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分形之父芒德勃罗(1)

【内容提要】芒德勃罗在多种学科游荡了二十多年,终于创立轰动科学界的分形理论,现在他已成为世界上最有名气的大科学家之一。他善于以几何图形方式思考问题,早期从莱维那里学到了稳定分布概念,将它用于语言学、经济学和流体力学等。他使朴素的自相似观念成为严格的科学,为形态发生学、复杂性研究以及艺术创作贡献了一系列重要思想和方法。芒氏的“博物学”成功道路也给人们留下诸多启示。
    【关键词】分形/莱维分布/芒德勃罗
    【正文】
    芒德勃罗(Benoit B. Mandelbrot)不是传统意义上的数学家、科学家,1973年以前,他一直不被各领域的科学家所认同,“分形理论”诞生后他的“政治”地位(他自己愿意用这样的词汇)剧变,成为世界上最有名气的科学家之一(通过因特网(Internet),可以很好地检验一个人的知名度)。
    科学界曾两次为他举行国际范围的祝寿活动,并相应出版了祝寿科学论文集。一次是1989年在其65岁生日时,纪念文集以《物理学D 》(Physica D)杂志专号出版(1989年第38卷), 刊登了他的大幅照片及详细学术经历。另一次是1994年他70大寿(会议拖到1995年举行),纪念文集由新加坡的《分形》(Fratals)杂志专号出版(1995年第3卷第3期)。对一位科学工作者而言,这是很不容易享受到的荣誉。 这位在多种学科“流浪”了20余年才得到学界广泛承认的分形之父,近些年来不断得到各种荣誉和奖励,但也到处与同行发生争执。
    1.家庭背景与成长经历
    波努瓦·芒德勃罗1924年11月20日生于波兰华沙,祖籍是立陶宛犹太人。波努瓦的父亲是成衣商,母亲是牙科医生。 1936 年在芒德勃罗11周岁时举家迁往巴黎, 这也部分是受其叔父佐列姆·芒德勃罗伊(Szolem Mandelbrojt,1899—1983)的吸引,当时佐列姆是法国的一位数学家。
    1944年,芒德勃罗以班级第一名的身份通过了法国著名的“高等师范学院”与“综合工科学校”入学考试。当时他的代数与分析基础并不好,但几何直觉不错,考试时他总是设法将代数与分析问题化成几何问题,巧妙地将它们解决,他称此为合法性“作弊”(cheating)。芒德勃罗与其叔叔佐列姆对数学有完全不同的口味。叔叔佐列姆是一位非常经典的分析学家,而波努瓦·芒德勃罗更倾向于几何,他称自己为几何学家。叔叔佐列姆认为几何是已死掉的学科,只对小孩子学数学还有一些意义,人们只有超越它才能取得天才的学术贡献。但是芒德勃罗不相信这种观念,也不喜欢分析学派的那种“高雅”风格。
    由于不喜欢布尔巴基学派的数学,芒德勃罗在高等师范学校念了没几天,就转到了综合工科学校。1947年芒德勃罗从法国综合工科学校毕业。1948年获美国加州理工大学硕士学位;1952年获巴黎大学博士学位。随后几年他不断在几个学科中游荡,先后“闯入”过物理学、经济学、生理学、语言学和其他一些似乎毫不相关的学科。他喜欢用“知识流浪汉”、“游荡”等字眼描写自己的学术生涯和人生经历。
    到美国后,他最先是作为麻省理工学院的一名研究助理,1958年成为IBM约克郡高地沃森研究中心物理部研究人员。
    芒德勃罗因创造了原来根本不存在的分形学科而一举成名。1975年以法文出版《分形对象:形、机遇与维数》,1977年以英文出版该书增补版,1982年出版《大自然的分形几何学》。最后一部影响最大,它是分形学科的宣言书,包罗万象,显示了将分形用于自然现象描述的重要性。他对自己的专著的描述用词是:“普及性的”、 “随笔”(Essay)、“宣言书”、“从头到尾都是序言”。据初步统计,到1989年底他已经发表了123篇论文,内容极其庞杂,涉及语言学、概率论、 通讯工程、水利学、经济理论、金融分析、布朗运动、湍流、复迭代、宇宙学、临界现象与相变等等。
    芒德勃罗现为美国艺术与科学院院士,美国国家科学院外籍院士,欧洲艺术、科学与人文学院院士。他曾荣获巴纳奖章(F.Barnard Medal,1985)、富兰克林奖章(Franklin Medal,1986)和物理学沃尔夫奖(Wolf Prize,1991),还有其他若干奖励。
    芒德勃罗开创的分形理论近年来十分红火,据阿哈罗尼(A. Ahar-ony)和费德(J.Feder)1989年对INSPE数据库统计,公开发表的分形论文累计数量符合指数规律exp{(t-1974)/1.74},其中t代表年份,这表明每年论文数量以1.8的因子增加。 (责任编辑:admin)