史蒂芬·沃爾夫勒姆 Stephen Wolfram

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基本信息

StephenWolframPR.jpg
類別 信息
出生 1959年8月29日
國籍 英國、美國
母校 牛津大學、加州理工學院
知名 MathematicaWolfram Alpha一種新科學Wolfram 語言
獎項 麥克阿瑟天才獎 (1981年)
研究領域 數學、物理、計算、元胞自動機
機構 沃爾夫勒姆研究公司(Wolfram Research)、加州理工學院、伊利諾伊香檳分校
論文 Some Topics in Theoretical High-Energy Physics
受影響於 Richard Crandall


斯蒂芬·沃爾夫勒姆(Stephen Wolfram),1959年8月29日出生於英國倫敦的一個猶太人家庭。是計算機科學、數學、理論物理方面的著名英國科學家。他編寫了著作《一種新科學》A New Kind of Science。作為程序開發員,他是數學軟體Mathematica的發明者之一;他也以對計算型知識引擎Wolfram Alpha上的工作而聞名;作為商人,他是沃爾夫勒姆研究公司的創立者和首席執行官。在學術上,他以粒子物理學、元胞自動機、宇宙學、複雜性理論、計算機代數系統上的研究成果聞名於世。[1]

家庭

斯蒂芬 · 沃爾夫拉姆1959年出生於倫敦的一個猶太家族,父母是Hugo Wolfram,母親是Sybil Wolfram,兩人都是前往英國的德國猶太難民。

沃爾夫拉姆的父親雨果 · 沃爾夫拉姆(Hugo Wolfram,1925-2015)出生於德國波鴻(Bochum, Germany),是一名紡織品製造商,曾擔任 Lurex 公司的董事總經理。 Lurex 公司是 Lurex 面料的製造商。 他還是三部小說的作者[2][3][4][5] 。他15歲那年,第二次世界大戰爆發,於是他離開學校。但後來發現很難找到工作,因為他被視為「敵國僑民」。 成年後,他參加了哲學和心理學的函授課程。他於1933年移居英國。

沃爾夫拉姆的母親 Sybil Wolfram (1931-1993,原名 Sybille Misch) ,來自德國柏林,1964-1993年在牛津大學瑪格莉特夫人學堂( Lady Margaret Hall)任研究員和哲學導師。她還是《哲學邏輯: 引言(Philosophical Logic: An Introduction) 》(1989)和《姻親和不法之徒: 英國的親屬關係和婚姻 ( In-laws and Outlaws: Kinship and Marriage in England)》(1987)兩本著作的作者。 她曾經翻譯了克洛德·列維-斯特勞斯(Claude Lévi-Strauss)的《野性的思想 La pensée sauvage 》,但後來她否認了這一譯本。 她的母親是犯罪學家、精神分析學家¿青少年犯罪研究專家 Kate Friedlander (1902-1949) ,Kate和 Walter Misch (1889-1943,內科醫生)共同撰寫了《植物營養學( Die vegetative Genese der neurotischen Angst und ihre medikamentöse Beseitigung)》。 1933年德國國會大火之後,她和父母及猶太精神分析學家保拉 · 海曼(1899-1982)從德國柏林移民到英國。

斯蒂芬 · 沃爾夫拉姆的妻子是一名數學家,他們有四個孩子。

斯蒂芬的兒子克里斯托弗( Christopher)從2018年開始攻讀數學和計算機科學的學位課程。 他是一項專利方法和計算機設備的共同發明者,可用於光學識別數學表達式。 克里斯托弗曾在一些備受推崇的會議和活動中主持過研討會,包括西南偏南互動(South by Southwest Interactive)、牛津大學暑期學校和麻省理工學院獨立活動期間(MIT Independent Activities Period)。 2016年,他憑藉電影《降臨》獲得了未加工科學電影節最佳技術顧問獎。 他也是沃爾夫勒姆研究公司的一名程序員。

