John Horton Conway | |
---|---|
engelsk John Horton Conway | |
Fødselsdato | 26. december 1937 [1] |
Fødselssted | |
Dødsdato | 11. april 2020 [2] [3] [4] […] (82 år) |
Et dødssted |
|
Land | |
Videnskabelig sfære | gruppeteori og kombinatorisk spilteori |
Arbejdsplads | |
Alma Mater | |
videnskabelig rådgiver | Harold Davenport |
Præmier og præmier | Fellow of the Royal Society of London ( 1981 ) Poya-prisen [d] ( 1987 ) Berwick-prisen [d] ( 1971 ) Nemmers pris i matematik ( 1998 ) Steele-prisen for matematisk præsentation [d] ( 2000 ) |
Citater på Wikiquote | |
Mediefiler på Wikimedia Commons |
John Horton Conway ( 26. december 1937 - 11. april 2020 ) var en britisk matematiker .
Han er bedst kendt som skaberen af Game of Life . Men hans bidrag til matematik er meget forskelligartet og betydningsfuldt. I gruppeteori opdagede han Conway-grupper og formulerede den monstrøse nonsensformodning . Sammen med medforfattere lagde han grundlaget for kombinatorisk spilteori og opdagede surrealistiske tal undervejs . Han bidrog også til knudeteori , talteori . Mange af Conways værker ligger inden for underholdende matematik eller er tæt på det. Generelt havde han en tendens til at udforske smukke, visuelle objekter såsom spil eller polyedre , uden at bekymre sig om, hvilken betydning dette havde i forhold til grundlæggende eller anvendt videnskab.
Født i Liverpool , Storbritannien. Han dimitterede fra University of Cambridge , modtog en ph.d.- grad der i 1964 og blev der for at undervise. I slutningen af 1960'erne og 70'erne blev han kendt både i det professionelle miljø (takket være Conway-grupperne) og blandt den brede offentlighed (takket være spillet "Life"). Siden 1986 har han arbejdet på Princeton University , USA . Var en dygtig foredragsholder; udover at undervise på universiteterne, holdt han foredrag og skrev artikler om matematik for skolebørn og den brede offentlighed.
John Horton Conways far, Cyril, afsluttede ikke skolen, men var aktivt engageret i selvuddannelse. Cyril Conway og hans kone Agnes Boyce havde tre børn: Joan, Sylvia og den yngre John, født i 1937 i Liverpool [10] . John arvede fra sin far en passion for læsning og en kærlighed til spektakulære demonstrationer [11] .
John Conway var et ret indadvendt barn, der var glad for matematik [12] . Han udtænkte ideen om hans notation for knob som teenager [13] .
I 1956 gik han ind på Gonville and Keys College, Cambridge University , og besluttede at opføre sig der som en udadvendt [12] . Faktisk fik han venner i Cambridge, var involveret i en række akademiske og sociale aktiviteter. Især der mødte han Michael Guy, søn af matematikeren Richard Guy ; Michael Guy blev Conways bedste ven og hans medforfatter på flere papirer . Blandt andet i Cambridge byggede Conway og venner en digital computer, der arbejdede på vandrør og ventiler. Han brugte meget tid på at spille alle slags spil og spillede især med Abram Samoylovich Besikovich kortspillet " Own Trumps " i en speciel modifikation af Besikovich. Conways akademiske præstationer var i starten gode, men forværredes derefter [13] .
I 1961 giftede han sig med Eileen Francis Howe [13] . Eileen har en uddannelse i fremmedsprog: fransk og italiensk [15] . John og Eileen havde fire døtre mellem 1962 og 1968: Susan, Rose, Elena og Ann Louise [10] .
Efter at have dimitteret fra college med en bachelorgrad i 1959 [16] blev John Conway en kandidatstuderende hos Harold Davenport . Han foreslog først til sin afhandling et ikke særlig interessant problem fra talteoriens område om at repræsentere et heltal som en sum af femte potenser. Conway løste problemet, men udgav ikke sit arbejde. Senere blev afgørelsen offentliggjort af en anden person [13] . Conway modtog til sidst sin ph.d. i 1964 med en afhandling om et lidt mere interessant, men også ret uvæsentligt ordinalproblem [17] .
Conway fik en stilling der, på Gonville og Keys College, i Institut for ren matematik. Han holdt foredrag, og de var meget populære på grund af lyse og visuelle forklaringer, nærmest cirkustricks og improvisationer. Han havde ofte ikke en plan og tekst til sine egne forelæsninger. Hans studerende Andrew Glass lavede et detaljeret, velordnet resumé af sine forelæsninger om abstrakte automater ; dette abstrakt blev bedt om at blive kopieret af mange studerende, og derefter af underviseren selv, og et par år senere blev dette abstrakt til Conways første bog, Regular algebra and finite machines [15] .
