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数学家传记

雷蒙·梅里儿·思木里安Raymond Smullyan

出生
1919年5月25日 美国纽约州远洛克威
逝世
2017年2月6日 美国纽约州哈德逊

雷蒙·梅里儿·思木里安是一位美国数学家、魔术师、音乐会钢琴家、逻辑学家和哲学家,以他的通俗谜题书最为著名。

完整传记

雷蒙·梅里儿·思木里安,被称为Ray,在纽约市的Far Rockaway长大。理查德·费曼也在思木里安出生前几个月出生在Far Rockaway。在[1]中,他讲述了自己六岁时接触逻辑谜题的经历:-

1925年4月1日,我卧病在床……早上,我的哥哥Emile(比我大十岁)走进我的卧室说:“好吧,思木里安,今天是愚人节,我要像你从未被愚弄过那样愚弄你!”我整天等着他愚弄我,但他没有。

Emile没有骗他,却把他骗了!思木里安写道[1]:——

我记得熄灯后很久还躺在床上,寻思自己究竟有没有真的被骗。

思木里安小时候既爱音乐又爱科学,而且在音乐上极有天赋。十二岁时,他在一场钢琴比赛中赢得金牌,看起来他会把音乐当作自己的事业。

思木里安十三岁时,全家搬到了曼哈顿。他在那里就读于布朗克斯区的Theodore Roosevelt High School,选择这所学校是因为它提供特别音乐课程,非常适合他的音乐目标。然而,这所学校最终并没有给思木里安他想要的东西。是的,他热切地热爱音乐,但他还有另一种热情,那就是数学。他想学习群、环和域、数学基础以及数理逻辑。Theodore Roosevelt High School没有给他这些,所以他离开学校自学。

几年的学习当然使他处于有利地位,可以参加大学董事会考试,他参加了考试并进入了俄勒冈州的Pacific College。不久思木里安转学到Reed College,然后他去了旧金山学习钢琴。看起来他在人生的这个阶段完全困惑于该学数学还是音乐,即使他已经在心里解决了这个问题,他似乎也没有发现学院和大学的传统教学方法合他的心意。

从旧金山回到纽约后,思木里安自学数学和逻辑,正是在这时他开始创作国际象棋排局。其实,他十六岁时就创作了第一道国际象棋排局,那是传统类型的排局,“白方走棋,两步将死”[3]:——

……那是一道传统的两步杀。我把它拿给几位年长的朋友看。其中一位说……“如果我来创作一道国际象棋题……那就要推断出棋局早先发生了什么”。我觉得这个想法很吸引人,立刻动手,创作了一道逆向分析题。

思木里安当时还没听说过逆向分析,而这类国际象棋题确实存在。它们是必须倒推求解的谜题。比如给出一个棋局局面,在其中一个格子上画个问号。题目要求找出那个格子上必然是什么缺失的棋子。听起来这种题似乎无法求解,而这恰恰是思木里安喜欢的那类题:有唯一解,却看上去完全不可能。在纽约的这段时间里,思木里安创作了许多逆向分析的国际象棋题,后来这些题被用在他关于这一主题的两本书[2]和[3]中。

此时他在纽约不仅研究数学和创作国际象棋排局,还学习了魔术表演,成为了一名非常出色的魔术师。1943年,他重返正规教育,进入威斯康星大学。在那里学习一年后,他搬到芝加哥,开始在大学听课,但仅一个学期后就放弃了。他继续自学,并通过在芝加哥罗斯福学院教授音乐来谋生。

随后他回到纽约,在那里度过了两年。在这几年里,他通过在格林威治村的夜总会表演魔术来赚钱。1949年,他回到芝加哥,在大学里修读各种课程,并在城里表演魔术以谋生。事实上,他的魔术表演非常受欢迎,思木里安虽然本质上是个害羞的人,但以“五张A”威妮弗雷德·埃杰顿·梅里尔的身份,配以令人捧腹的滑稽台词,呈现了一场精彩、有趣且富有娱乐性的表演。然而[1]:-

……我的魔术生意曾短暂低迷,我不得不想办法补充收入。我决定尝试找一份推销员的工作。我向一家吸尘器公司提出了申请……

到1954年,他仍在芝加哥,从事研究生水平的研究,但仍未积累到获得第一个学位所需的足够学分。

思木里安在芝加哥大学的老师之一是鲁道夫·卡尔纳普,著名的逻辑学家和逻辑实证主义哲学家。他现在推荐思木里安去新罕布什尔州汉诺威的文理学院达特茅斯学院担任数学职位。思木里安此时没有正式资格,但已经在为未来的出版物进行数学研究。他从1954年到1956年在达特茅斯学院任教,并于1955年获得芝加哥大学的学士学位。他从未完成足够的课程以获得该学位,但为了凑够数量,芝加哥大学将他从未上过但正在教授的微积分课程计入了他的学分。

思木里安于1957年在Journal of Symbolic Logic上发表了Languages in which self reference is possible。次年,Undecidability and recursive inseparability问世,证明了算术中两个不可判定性的结果,其中一个是由保罗·贝尔奈斯提出的。当这些文章中的第二篇发表时,思木里安正在普林斯顿大学在丘奇指导下攻读博士学位。他于1957年入学,1959年获得博士学位。1958年被任命为普林斯顿的职位,他在那里工作到1961年。

