚后姓名爱丽丝·克林发表了KIRSTIN; KIRSTIN. Play in Four Acts(1914年)。《纽约时报》的一位评论家将其描述为“一部歌词优雅的漂亮戏剧”。

克林在马萨诸塞州阿默斯特的阿默斯特学院攻读第一个学位,于1930年以最优等成绩获得学士学位。随后他前往普林斯顿大学,在那里他的博士研究由丘奇指导。正是奥斯瓦尔德·维布伦提出逻辑的发展需要数学家的仔细分析。丘奇奥斯瓦尔德·维布伦的学生之一,于1929年被任命到普林斯顿,并在这个领域取得了显著进展。J Barkley Rosser也是丘奇在普林斯顿的博士生,于1933年到达,当时克林也在那里。这确实是一个令人兴奋的地方,可以进行将数学技术应用于逻辑的研究,来访者如库尔特·弗雷德里希·哥德尔——克林参加了他在高等爱德华·斯图迪研究所开设的课程。克林于1934年从普林斯顿获得博士学位,其学位论文题为A Theory of Positive Integers in Formal Logic。他在学位论文的引言中写道:-

……我们将主要关注基于丘奇提出的一组公理而建立的逻辑系统的发展。我们的目标是通过在该系统内构造该理论的一个重要部分,来经验性地证明该系统足以处理正整数理论。通过在丘奇的形式公理的某个子集的基础上进行构造,我们表明至少正整数理论的这一部分可以从逻辑中推导出来,而不使用否定、类和描述的概念。

获得博士学位后,克林在普林斯顿任教,直到1935年他加入威斯康星大学麦迪逊分校担任讲师。他于1937年在威斯康星晋升为助理教授,然后在1941年离开(因未能晋升而不满),回到他曾攻读第一个学位的阿默斯特学院担任助理教授。1942年,他与Nancy Elliot结婚;他们有四个孩子:Paul、Kenneth、Bruce和Pamela。Nancy Elliot是George Roy Elliott的女儿,George Roy Elliott是阿默斯特学院的英语教授,也是一位专门研究莎士比亚的文学评论家。同样在1942年,克林离开阿默斯特学院,以美国海军导航教官的身份在纽约海军预备役军官学校服役。后来他成为华盛顿特区海军研究实验室的项目主任。到第二次世界大战结束后离开海军时,克林已晋升为少校军衔。

1946年,他回到麦迪逊的威斯康星大学担任副教授,两年后晋升为正教授。1964年,他被任命为赛勒斯·C·达菲讲席教授,并一直担任该讲席直到1979年退休。他曾两届担任数学系主任,一届担任数值分析系(后更名为计算机科学系)主任。他还于1969-74年担任文理学院院长。在威斯康星大学期间,他是13名博士生的学位论文导师。

1970年,克林的妻子南希去世。八年后,他与珍妮·斯坦梅茨再婚。他因肺炎去世,享年85岁。

克林的研究涉及算法理论和递归函数理论,这是他创建并终生保持兴趣的领域。他与丘奇库尔特·弗雷德里希·哥德尔艾伦·图灵等人一起发展了递归理论领域。他为勒伊岑·布劳威尔创立的数学直觉主义做出了贡献。特别是,他于1950年在马萨诸塞州剑桥举行的国际数学家大会上就Recursive functions and intuitionistic mathematics进行了演讲。在这次演讲中,他谈到了他通过“实现”对直觉主义数论的解释如何可能扩展到直觉主义集合论。他在与Richard Vesley合著的The foundations of intuitionistic mathematics, especially in relation to recursive functions(1965年)一书中进一步探讨了这些想法。该书的第一、二、四章由克林撰写,而第三章由Vesley撰写。G 格奥尔格·克里泽尔在一篇评论中写道:-

第一章是目前为止对数学逻辑学家来说可用的关于直觉主义逻辑的最佳介绍。

迈克尔·达米特,一位权威人士,也对此印象深刻:-

……本书第一章首次系统地阐述了直觉主义分析的基础,将其表述为一个公理系统,处理勒伊岑·布劳威尔的扇定理、棒定理和连续性原则(称为勒伊岑·布劳威尔的原则)。在这些方面,这远远优于阿兰德·海廷早先著名的公理化。

克林在递归论方面的工作有助于为理论计算机科学奠定基础。通过提供确定哪些问题可解的方法,克林的工作引导了对哪些函数可计算的研究。他于1951年夏天在兰德公司度过,并发现了有限自动机的一个重要刻画。他关于那个夏天工作的兰德报告对理论计算机科学产生了非常大的影响。