Conway spillede mange matematiklege med kolleger og elever og fandt på dem regelmæssigt. Så sammen med studerende Michael Paterson opfandt de det frøplante topologiske spil , som straks vandt total popularitet i afdelingen. Conway begyndte at korrespondere med Martin Gardner om spil, inklusive frøplanter, og om en algoritme til at løse en variation af fair division -problemet (opdaget af ham uafhængigt af John Selfridges tidligere løsning [18] ). Derudover forsøgte Conway at visualisere firedimensionelt rum , og til dette trænede han kikkertsyn med vertikal parallakse i stedet for vandret ved hjælp af en speciel enhed. I samme periode udforskede han og hans kolleger Se-og-Sig-sekvensen ; som det ofte skete med hans resultater, blev nogle af beviserne gentagne gange tabt, genopdaget og til sidst offentliggjort meget senere [15] .
I det hele taget var Conways liv behageligt og ubekymret i perioden efter disputatsen. Men han lavede ikke "seriøst" matematisk arbejde, og det gjorde ham deprimeret [15] .
Slutningen af 1960'erne og 1970'erne var ekstremt produktive for Conway (han kaldte denne periode annus mirabilis [19] ): han fandt tre nye sporadiske grupper opkaldt efter ham, kom med spillereglerne "Livet" og byggede surrealistiske tal .
Conway grupperI 1960'erne arbejdede man aktivt med klassificeringen af simple finite grupper . Det blev klart, at nogle få flere sporadiske grupper måske ikke opdages - simple finite grupper, der ikke passer ind i den generelle klassifikation. Samtidig fandt matematikeren John Leach et ekstremt symmetrisk gitter opkaldt efter ham, og han foreslog, at dets symmetrigruppe kunne indeholde en ny sporadisk gruppe. Den britiske matematiker John Mackay fortalte mange kolleger om dette problem, herunder Cambridge-matematikerne John Thompson og John Conway. Thompson var allerede en anerkendt lyskilde for gruppeteori (og en ekstremt travl mand), mens Conway kun havde en vis viden på dette område. Thompson foreslog Conway, at han skulle beregne rækkefølgen af symmetrigruppen i Leach-gitteret. Han besluttede at påtage sig denne opgave og forberedte sig på at udføre den i 6-12 timer to gange om ugen i flere måneder [20] [21] .
På den første dag af sin udforskning af Leach Grid, "kyssede Conway, med hans ord, sin kone og børn farvel" og gik i gang. Og om aftenen den dag var han i stand til ikke blot at beregne rækkefølgen af gruppen, men også at konstruere den og finde de tre nye sporadiske grupper indeholdt i den [21] . Dette blev efterfulgt af diskussioner med Thompson, offentliggørelse af resultaterne i et papir fra 1968, rejser til konferencer og seminarer rundt om i verden med rapporter om de fundne grupper. Fra det øjeblik af kunne John Conway ikke længere bekymre sig om, hvorvidt han lavede nok seriøs matematik [20] .
Game of LifeConway har været interesseret i emnet cellulære automater og især von Neumann-automaten siden barndommen. Han gjorde det til sit mål at komme op med den enklest mulige cellulære automat med ikke-triviel, uforudsigelig adfærd, i håb om, at den i et sådant tilfælde ville være Turing-komplet . Et hold af entusiaster (Conway, hans kolleger og studerende) var engageret i at sortere gennem utallige variationer af reglerne i jagten på passende regler. Deres indsats blev belønnet, da de fandt på, hvad der blev kendt som livets spil . Conway redegjorde for det grundlæggende, han havde lært om Game of Life, i et brev fra 1970 til Martin Gardner. Han skrev om livets spil i sin klumme i Scientific American , og denne artikel blev den mest populære af alle offentliggjort i denne klumme. The Game of Life har fået tusindvis af fans over hele Amerika og ud over det, og dets opfinder har vundet berømmelse blandt den brede offentlighed [23] .
Snart beviste Conway Turing-fuldstændigheden af spillet "Life" (beviset blev ikke offentliggjort). Derefter mistede han praktisk talt interessen for dette emne. Han var utilfreds med, hvor meget spillet "Life" var mere berømt end hans andre værker, og kunne ikke lide at tale for meget om det - bortset fra individuelle interesserede børn [24] [25] .
