在混沌中找到秩序!Ramsey拉姆齐理论及科普项目译介

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用剑桥大学教授Imre Leader的话来说:“拉姆齐理论提出的基本问题是:总能在混沌中找到秩序吗?如果是,我们需要在多大的混乱中才能确保找到特定数量的秩序?”

弗兰克·普兰普顿·拉姆齐(Frank Plumpton Ramsey,1903-1930)是英国数学家、哲学家和经济学家,对这三个领域都做出了重大贡献。

拉姆齐在1930年建立的定理,现在被称为拉姆齐定理,被证明是几代数学家的灵感来源。拉姆齐理论与图论、组合学、着色问题、离散数学中的其它诸多问题和理论密切相关。例如,鸽笼原理、抽屉原理。一个简单的生活中的例子是,6个人中,至少有3个人相互认识或者互不认识(下图六边形上的顶点,分别代表一个人,着色边代表相互认识)。

拉姆齐理论,近100年来,一直在被数学家们(例如:Schur舒尔、Paul Erdös保罗·厄多斯、van der Waerden范德瓦尔登、罗恩·格雷厄姆Ron Graham,也即葛立恒等等)研究推进,之前zzllrr小乐(微信公众号zzllrrwx)也译过相关科普文章:

小乐数学科普:新的数学证明发现大图中的无序持续存在-译自量子杂志小乐数学文化:21岁MIT本科生推动数学图论前沿小乐数学科普:新证明揭示不含五边形的图有根本性区别-量子杂志而近年来,加拿大SFU西蒙弗雷泽大学(也即西蒙菲莎大学)数学系学生,在他们的导师Veselin Jungić的指导下,创建了一个很有意思的拉姆齐理论的外展项目(outreach program),联合了不少拉姆齐理论学家和才艺高手,制作了很多拉姆齐理论相关的数学科普资源,涵盖了课程笔记和习题练习、书籍出版物、漫画、动画视频、播客音频、APP小程序等等,践行了数学十易:“让数学更易学易练,易教易研,易赏易玩,易见易得,易传易及”。

其中,不仅有用PreText和MathJax制作的在线书,提供给广大学生读者们自由在线阅读,http://www.sfu.ca/~vjungic/RamseyProjects/book-1.html 也有发挥创意,制作精良的数学漫画(看看漫画中的数学家都有谁)

还有用MANIM(数学动画引擎)创建的定理可视化证明的动画视频(同时使用了Adobe Character,Kapwing,Adobe Spark和Vyond),

还有基于与当今一些最著名的拉姆齐理论家的采访和对话制作的音频播客:“这个聚会上没有陌生人”(放在Spotify,Anchor,苹果播客和谷歌播客中)

拉姆齐理论播客:Apple 播客上的这个派对上没有陌生人

更有意思的是,基于拉姆齐理论相关的一些数学定理,还制作了一些原创音乐(例如:拉姆齐夜曲、范德瓦尔登定理主题音乐),将数字映射到音阶中的音符,听起来很不错(已经用作了播客的BGM)。

下面剧透一下,截至目前,参与拉姆齐理论播客的数学家有:

1、Amanda Montejano(阿曼达·蒙特哈诺)博士

她是位于克雷塔罗市尤里基亚的墨西哥国立自治大学科学学院(科学学院)多学科教学和研究单位的教授。她还是数学创新中心(CINNMA A.C.)的研究员。

Montejano博士的主要研究领域是组合数学和图论,尽管她也对组合数论的某些方面感兴趣。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Montejano博士谈到了她如何成为一名数学家,她在拉姆齐理论方面的研究,以及成为一名女数学家。

2、Adriana Hansberg(汉斯伯格)博士

她是位于Juriquilla的墨西哥国立自治大学数学研究所的全职“A”研究员。汉斯伯格博士是国际妇女节框架内的Sor Juana Inés de la Cruz(索尔·胡安娜·伊内斯·德拉克鲁兹) 2021 年表彰奖的获得者。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Hansberg博士谈到了她如何成为一名数学家,分享了她作为研究生的经历,并谈到了她的研究兴趣如何随着时间的推移而发展。

3、Neil Hindman(尼尔·欣德曼)博士

他是华盛顿特区霍华德大学数学系的名誉教授。截至 2021 年 10 月 20 日,欣德曼博士撰写和合著了 205 篇科学论文,并指导了 20 篇博士论文。他与Donna Strauss(唐娜·施特劳斯)合著了《Stone–Čech紧致化中的代数——理论与应用》一书。

在与来自西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Hindman博士谈到了他第一次接触数学的经历,分享了他作为研究生和研究数学家的经历,并谈到了他如何证明著名的Hindman定理。

4、Bryna Kra(布琳娜·克拉)博士

她是伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的Sarah Rebecca Roland教授。除其他许多荣誉外,克拉博士还因其说明性文章“素数算术级数的格林-陶定理:遍历观点”而获得了列维·L·科南特奖。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Kra博士谈到了如何在数学家庭中长大,分享了她对她第一次Eureka瞬间(阿基米德灵感时刻)的回忆,并谈到了她的研究兴趣和贡献。