在此期间,他发表了多篇数学文章。与希拉里·普特南合著的Exact separation of recursively enumerable sets within theories于1960年发表,而思木里安也在同年发表了Theories with effectively inseparable nuclei,然后在1961年发表了三篇论文Extended canonical systems; Elementary formal systemsMonadic elementary formal systems

1961年,他还出版了由普林斯顿大学出版社出版的专著Theory of formal systems格奥尔格·克里泽尔在评论该书时说,它给出了:-

……现存对递归可枚举(r.e.)集理论最优雅的阐述。……所有关于r.e.集的著名结果都给出了,包括变体和改进……[有]对先前阐述的显著改进……

1957年,当思木里安还是普林斯顿大学的研究生时,他向一位研究生同学展示了他的一些国际象棋谜题,这位同学[2]:-

……提供了许多有用的建议。

事实上,这名研究生把其中一个谜题寄给了他在英格兰的父亲,父亲又把它寄给了Manchester Guardian,报纸将其刊登。Guardian此前不知道作者是谁,当思木里安联系他们时,他们很乐意承认他的作者身份,并发表更多他的国际象棋问题。

1961年,思木里安被任命到纽约的犹太叶史瓦大学,在那里任教至1968年,之后他转到雷曼学院,该学院前身是亨特学院的布朗克斯校区,同年加入了纽约市立大学。从1982年起,他成为纽约市立大学雷曼学院和研究生中心的荣休教授。随后,他被任命为印第安纳大学的奥斯卡·尤因哲学讲席教授。

思木里安的出版物相当卓越,包括两本关于逆向分析棋题的杰出著作[2]和[3],一系列精彩的普及谜题书如[1]和[4],以及一些关于数学基础和数理逻辑的书籍,这些书在许多方面都独树一帜。

这些谜题书向公众提供了一种愉快的入门,引导他们了解数学基础中一些最深刻的思想。例如,[1]一书在封面上被描述如下:——

从充满乐趣的猴子把戏和带有刁钻新转折的经典脑筋急转弯开始,思木里安教授编织了一个逻辑迷宫,其中包含更加复杂和具有挑战性的问题,他深入探讨了逻辑和集合论中一些最深刻的悖论,包括库尔特·弗雷德里希·哥德尔的革命性不可判定性定理。

马丁·加德纳Scientific American中这样描述这本书:——

有史以来写得最原创、最深刻、最幽默的消遣逻辑与数学问题合集。

在他的谜题书4中,思木里安写道,他给出了:-

……一次对无穷的导览,解释了伟大数学家格奥尔格·康托尔的开创性发现,他是第一个将这一主题置于逻辑上可靠基础之上的人。……令人惊叹的是,整个迷人的无穷主题对公众竟如此鲜为人知!为什么中学不教它呢?它并不比代数或几何更难理解,而且收获如此之大!

我们在上文提到了他的一本关于数理逻辑的书。他在1968年出版了另一部教材First-order logic:-

本书主要讨论一阶逻辑完备性定理各种表述形式的证明及其相互联系。……本书兼具优雅与清晰、详细的阐述;一个好学生几乎不需要老师就能读懂它。

1992年,他出版了Gödel's incompleteness theorems。思木里安在序言中解释说,他写这本书是为了:-

……面向一般数学家、哲学家、计算机科学家以及任何其他好奇的读者,只要他们对一阶逻辑的符号体系略知一二,并能识别几个基本公式的逻辑有效性。一门标准的为期一学期的数理逻辑课程,对于理解本卷来说绰绰有余。

这本书是迅速接连问世的一系列教材中的第一本。1993年,他出版了Recursion theory for metamathematics,它是上文所述他1992年教材的续篇。该系列的第三卷Diagonalization and self-reference于1994年出版,它把一个非常困难的专题讲述得既易于理解又引人入胜。

1996年,思木里安与Melvin汉斯·费汀合著了Set theory and the continuum problem。Plotkin在评论这本书时写道:-

一致性证明与独立性证明就其本质而言是琐细、形式化且高度技术性的。两位作者写得极为清晰,令人钦佩。书中关于可数与不可数以及数学归纳法的一些段落确实非常迷人……读者能感受到作者力求表述优雅与内容完整的意志。

思木里安这本书的合著者描述了思木里安的工作方式[5]:-

有些人会同时做几件事。[思木里安]不是这样。Ray的工作向来是一段一段的。他会对某件事产生兴趣,然后或多或少放弃其他一切。他曾在某个时候写了一篇文章,然后在接下来几年里,出现了大量文章。……文章阶段之后,他开始做智力题。接下来两三年里,一切都是智力题。它们逐渐进入了他的所有工作。现在他又回到了数学,但智力题的元素仍然在那里。

作为一名教师,思木里安的风格与大多数讲课者不同。Mothner[5]写道:-

在课堂上,思木里安 绝非悠闲或安静。……我观看他教授一门研究生层次的逻辑课程,他摇摇晃晃地走向黑板(在那里他用可辨认的笔迹和完整的句子书写),在讲桌旁踱步,坐立不安,轻声笑着。对于似乎让学生们更加困惑而非觉得有趣的问题,他会突然发出一阵轻微的咝咝笑声。上课前,他试图活跃课堂气氛,抛出一些简单的谜题……

最后让我们提一下,他还有一个进一步的爱好,即天文学。他喜欢用望远镜观察,并且自己磨制了六英寸的镜片。

参考文献

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