Surrealistiske tal og spilbøgerÅr med at opfinde og tænke på spil har ikke været forgæves. Richard Guy udviklede en teori, der beskrev en bred klasse af spil, og da han og den amerikanske matematiker Alvin Berlekamp udtænkte en bog om spil i anden halvdel af 1960'erne , inviterede de Conway til at blive deres medforfatter [26] . Mens han arbejdede på en bog kaldet Winning Ways for Your Mathematical Plays , fortsatte Conway med at forske i spil og fandt ud af, at positioner i de såkaldte biased-spil kan udtrykkes i tal, og klassen af tal, der er nødvendig for dette, omfatter ikke kun heltal og reelle tal , men også nogle nye numre . Donald Knuth kaldte disse tal surrealistiske. Conway betragtede surrealistiske tal som hans hovedårsag til stolthed [19] [27] .
Selvom forudindtaget spilteori fandt vej til Winning Ways , blev den ikke dækket meget detaljeret, især når det kommer til surrealistiske tal. Conway skrev om disse tal til Gardner i det samme brev fra 1970, hvori han rapporterede om Game of Life, og senere, i 1976, skrev og udgav han hurtigt sin egen bog, On Numbers and Games , om forudindtaget spil og surrealistiske tal. Da han rapporterede dette til Berlekamp, var han ekstremt utilfreds og skændtes næsten med Cambridge-medforfatteren, og kun Guy var i stand til at forene dem. Winning Ways blev til sidst afsluttet først i 1981; det næste år blev bogen udgivet og blev en bestseller (på trods af manglen på reklamer fra forlaget), samt On Numbers and Games før [19] [27] .
Disse to bøger om spil bærer ligesom mange af Conways andre værker et tydeligt præg af hans kærlighed til uortodoks terminologi og ordspil [19] : for eksempel kaldes tal med et lige og et ulige antal ener i binær notation for henholdsvis onde og odious - engelsk. ond og modbydelig , jfr. med lige og ulige (fra engelsk - "lige" og "ulige") [28] .
I begyndelsen af 1970'erne udtænkte John Conway ideen om at udarbejde en guide til begrænsede grupper. Denne fremtidige bog blev kaldt "Atlas of the Finite Groups" - Atlas of the Finite Groups . Projektet involverede Conway-kandidatstuderende Robert Curtis, Simon Norton og Robert Wilson samt Richard Parker. De indsamlede og krydstjekkede en masse data om endelige grupper og besluttede til sidst at inkludere tegntabeller i Atlas i første omgang . Arbejdet strakte sig over mange år [JHC 1] [30] .
I 1970'erne fortsatte samfundet med at være meget aktivt med at udvikle en klassifikation af simple finite grupper, og Conway fortsatte med at arbejde på sporadiske grupper. Især deltog han i at bestemme monsterets størrelse (og fandt på dette navn til gruppen). I 1978 havde andre gruppeteoretikere beregnet tabeller med monsterkarakterer (denne gruppe var dog endnu ikke blevet bygget). Og i det øjeblik bemærkede John McKay, at dimensionen af en af monsterrepræsentationerne, 196883, kun adskiller sig med én fra den lineære koefficient for Fourier-udvidelsen af j - invariant - en enkelt modulær funktion svarende til 196884. Conway og Norton indsamlede denne og andre observationer fra forskellige forfattere og formulerede en formodning om en dyb forbindelse mellem modulære funktioner og endelige grupper, idet de kaldte det den " monstrøse nonsenshypotese " [32] - engelsk. monstrøst måneskin : adjektivet refererer til et monster, og måneskin oversættes ikke kun som "sludder", men også med " måneskin " og "måneskin"; alle disse betydninger betyder, at hypotesen er uventet, forvirrende, overraskende og undvigende [30] .
Derudover var Conway på samme tid i midten af 1970'erne engageret i bøger om spil og Penrose fliselægning . I samme periode viste Gardner ham Lewis Carrolls Nature - note fra 1887, der beskrev en algoritme til hurtigt at bestemme ugedagen, hvor en given dato falder, og foreslog, at han kom med en algoritme, der ville være endnu nemmere at beregne og Husk. Som et resultat kompilerede Conway Doomsday Algorithm , som blev hans passion og et af hans yndlingstricks: han brugte årtier på at finpudse algoritmen, mnemonics til at huske den og hans egen evne til at bruge den [30] .