5、William Gasarch(威廉·加萨克)博士

他是马里兰大学帕克分校的计算机科学教授。Gasarch博士的研究兴趣包括数学和理论计算机科学。2020年,他与人合著了一本名为《数学松饼》的书。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Gasarch博士谈到了他早期的数学经历,解释了NP问题是什么,并为年轻人提供了建议。

6、Bruce Landman(布鲁斯·兰德曼)博士

他是佐治亚州奥古斯塔大学的名誉教授。兰德曼博士与亚伦·罗伯逊博士合著了一本名为《拉姆齐整数理论》的书。兰德曼博士是INTEGERS的总编,INTEGERS是一本致力于组合数论领域研究的电子期刊。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,兰德曼博士谈到了一个对数学充满好奇心的五岁孩子可以做什么,解释了为什么作为一名学生,他更喜欢数学而不是心理学,并描述了他最喜欢的研究成果。

7、David Conlon(大卫·康伦)博士

他是加州帕萨迪纳加州理工学院的数学教授。Conlon博士的研究兴趣包括拉姆齐理论,极值图理论,加法组合学,伪随机性和随机图。2019年,为了表彰他对组合数学的贡献,康伦博士被授予怀特黑德奖。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,康伦博士谈到了他早期的数学经历,讲述了一群数学学生如何破解秘密门密码的故事,并描述了他对我们更好地理解拉姆齐数的贡献。

8、Tomas Kaiser(托马斯·凯泽)博士

他是捷克共和国比尔森西波希米亚大学应用科学学院数学系的教授。Kaiser博士的研究兴趣包括组合数学和离散数学,尤其是图论。

在与西蒙弗雷泽的学生对话中,Kaiser博士谈到了他对集合论本科课程的着迷,分享了他对在数学研究中使用计算机的想法,并描述了他在一篇他最引以为豪的研究文章中的工作。

9、Steve Butler(斯蒂夫·巴特勒)博士

他是爱荷华州埃姆斯市爱荷华州立大学的Barbara J. Janson数学教授。巴特勒博士的研究兴趣包括谱图论、枚举组合学、杂耍数学、离散几何和“趣事数学”。

在与西蒙弗雷泽大学学生的对话中,巴特勒博士谈到了数学和魔法,分享了他对教学在研究型数学家生活中的作用的看法,并谈到了他与罗恩·格雷厄姆的友谊和合作。

10、Fan Chung Graham(金芳蓉,葛立恒遗孀)博士

她是加州大学圣地亚哥分校的Paul Erdös组合学教授。Chung Graham博士的研究兴趣包括谱图论,极值图论,图标记,图分解,随机图,图算法,并行结构以及图论在互联网计算,通信网络,软件可靠性,化学和工程中的各种应用。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Chung Graham博士谈到了她作为一名研究生如何努力提高R(3,3,3,3) 的下界,讲述了艺术给她的生活带来的好处,并分享了她对丈夫Ron Graham(罗恩·格雷厄姆,又译葛立恒)的一些回忆。

11、Donald Robertson(唐纳德·罗伯逊)博士

他是英国曼彻斯特曼大学数学系纯数学的诺依曼研究员。罗伯逊博士对遍历理论及其在组合问题中的应用感兴趣。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Robertson博士谈到了为什么他更喜欢数学而不是物理学,讲述了数学中交流的重要性,并谈到了遍历理论和拉姆齐理论之间的联系。

12、Joel Spencer(乔尔·斯宾塞)博士

他是纽约大学数学和计算机科学名誉银牌教授。斯宾塞博士与他的合著者诺加·阿隆(Noga Alon)的著作《概率方法》(The Probabilistic Method)获得了勒罗伊·P·斯蒂尔数学阐述奖(Leroy P. Steele Prize for Mathematical Exposition)。参阅 小乐数学科普:《概率方法》作者荣获2021年斯蒂尔数学阐述奖

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Spencer博士谈到了他的数学高中老师,回忆起Ron Graham,Bruce Rothschild和他撰写“拉姆齐理论”一书的时间,并谈到他与“保罗叔叔”(即保罗·厄多斯)的友谊和合作。

海报上的照片由玛丽·安·斯宾塞(Mary Ann Spencer)拍摄。

13、Jaroslav Nešetřil(雅罗斯拉夫·内塞特里尔)博士

他是捷克共和国布拉格查理大学数学教授和离散数学,理论计算机科学及其应用中心的创始人。Nešetřil博士以及其他许多国家和国际荣誉获得了多纳蒂奥卡罗来纳大学奖,“以表彰他对数学的贡献以及在查理大学建立世界知名的离散数学小组方面发挥的领导作用”。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Nešetřil博士谈到了1963年的世界事件如何影响他上大学的决定,反思了他这一代人对理论计算科学的建立所做的许多贡献,并分享了他对数学与艺术之间关系的看法。

14、Julian Sahasrabudhe(朱利安·萨哈斯拉布德)博士

他是英国剑桥大学纯数学和数理统计系的大学讲师(美国/加拿大系统助理教授)。Sahasrabudhe博士是2021年欧洲组合学奖的获得者。

在与西蒙弗雷泽大学的学生对话中,Sahasrabudhe博士谈到了如何成为数学大器晚成的人,他访问的一些地方和他在学术旅程中遇到的人,以及他目前的研究兴趣。

参考资料

https://www.sfu.ca/mathcatcher/ramsey-theory-outreach.html

END

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