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離散數學的創始者Erdos的傳說
送交者: rainboww 2002年07月26日17:56:58 於 [教育學術] 發送悄悄話

  出生於匈牙利的猶太籍數學家Erdos,被公認為本世紀最偉大的天才之一。他在數
論、組合學及機率論均有極大貢獻,並被視為離散數學的創始者,離散數學又為計算機
科學的基礎。在他後半生,他的演講題目一成不變的都是“Problems in Combinatoric
s and Number Theory”。演講內容則為他所曾提出而已解出的問題,以及新提出的問題
。他不斷地提出他認為僅利用已知的工具,只要是好的數學家便可解出的問題。若他認
為某問題需要真正的新想法(genuinely new idea),則他提供獎金給解答者。獎金從五
十美元到一萬美元都有。在金錢刺激下或是為了得到他的肯定,許多人研究他所認為重
要或有趣的數學問題。Erdos畢生發表的論文超過1500篇,但若加上別人所做但曾獲他關
鍵性的提示之論文,則他的論文應有數萬篇。


  Erdos從來沒有一固定的職位,從來不定居在一個地方,也沒有結婚,帶著一半空
的手提箱,穿梭於學術研討會,浪跡天涯,頗富傳奇色彩。有人稱他為流浪學者(wande
ring scholar)。他效忠的是科學的皇后, 而非一特定的地方。各地都有熱心的數學家
提供他舒適的食宿,安排他的一切,他則對招待他的主人,給出一些挑戰性的數學難題
,或給予研究上的指導做為回饋。他可以和許多不同領域的數學家合作。數學家常將本
身長久解決不了的問題和他討論,於是很快地一篇論文便誕生了。


  數學家以下述方式來定義Erdos數(Erdos number) : Erdos本人之Erdos數為0,任
何人若曾與Erdos合寫過論文,則其Erdos數為1。任何人若曾與一位Erdos數為E-l(且不
曾與有更少的Erdos數) 的人合寫過論文, 則他的Erdos數為E。可見其論文之多(他的多
產在數學史上僅次於歐拉(Euler ,1707-1783,關於歐拉,可參考本人所寫“不世一出
的數學奇才歐拉”一文)),與合作對象牽連之廣(他的合作者超過450位)。在1996年9月
20日,於參加在波蘭華沙(Warsaw)舉行的一關於圖論(graph theory)的研討會中,因心
髒病發作,而突然去世。他的去世,實在是數學界之一大損失。他的一些生平事跡可見
Babai(1997)。

每天來一段Erdos的傳說【整理版】

--1--

  一個數學家就是一台把咖啡轉化為數學定理的機器。
——P. Erdos

Erdos(1913-1996)是當代最偉大的數學家之一,他一生中同485位合作者發表過1475

數學論文,涉及數學的許多領域。下面的這些故事主要來自他的傳記《數字情種》,當


也有一些從別處搜集來的故事。

  前面所引的那段話暗示了一天工作19個小時以上(在古稀之年依然如此)的Erdos對

興奮劑的依賴。1979年,他的朋友Graham與Erdos打賭,只要他一個月之內不服用安非他

明,Graham就輸給他500美元。Erdos成功地贏得了這次打賭,但他對Graham說:“你幫


證明了我不是一個癮君子,但在這段時間內我一無所成。我早晨起來就盯着一張白紙發


呆,毫無主意,跟普通人沒有什麼區別。你因此使數學的發展滯後了一個月。”所以他

隨後便重新開始服用興奮劑。 

--2--

SF創造我們就是為了拿我們的痛苦取樂,我們死得愈早,他的計劃就愈早落空。
——Erdos

Erdos有一套他自己的語言。比如說,他稱上帝為"SF"(Supreme Fascist,最大的

法西斯份子),因為他總是折磨Erdos,藏起他的眼鏡,偷走他的匈牙利護照,甚至把持

着各種古怪的數學問題的解答不讓他發現。Erdos並不敬畏上帝,死亡對於Erdos的唯一

意義就是使他無法再進行數學研究,所以他經常說:“在墳墓里有的是時間休息。”

Erdos從事數學研究的方式很獨特。他總是遊歷於世界各地的大學和研究所,登門
拜訪那裡的數學家,向對方宣布:“我的頭腦敞開着。”然後他們便開始討論數學問題


一連持續幾天,直到雙方都厭倦了為止。他從不在一個城市裡連續呆上一個月,他的座

右銘是:“另一個屋頂,另一個證明。(Another roof, another proof.)”

--3--

出生的不幸是什麼時候降臨在你頭上的?
——Erdos 常用的問候語

除了SF之外,Erdos還有很多獨特的術語。他稱小孩為ε,稱孫輩為ε^2,稱橋牌打

得不好的人為o(x),稱女人為“主人”,男人為“奴隸”,結婚為“被俘虜了”,離婚

為“自由了”,音樂為“噪聲”,酒精為“毒藥”,進行一次數學講座為“布道”,
非數學家為“不值一提的人”,美國為"Sam",蘇聯為"Joe"。

Martin Gardner第一次見到他的時候,他問Gardner:“你是什麼時候到的?”
Gardner連忙看表,這時Graham小聲告訴他,對於Erdos來說,這句話的意思是:“你是

什麼時候出生的?”