I slutningen af 1970'erne slog Conway op med Eileen og mødte Larissa Quinn. Larisa kom fra Volgograd ( USSR ) [33] og var hans kandidatstuderende [34] , var engageret i studiet af hypotesen om monstrøst nonsens; hun modtog sin ph.d. fra Cambridge i 1981 [35] . John og Larisa blev gift i 1983, da de fik sønnen Alex (på prædikestolen fik han tilnavnet det lille monster til ære for gruppen). I 1983 blev Conway forfremmet til fuldt professorat. I første halvdel af 1980'erne var Conways kandidatstuderende Richard Borcherds , som senere beviste den monstrøse nonsenshypotese [36] .
I mellemtiden, i 1984, blev Atlas endelig færdiggjort. Det tog endnu et år at forberede den til udgivelse. Dens udgivelse var en længe ventet begivenhed for matematikere, der arbejder inden for gruppeteori rundt om i verden [36] [JHC 1] .
John Conway tilbragte det akademiske år 1986-1987 ved Princeton University ( USA ), hvor han midlertidigt besatte den nyetablerede [37] stilling som Fonnemann professor i anvendt og beregningsmatematik på invitation af den daværende leder af Institut for Matematik Elias Stein . Conway blev bedt om at forblive i stillingen på fuld tid. Han tøvede meget, men til sidst fik hans kones mening, en højere løn, mange andre matematikeres afgang fra Cambridge og et generelt ønske om forandring ham til at acceptere tilbuddet [36] .
Hos Princeton blev Conway også berømt for sin karisma og excentricitet. Undervisningen var ikke særlig vellykket i starten: han blev tilbudt et kedeligt og tomt emne til et forelæsningskursus, og da han selv besluttede at holde et foredragskursus om et monster, viste det sig, at dette kursus ikke var særlig populært blandt studerende, men tiltrak nogle professorer til publikum, hvilket blandede sig. Men tingene blev bedre, da han begyndte at samarbejde med den berømte topolog William Thurston . Conway og Thurston kom med kurset Geometri og Imagination sammen med lærerne Peter Doyle og Jane Gilman. Forelæsningerne i dette kursus havde en livlig atmosfære, hvor der blev brugt lommelygter, cykler, LEGO'er og Conways mave som visuelle illustrationer af matematiske begreber . Derudover introducerede Thurston Conway til sin idé om en orbifold tilgang til symmetrigrupperne i det todimensionelle rum, som han derefter udviklede . Samlet set blev Conway hos Princeton mere en underviser end en forsker .
Fra tid til anden tilbød Conway, som talte ved forskellige taler om forskellige interessante uløste problemer, pengepræmier for deres løsning. Præmiens størrelse svarede til problemets forventede sværhedsgrad og var normalt relativt lille. Conway var venner med Neil Sloan , forfatter til The Encyclopedia of Integer Sequences , og det er ikke overraskende, at mange af disse problemer involverede heltalssekvenser. I 1988 skete sekvensen, der nu er kendt som $10.000 Hofstadter-Conway-sekvensen . Conway havde til hensigt at tilbyde $1.000 for at bevise en bestemt udtalelse om sekvensens asymptotiske opførsel, men efter at have foretaget en reservation navngav han 10 gange beløbet - et meget betydeligt beløb for hans budget; opgaven viste sig samtidig at være lettere end forventet, og efter to uger løste statistikeren Colin Mallows den (med en ubetydelig fejl, som det viste sig senere). Da han hørte om Conways reservation, nægtede Mallows at indløse den check, han havde sendt, mens Conway insisterede på at tage imod præmien; de blev til sidst enige om 1000 dollars [38] .
I 1988 blev en søn, Oliver, født i familien til John og Larisa (efterfølgende begyndte begge deres sønner at studere de eksakte videnskaber og fulgte i deres forældres fodspor). I 1992 gennemgik de en svær skilsmisse. Konsekvensen af dette for Conway var økonomiske vanskeligheder og manglende kommunikation med sine sønner. Han fik et hjerteanfald, og et andet året efter. På baggrund af disse problemer forsøgte han selvmord ved at give sig selv en overdosis af stoffer. For at komme sig over dette, fysisk og psykisk, blev han hjulpet af venner, primært Neil Sloan [38] .
Conway og hans tredje kone, Diana Catsougeorge [34] , mødtes første gang i 1996; hun arbejdede dengang i universitetets boghandel . De blev gift i 2001 (og skiltes i mindelighed nogle år senere, efterfølgende aktivt kommunikeret [40] ), samtidig fik de sønnen Gareth [10] .
Conway har regelmæssigt holdt foredrag offentligt om en række emner relateret til matematik og har siden 1998 undervist på gymnasiers matematiklejre såsom Canada/USA Mathcamp [41] [42] .