1995年在芝加哥大学的一次演讲中,罗伯特·索尔以这些术语描述了克林的工作:-

克林通过六个模式对可计算函数的表述是最简洁和有用的之一,而他先前关于λ函数的工作在支持丘奇的论点——即这些类与直观可计算函数重合——方面发挥了重要作用。

从1930年代起,克林比任何其他数学家都更多地发展了可计算性和有效过程的概念,涵盖其所有形式,无论是抽象的与具体的,还是数学的与哲学的。他倾向于为一个领域奠定基础,然后转向下一个,因为每一个相继的领域都在他的引领下蓬勃发展成为一个主要的研究领域。

克林在可计算性中发展了多样化的主题:算术层级、可计算度、可计算序数和超算术理论、有限自动机和正则集(对计算机科学有巨大影响)、高阶类型的可计算性、直觉主义算术的递归可实现性(对哲学和计算机科学中的程序正确性有影响)。

克林最著名的著作是Introduction to Metamathematics(1952)和Mathematical Logic(1967)。克林在第一本书中写道:-

本书旨在对数学逻辑,特别是递归函数,以及一般较新的基础研究,提供一个连贯的导引。

J R Shoenfield在评论第二本书时写道:-

数学本科课程的扩展催生了许多教材,它们以比研究生教材更缓慢、更详细的方式处理严肃的数学成果。由于逻辑领域此类教材数量相当少,这本由该领域杰出权威撰写的书尤其受欢迎。……作者显然认为,对少数几个主题进行相当透彻的处理,胜过对每样东西都浅尝辄止。……困难的证明被分解为大量简单情形;其中一些情形通常留给读者。书中有许多富有启发性的例子;作者通常更感兴趣的是给出足够的例子来说明证明的要点,而不是给出证明的全部细节。清晰和简洁从不为了优雅而牺牲。历史注记和参考文献频繁出现,但不会喧宾夺主掩盖数学内容。

在克林因其杰出贡献而获得的奖项和荣誉中,我们提到他于1983年由美国数学会授予的Leroy P 凯瑟琳·斯蒂尔奖:-

……因三篇重要论文,它们为广义递归论和描述集合论的后续发展奠定了基础:“算术谓词与函数量词”、“论构造序数理论中谓词的形式(第二篇论文)”以及“数论谓词的层级”。

也许他最负盛名的奖项是1990年11月13日由布什总统在白宫东厅仪式上颁发的国家科学奖章:-

表彰他在递归论与有效可计算性理论方面的领导作用,以及将其发展为一个深广的数学研究领域。

其他荣誉包括当选国家科学院会士(1969年),当选符号逻辑协会主席(1956-58年),国际科学史与科学哲学联合会主席(1961年)以及该联合会逻辑、方法论与科学哲学分会主席(1960-62年)。他担任Journal of Symbolic Logic编辑长达十二年。

在[3]中,Keisler描述了克林在数学之外的兴趣:-

克林对自然和环境有着浓厚的兴趣,几乎每年夏天都会去他在缅因州的家族农场。他发现了一种蝴蝶Brenthis Bellona ab. Kleenei,并以他的名字命名。他是一位狂热的登山者,直到七十多岁,还带领每两年一次在麦迪逊举行的逻辑野餐会(现为克林纪念逻辑野餐会),徒步攀登魔鬼湖的悬崖。Steve Kleene对蘑菇的知识是传奇性的。

桑德斯·麦克兰恩在[5]中讲述了与克林一起攀登的一次经历:-

1949年,他和我即将参加美国数学会在达特茅斯举行的一次会议,我们凑在一起计划攀登总统山脉的所有山峰,还有第三位登山者加入我们,他是一位正在度假的旅馆侍者。然后,当我们三人终于站在最后一座山峰(麦迪逊山)顶上时,一场雷暴袭来。克林从山顶跳下来喊道:“下来;有闪电。”我往下走了一点,寻找我们的第三位同伴,却发现他平躺在地上,不省人事。史蒂夫(由于身高而动作更快)下到麦迪逊山口小屋寻求帮助。当我们把受伤的人带到那里时,我们发现闪电烧焦了他的头皮,并在他的脚上留下了一个水泡,对面是一个鞋钉。我们把他送到医院,我(裤子臀部完全烧焦)通知了他在优雅的东部斜坡旅馆的雇主。他后来康复了。史蒂夫和我继续攀登各种山峰,史蒂夫继续攀岩。

3的Keisler也描述了他的个性:-

尽管他是一个注重隐私的人,但他是一个技巧娴熟且热衷于讲轶事的人。他拥有强大的嗓音,总是让其他人无需看见他就能知道他在不在数学大楼里。

参考文献

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