--4--

一個數學家必須是在每個星期都有一些新的研究工作才成為數學家。
——Erdos

Erdos見到他的同行時,總喜歡問:“你昨天有什麼新的發現?”可事實上並不是
每個數學家都能像他那樣每年發表50多篇論文!

一次,他在巴黎演講後,一位法國數學家問他關於某位有爵士頭銜的英國數學家的

近況。他回答:“這個可憐的傢伙兩年前就已死去了。”另外一位法國數學家卻說:“


可能,上個月我還在羅馬見過他。”Erdos答:“你應該明白我的意思,我是指他這兩年

沒有搞出什麼新東西來。”

在Erdos的術語裡,“死了”是指這個人不再進行數學研究,“離開了”才是真正的

生理學意義上的死亡。

--5--

我只要拿張紙,坐下,就能思考。
——Erdos

在很多張Erdos的照片上,他都是低着頭的。這種姿勢很容易讓人以為是在打盹,但

Erdos聲稱他是在思考問題。

1939年,Erdos曾聽過M.Kac在Princeton研究所做的一個報告。事後Kac這樣回憶道


“在我報告的大部分時間內,他都快要睡着了。報告的內容跟他的興趣毫不沾邊。在將


結尾時我大致說了一下我在素因子方面遇到的困難。一提起數論,Erdos馬上就精神起來

讓我再解釋一下到底困難在哪。不到幾分鐘,報告還沒有結束,Erdos就打斷我的講話並

宣布問題解決了!”

註:Mark Kac,波蘭裔美籍數學家,主要研究概率論與數學物理,有以他名字命名


Feynman-Kac公式。

--6--

  匈牙利人的問題在於,每次戰爭我們都站錯了隊。
——Erdos

Erdos於1913年3月26日出生於布達佩斯的一個匈牙利化了的猶太人家庭。匈牙利和

猶太,這兩個來自東方的古老的民族,曾經孕育了無數的偉人。八十三年後,當Erdos
與世長辭時,Gordon Raisbeck在給Erdos的表妹的弔唁信中寫道:

  “你聽說過兩個哲學家討論存在地外生命之可能性的典故嗎?其中一人說,如果外

星人存在,那麼他們的智力水平就有可能超過我們人類,因此我們可以預期他們已經訪

問地球了。但他又說:‘但他們有沒有留下什麼痕跡呢?’另外一位哲學家俯身過來時

對他耳語道:‘噓!這裡我們自稱匈牙利人。’正是有了像Erdos這樣傑出的人,才成就

了這樣的典故。”

--7--

我告訴我母親,如果你用100減去250,你便得到-150.
——Erdos回憶他4歲時的經



如果說這個世界上真的有天才,那Erdos無疑是其中之一。在蹣跚學步時,他就研究

日曆,計算母親還有多久才能放假回家。(那時他父親在戰爭中被俄國人俘虜,母親在

學校教書,他是由一名家庭女教師撫養。)3歲時,他便能心算3位數的乘法,4歲時便
“發現”了負數。同樣在4歲時,他就算出一些諸如乘火車去太陽需多長時間之類荒唐
可笑的問題來做遊戲。他問她母親的朋友們多大,然後立即心算出她們已經活了多少秒



在上高中之前,他母親一直不讓他上學,因為害怕他會得傳染病。

他的英語是跟他父親學的,——他父親在集中營里為了打發時間,便用一本書自學

了英語。所以Erdos的英語發音一直很糟糕,因為他的父親從來沒有聽過地道的英語。


--8--

這世上有這麼多的醜惡現象,我都不敢說,假如上帝存在的話,是不是也是聖潔的


——Erdos


1919年,Miklós Horthy在匈牙利建立了歐洲第一個法西斯政權,並發起了一場血

腥的排猶運動。幾萬猶太人被迫離開匈牙利,其中包括E.Teller,J.von Neumann,
L.Szilard,E.Wigner. 這四個人都去了當時的科學聖地——德國,若干年後,他們又都

逃到了美國,並參與了曼哈頓工程。

Erdos一家並沒有離開。那時猶太人經常在光天化日之下遭到毆打甚至屠殺,
(Wigner就曾遭暴徒襲擊,)Erdos的母親曾對Erdos說:“你知道現在猶太人實在是太

難了,我們是不是要去洗禮?”六歲的Erdos回答道:“那好,你可以做你想做的,可我

還會和原來一樣。”

這就是Erdos,從不會放棄自己原則的Erdos.