I 2004 beviste Conway og den canadiske matematiker Simon Coshen den såkaldte fri viljesætning ; det tog noget tid at forberede publikationen, og derefter i flere år udviklede medforfatterne til sætningen deres resultat og diskuterede det med samfundet [12] .
Conway trak sig tilbage som emeritusprofessor i 2013 [16] . I de første år efter sin formelle pensionering fortsatte han med at arbejde næsten mere aktivt end før - talte ved konferencer, udgav nye artikler og underviste på matematiske lejre for skolebørn [12] [44] . I 2018 fik han et massivt slagtilfælde [45] . Han døde i New Brunswick den 11. april 2020 i en alder af 82 af komplikationer af COVID-19 [39] .
Ifølge folk, der kendte Conway, var han karismatisk og venlig, og havde samtidig en betydelig selvopfattelse, hvilket han selv gerne indrømmede [46] . Når han talte om sig selv, modsagde han ofte sine egne og andres ord [11] . Han forsømte de daglige aspekter af livet, han behandlede de modtagne breve og andre dokumenter med usædvanlig skødesløshed [46] . Selvom han generelt opførte sig afslappet, arbejdede han hårdt, intensivt og minutiøst i studieperioderne for et matematisk problem [19] . Matematik var Conways eneste interesse, og han lagde mærke til matematiske aspekter overalt - ikke kun i spil, men også i tilsyneladende hverdagsgenstande [36] . Fra sin ungdom viste han pacifistiske synspunkter [13] , underskrev forskellige politiske underskriftsindsamlinger [20] , selvom han ikke deltog aktivt i politik. Han var kærlig, ikke tro mod sine hustruer, hvilket blev en af de vigtige grunde til, at de skiltes med ham [19] . Ateist [47] .
John Horton Conway sagde, at han aldrig arbejdede en dag i sit liv, men altid spillede spil [46] .
Conway var tilbøjelig til at nærme sig studiet af matematiske objekter, herunder grupper, fra et geometrisk synspunkt, visuelt forestillende de symmetrier, der er forbundet med dem [48] , og generelt værdsat klarheden og skønheden af matematiske teorier [36] . Derudover foretrak han usædvanlige særlige tilfælde frem for almindelige. Disse træk ved Conways stil og tilbøjeligheder kom tydeligt til udtryk i hans arbejde med gruppeteori [48] .
Sporadiske grupperEn af Conways vigtigste resultater er studiet af automorfigruppen i Leach-gitteret Co 0 . Han fandt ud af, at denne gruppe var af orden 8315553613086720000 og inkluderede tre nye sporadiske grupper Co 1 , Co 2 , Co 3 (deres enkelhed blev først vist af John Thompson; Co 0 omfatter nogle andre sporadiske grupper opdaget kort før desuden [49] ): Co. 1 er kvotientgruppen Co 0 med hensyn til dens centrum , hvis eneste ikke-trivielle element er multiplikation med -1, Co 2 og Co 3 er undergrupper af Co 0 , stabilisatorer af visse gittervektorer. Disse grupper kaldes samlet for Conway-grupper [50] [JHC 2] [JHC 3] .
Han udforskede også andre sporadiske grupper. Især var han sammen med David Wales den første til at udvikle konstruktionen af Rudvalis-gruppen Ru [51] [JHC 4] . Sammen med forskellige medforfattere forenklede han også konstruktionen af forskellige grupper, der blev bygget eller forudsagt af andre forfattere, for eksempel introducerede han konstruktionen af Fisher-gruppen Fi 22 gennem en 77-dimensionel repræsentation over et felt af tre elementer [52] .
Monstrøst nonsensAf særlig betydning er Conways arbejde med monsteret, udført på et tidspunkt, hvor eksistensen af denne gruppe endnu ikke var blevet bevist, men meget var allerede kendt om dets egenskaber.
John McKay og andre forfattere gjorde en række observationer om strukturen af monsteret og nogle andre grupper og visse numeriske tilfældigheder, især at koefficienterne for Fourier-udvidelsen af den modulære funktion af j - invarianten er repræsenteret af simple lineære kombinationer af dimensionerne af monsterrepræsentationerne. John Thompson foreslog at overveje potensrækker med koefficienter, der er karakterer af monsterrepræsentationer beregnet for dets forskellige elementer. Conway og Simon Norton udviklede disse observationer, konstruerede sådanne funktioner (McKay-Thompson-serien) og fandt ud af, at de ligner en særlig slags modulære funktioner kendt som tyske. Hauptmodul . De formulerede den formodning, at hver McKay-Thompson-serie faktisk svarer til et bestemt Hauptmodul , hvilket antyder en dyb og mystisk forbindelse mellem sporadiske grupper og modulære funktioner. Denne hypotese er kendt som den monstrøse nonsenshypotese . monstrøst måneskin [53] [JHC 5] .
Conway og Nortons formodning blev bevist af Richard Borcherds ved hjælp af vertexoperatoralgebraer . Conway selv og andre eksperter mente dog, at Borcherds arbejde, selv om det formelt beviste hypotesen, ikke forklarede det. Forbindelserne opdaget mellem algebraiske enheder såsom grupper og begreber forbundet med modulære funktioner blev derefter udviklet og generaliseret. Derudover viste det sig, at disse sammenhænge kan formuleres på en naturlig måde i de konforme feltteoriers sprog . Samlet kaldes disse observationer, hypoteser og teoremer simpelthen "nonsens" - måneskin . Der er stadig mange åbne problemer og ubesvarede spørgsmål på dette område [53] [54] .
GridsUd over endelige grupper udforskede Conway også gitter og kuglepakninger samt det relaterede emne om fejlkorrektionskoder [JHC 6] . Især udviklede han en ny konstruktion til det samme Leach gitter [55] . Conway og Neil Sloan har offentliggjort deres resultater og et væld af baggrundsinformation i deres bog Sphere Packings, Lattices, and Groups .
Orbifolder , polytoper og flisebelægningerGitter er til gengæld relateret til emnet krystallografiske grupper og fliser.
På dette område er en vigtig præstation for Conway populariseringen og udviklingen af den tilgang opfundet af William Thurston til studiet af periodiske symmetrigrupper i euklidiske , sfæriske og hyperbolske rum. Denne tilgang har en topologisk karakter og er baseret på orbifolder [38] . En orbifold er et topologisk rum udstyret med en bestemt struktur forbundet med virkningen af en given endelig gruppe på det. Todimensionelle parabolske orbifolder (dem, hvis Euler -modstykke er lig med nul) svarer direkte til todimensionelle krystallografiske grupper [56] . Dette er grundlaget for orbifold-notationen opfundet af Conway og meget brugt til disse og andre lignende grupper [57] [JHC 7] . Orbifolds er også forbundet med monstrøst nonsens [58] .
Conway-kriteriet er kendt for at flisebelægge et fly.
Emnet om fliselægning af en kugle er direkte relateret til polyedre. Conway kom med en notation for polyeder [59] - endnu et eksempel på hans store kærlighed til at opfinde og genopfinde navne og notationer [38] . Derudover listede Conway og Michael Guy alle firedimensionelle arkimedeanske faste stoffer og opdagede den store antiprisme - den eneste ikke -Witoff homogene polytop [13] [16] [JHC 8] .
AtlasConway er bedst kendt som lederen af det team, der sammensatte Atlas of Finite Groups, en massiv opslagsbog, der indeholder karaktertabeller for endelige grupper (ikke kun sporadiske), der er blevet et værdifuldt værktøj for matematikere, der arbejder med endelige grupper i førtiden. - Internet -æraen [30] . Atlas eksisterer nu som en online encyklopædi lavet af et hold ledet af Robert Wilson [60] .
Conways bidrag til kombinatorisk spilteori er en af hans mest berømte præstationer [16] .
Conway opfandt mange spil, herunder for eksempel frøplanter ( English Sprouts , med Michael Paterson), fatball og hackenbush . Richard Guy udviklede til gengæld en systematisk teori om upartiske spil baseret på Sprague-Grundy-funktionen . Conway, baseret på ideen om at tilføje spil, var i stand til at opstille en teori for en bredere klasse af spil - biased games ( eng. partizan games ) - spil, hvor forskellige træk er tilgængelige for forskellige spillere i samme position (f.eks. i skak eller go kan hver spiller kun flytte brikker eller sten i hans farve). Guy, Conway og Alvin Berlekamp redegør for den generelle teori, resultater for mange specifikke spil og forskellige åbne problemer (såsom Angel and Devil Problem ) i Winning Ways for Your Mathematical Plays [19] [27] .
Ved at undersøge partiske spil og inkludere transfinite-spil opdagede Conway, at for at beskrive positioner i sådanne spil er der behov for en ny klasse af tal, inklusive både heltal og reelle tal, og ordinaler (f.eks. og ) og andre nye tal (f.eks. , og ), som er bygget ved hjælp af en konstruktion svarende til Dedekind-sektionen . Disse tal kaldes surrealistiske . Conway detaljerede resultaterne af sin forskning om partiske spil og surrealistiske tal i On Numbers And Games . Bøgerne Winning Ways og On Numbers And Games lagde tilsammen grundlaget for kombinatorisk spilteori som en organiseret og frugtbar matematisk disciplin [19] [27] .