綜觀Erdos的一生,他藐視任何法西斯權威,無論是武裝暴徒,還是不學無術的大學

官僚、美國移民局官員、匈牙利秘密警察、FBI、洛杉磯交警,甚至上帝。


註:Edward Teller,著名物理學家,被稱為“氫彈之父”。

John von Neumann,20世紀最偉大的數學家之一,在純粹數學和應用數學的許


領域中都有着無與倫比的貢獻。僅“電子計算機之父”這一稱謂便足以使他流芳百世。


Leo Szilard,著名物理學家、生物學家,核鏈式反應的提出者及專利擁有者。

1939年8月2日,在他和Wigner、Teller的建議下,Einstein給羅斯福總統寫信,呼籲美


搶在納粹德國之前研製成原子彈,——事實上,那封著名信件就是Szilard起草的。

Eugene Wigner,20世紀最重要的理論物理學家之一,獲1963年Nobel物理獎。


還是Dirac的大舅子。

--9--

我不明白為什麼我們初次見面時他會那樣——說的全是數的平方和各種各樣的證明


在我漸漸了解他之後,我發現他並不是那種喜歡過分張揚的人。……所以我真的不能解


為什麼他總是在說他所知道的所有證法。
——A.Vázsonyi對Erdos的回憶



1930年,17歲的Erdos第一次見到14歲的Vázsonyi時,前者對後者說的第一句話是


“給我舉出一個4位數。”
Vázsonyi答道:“2,532.”
“它的平方是6,411,024. 對不起,我老了,否則我會立即告訴你它的立方。”

Erdos又問道:“你知道畢達哥拉斯定理的多少種證法?”
“1種。”Vázsonyi說。
“我知道37種。你知道位於一條直線上的點不能構成可數集合嗎?”繼而Erdos給出

了一種證明方法,然後他說他必須跑了。

六十七年後,Vázsonyi仍然清晰地記得當時的情形:

“當Erdos說他必須‘跑’時,他像只大猴子一樣駝着背,側着身子,搖擺着雙臂,

沿着街一溜兒小跑,引得行人時時回頭觀望。……當他年紀稍大之後,他的步態不太像


了,但仍有些奇怪。他老是走得很快,甚至發展到會向一面牆直衝過去,然後突然止步


猛然掉頭,再往回跑。有一次他沒能止住腳步,一下子撞到牆上,弄傷了自己。”

--10--

如果你是一隻耗子,你就知道了。
——Erdos這樣解釋他把一隻小貓稱為法西斯的原




儘管受到各種反猶法律的限制,Erdos還是得以在17歲那年進入布達佩斯的Pázmán
y

Péter大學學習。他經常與他的朋友們在公園或廣場裡討論數學問題和時事。

當時的法律禁止群眾聚會,經常會有警察過來盤問他們。他們感覺密探無所不在,

不能夠暢所欲言。所以從那時起,Erdos開始使用一些自己獨有的隱語。他用“長波人”

來代表共產主義者,因為紅色光的波長較長;相應地,用“短波人”來代表法西斯主義

者。

政治並不能干擾Erdos和他的朋友們對數學的興趣。Vázsonyi回憶說:“他(Erdos

沉浸在素數的世界裡,素數是他的一切,他與素數之間似乎有着某種奇妙的密切關係。


大學一年級時,Erdos便證明了Bertrand猜想:“在n和2n之間總存在一個素數,其中n是

大於1的整數。”這個猜想最初是在1848年由Chebyshev證明的,但Erdos的證明比
Chebyshev的要簡單得多。

20歲時,Erdos便宣稱要用古希臘時期流傳下來的Eratosthenes篩法來給出素數定理

的初等證明,若干年後他果然做到了。這是後話。


註:Joseph Louis Francois Bertrand,19世紀法國數學家,在數論、概率論、幾

何、微分方程等領域均有貢獻。

Pafnuty Lvovitch Chebyshev,19世紀俄國數學家,在數學許多領域有開創性

工作,是俄國數學的奠基人。

Eratosthenes,與Archimedes同時代的學者,曾任亞歷山大圖書館館長。

--11--

我是猶太人,而匈牙利當時是個半法西斯國家。
——Erdos談及他離開匈牙利的原因


早在12歲的時候,Erdos就清楚地知道,由於政治上的原因,他遲早得離開匈牙利。

1934年,他獲得了博士學位,隨後便到英國的Manchester大學進行他的博士後研究。

在Erdos抵達英國的第二天,發生了兩件對於他來說頗不尋常的事情,其中一件是
這樣的:

Erdos以前從來沒有給麵包片抹過黃油,在家裡都是他母親或傭人給他抹的。他回憶

道:“我清楚地記得,那一次我剛去英國學習,茶點的時候上了麵包。要是承認自己從


沒有抹過黃油,那太讓我難堪了,於是我就試了試。還不是太難。”

就在10年前,當他11歲的時候,他第一次給自己系了鞋帶。

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