Surrealistiske tal tiltrækker mange med deres mangfoldighed og naturlighed. Imidlertid fandt de praktisk talt ikke anvendelser uden for den kombinatoriske spilteori, selvom der blev gjort visse anstrengelser i denne retning. Således diskuterede Conway selv (forgæves) med Godel muligheden for at bruge surrealistiske tal til at konstruere en "korrekt teori om infinitesimals", og Martin Kruskal investerede mange kræfter i udviklingen af surrealistisk analyse i håbet om at bruge det i teoretisk fysik [19] [38] .
Vi tilføjer også, at Conway er en af opdagerne af Selfridge-Conway-algoritmen til at løse en variation af fair division-problemet for tre deltagere, som hører til en bredere område- spilteori [18] .
John Conway opfandt Game of Life , den berømte cellulære automat. Det er defineret på et felt belagt med firkanter . Hver celle i feltet på hvert tidspunkt af ( diskret ) tid betragtes som levende eller død, og ved næste tidstrin bestemmes cellens tilstand af følgende regler, afhængigt af tilstanden af dens otte naboceller ved den aktuelle trin [46] :
Spillet "Livet" er ikke et spil i sædvanlig forstand, der er ingen konkurrerende spillere i det, "spillet" består kun i at vælge den indledende konfiguration af celler og observere deres udvikling [46] .
Conway valgte spillets regler "Livet" på en sådan måde, at de indledende konfigurationer af selv et lille antal celler ofte udvikler sig helt uforudsigeligt. Som det viste sig senere, på feltet af spillet "Life" kan der være faste , stabilt bevægende , stabilt multiplicerende konfigurationer, logiske porte , der tillader vilkårlig beregning at blive implementeret i det ( Turing fuldstændighed ) og mange andre ikke-trivielle konstruktioner . Mange varianter og generaliseringer af spillet "Life" er mulige [61] .
Fremkomsten af Game of Life førte til en enorm stigning i interessen for cellulære automater [46] . Cellulære automater som Game of Life er blevet et værktøj til at modellere naturlige processer [62] [63] , en måde at generere smukke billeder på [64] og en populær programmeringsøvelse [65] .
Omkring spillet "Life" udviklede der straks et fællesskab af entusiastiske forskere [24] . Sådan et fællesskab eksisterer stadig i dag, der deler information om nye opdagelser på ConwayLife.com [66] .
Blandt de cellulære automater af en lidt anden type, opfundet i Conways nærmiljø, kan man også bemærke Patersons orme [67] .
Conway opfandt det Turing-komplette esoteriske programmeringssprog FRACTRAN . Et program på dette sprog er et ordnet sæt af almindelige brøker og et begyndende heltal. For at køre programmet skal du gange det givne heltal med den første sådanne brøk fra mængden, så resultatet igen er et heltal (derved danner de resulterende heltal en sekvens), så længe dette er muligt [JHC 9] . Så Conway giver et program til at generere primtal :
Med et starttal på 2 vil der fra tid til anden dukke andre potenser af to potenser op i den rækkefølge, der er resultatet af programmets udførelse, og eksponenterne for disse potenser danner nøjagtigt en sekvens af primtal [23] .
Ved hjælp af FRACTRAN viste han, at nogle analoger af Collatz-formodningen er uafklarelige [68] [JHC 10] .
Direkte relateret til emnet gitter, som Conway også studerede, er integrerede kvadratiske former . Om dem formulerede han sammen med sin elev William Schneeberger udsagn ifølge hvilke:
Disse udsagn er beslægtet med Lagranges fire-kvadrat sum-sætning (ligesom Conways mislykkede første afhandling ). Conway og Schneeberger beviste den første påstand, men beviset var komplekst og blev kun offentliggjort som en oversigt i Schneebergers afhandling. Efterfølgende forenklede Manjul Bhargava beviset for den første sætning, generaliserede den og beviste den anden sætning sammen med J. Hanke [69] [JHC 11] .
Conway kom op med pilnotation for meget store tal [16] .
Han analyserede også "Look-and-Say"-sekvensen : han kompilerede en tabel over separat udviklende "elementer" af medlemmerne af sekvensen og opnåede en universel faktor, hvormed længden af et medlem af sekvensen stiger i gennemsnit, uanset den første række af cifre. Denne faktor kaldes Conway-konstanten og er det algebraiske tal for den 71. potens [15] [JHC 12] .
Ved at udvikle ideerne fra Thomas Kirkman udviklede Conway en notation for knob og links baseret på indsættelse af visse tangles i hjørnerne af nogle 4-regulære plane grafer . Dette gjorde det muligt for ham hurtigt og nemt at gengive eksisterende knudetabeller med et lille antal kryds og rette de fleste af fejlene i disse tabeller [70] [71] [JHC 13] .
Derudover udviklede han sin egen version af Alexander -polynomiet - den polynomielle knude-invariant - og gjorde opmærksom på vigtigheden af nøglerelationer , som derefter blev en almindelig bekvem måde at definere polynomielle knude-invarianter [72] .
Sammen med Simon Coshen beviste Conway fri viljesætningen . Sætningen er baseret på flere grundlæggende postulater af kvanteteori. Ifølge sætningen, hvis forsøgsledere har fri vilje, så har elementarpartikler det også. Det bevidst provokerende udtryk " fri vilje " refererer til spontan adfærd, der grundlæggende ikke er forudbestemt. Ved at gøre det afviser teoremet skjulte variable teorier og determinisme . Mange fysikere mente, at teoremet ikke tilføjede noget væsentligt nyt, men i filosofien forårsagede det en mærkbar diskussion [73] [74] [JHC 14] .
Conway brugte betydelig tid på undersøgelser, som mange ville betragte som spild af kræfter [46] . Det mest typiske eksempel er måske den dommedagsalgoritme , han opfandt for at bestemme ugedagen for en given dato. Conway brugte meget tid på både at forenkle algoritmen og træne sine færdigheder i at bruge den [30] [73] . Han var også interesseret i velundersøgte områder, hvor det er svært at opnå et nyt resultat, såsom geometrien af en trekant - så han forenklede beviset for Morleys sætning [38] . Han vigede ikke tilbage for gåder - Conways puslespil er kendt . Studiet af forskellige numeriske sekvenser er også ofte tættere på underholdende matematik end på ægte videnskab - selvom for eksempel resultaterne af sekvenser som dem, der optræder i Collatz-formodningen, faktisk er ikke-trivielle og af generel interesse, kan dette næppe siges. om så velkendte sekvenser som RATS studeret af Conway og subprime Fibonacci [75] . Conways interesser strakte sig til emner som den hebraiske kalender og etymologien af usædvanlige engelske ord . Det er ofte umuligt at skelne mellem dybt videnskabeligt arbejde og useriøs underholdning i Conways arbejde [76] . I denne henseende er status for nogle af hans kendte værker nævnt ovenfor også ret forvirrende (dette skyldes også, at han selv ikke brød sig om dette spørgsmål): kombinatorisk spilteori blev oprindeligt hovedsageligt opfattet som underholdning og kun med tiden opnået en mere vægtig status [27] , og cellulære automater er altid blevet opfattet af en betydelig del af det videnskabelige samfund som et felt af underholdende matematik uden nogen dyb teoretisk betydning [77] .
Mere end to dusin kandidatstuderende modtog ph.d.er under Conways supervision, herunder den fremtidige Fields-pristager Richard Borcherds [78] .
I 2015 udkom en biografi om Conway - en bog af Siobhan Roberts "Genius at Play: The Curious Mind of John Horton Conway" ( Roberts, 2015 ) [25] [86] .
Conways bibliografi omfatter omkring 100 artikler i videnskabelige tidsskrifter, flere dusin artikler i populærvidenskabelige publikationer og konferenceartikler og 9 bøger. En liste over publikationer i videnskabelige matematiske tidsskrifter til enhver tid og en liste over publikationer i alle videnskabelige tidsskrifter siden omkring begyndelsen af 1970'erne er tilgængelige i henholdsvis zbMATH- og Scopus-databaserne . En komplet liste over publikationer frem til 1999 er tilgængelig på Princeton Universitys websted [87] . Den udvalgte bibliografi findes i Roberts, 2015 .
Tematiske steder | ||||
---|---|---|---|---|
Ordbøger og encyklopædier | ||||
Slægtsforskning og nekropolis | ||||
|
Conways Game of Life og andre cellulære automater | |||||
---|---|---|---|---|---|
Konfigurationsklasser | |||||
Konfigurationer |
| ||||
Vilkår | |||||
Andre rumfartøjer på et todimensionelt gitter |
| ||||
Et-dimensionelt rumfartøj | |||||
Software og algoritmer |
| ||||
KA-forskere |