早期生活和教育

童年時期,沃爾夫勒姆學業上並不順利。在很小的時候,Wolfram 就有學習算術的困難。 「當我第一次去上學的時候,他們認為我落後了,」他說,「因為我不想讀他們給我們的那些愚蠢的書。而且我從來不會算術。」1976年他從伊頓中學肄業。[6] 12歲時,他編寫了一部關於物理的字典。 13歲至14歲之間,他編寫了3本關於粒子物理的書籍。[7][8][9]但它們沒有發表。15歲時,發表了第一篇科學論文《Hadronic Electrons?》,此時他也開始在應用量子場論與粒子物理方面的研究和發表科學論文。課題包括物質產生和湮滅的基本相互作用、基本粒子和電流、強子和輕子物理、部分子模型,[10] 發表在專業的同行評議的科學期刊,包括Nuclear Physics B、Australian Journal of Physics、Nuovo Cimento 和 Physical Review D。17歲進入牛津大學學習但他覺得學校課程糟糕透頂,於是在1978年肄業。[11]沃爾夫勒姆展現出「不適合教育體制」的才華。沃爾弗拉姆18歲時獨立在重夸克產生方面展開研究,發表了一篇引用率很高的論文以及另外九篇論文,並繼續研究。[12]

20歲時即獲得加州理工學院粒子物理學 particle physics博士學位,在他獲得博士後,沃爾弗拉姆在加州理工留校任教,在他22歲時,通過Feynman的推薦,獲得第一屆麥克阿瑟天才獎(MacArthur Fellowship),他也因此成為麥克阿瑟獎學金最年輕的獲得者,沒有之一。麥克阿瑟天才獎被視為美國跨領域最高獎項之一,頒發給「在各個領域內具有非凡創造性的傑出人士」,在我們熟知的傑出華人代表中,獲得過該獎項的有陶哲軒、丘成桐、賀琳等。

23歲時創立複雜系統 complex systems研究領域,27 歲時,沃爾夫勒姆開發了 Mathematica 軟體,創立了斯蒂芬·沃爾夫勒姆公司,從事Mathematica以及其他數學軟體、電腦軟體的開發和發行。。這款大型現代技術計算系統一面世就被許多科研工作者迅速採用,是目前應用最重要的科學計算軟體之一。

潛心研究十幾年後,43 歲的沃爾夫勒姆出版了至今頗受爭議的著作《一種新科學》。沃爾夫勒姆提到,宇宙本質上是數字的,並且運行在一種可描述為簡單程序的基本定律上。他預測,科學界如果實現這一目標,將對物理學、化學和生物學以及整個大多數領域產生重大的革命性影響,這也是這本書取名如此的原因。

2009 年,沃爾夫勒姆所在公司推出了新一代搜索引擎 Wolfram Alpha,用戶輸入問題即刻得到答案,而非返回成千上萬個網頁鏈接。這一引擎也為蘋果 Siri、亞馬遜 Alex、微軟 Bing 提供了背後的技術動力源。

其中,Mathematica及相關產品的巨大成功,成為支撐斯蒂芬·沃爾夫勒姆公司的旗艦產品。

研究領域

計算機科學,物理學,數學

就職企業、機構或院校

伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign,縮寫為UIUC),創建於1867年,位於伊利諾伊州幽靜的雙子城厄巴納–香檳市,是一所世界著名的公立研究型大學。

在《泰晤士高等教育》2018年世界大學排名第37位;在2019年ARWU排名第38位;在2018年CWUR世界大學排名第32位。

沃爾夫勒姆集團由四個公司組成:伊利諾伊州香檳市(全球總部)、英國牛津郡(歐洲總部)、日本東京(亞洲總部)、馬薩諸塞州波士頓市,以及全球其他地點。駐英國公司協調運作銷售、市場、和支持所有歐洲的分銷商和顧客。駐日本公司負責直銷和與分銷商及代銷商的市場聯絡。

最新著作

計算探索者的探險之旅Adventures of a Computational Explorer 2019

該書是2019年最新出版的,分享了他在科學、技術和程序語言設計方面的開創性工作。裡面有作者的各種有趣的問題和思考,包括外星飛船、圓周率、計算智能、人工智慧倫理文明等。


淺談Wolfram語言 《An Elementary Introduction to the Wolfram Language》2015

Wolfram 語言代表了編程語言的一個重大進步,它讓每個人都可以使用並學習前沿的計算方法。Wolfram Language的獨特之處在於其構建廣博知識和自動化的方法,它可以從一行易於理解的互動式代碼擴展到數百萬行涵蓋系統的代碼。這本書提供了對 Wolfram 語言和現代計算思維的初步介紹。 它完全不要求使用者有任何編程的基礎,適用於技術和非技術學院的學生和高中學生,以及對最新技術及其實際應用感興趣的任何人。


一種新科學 A new kind of science 2002

本書是Wolfram於2002年出版的一本暢銷書,內容頗具爭議。 此書的主要內容是對像元胞自動機這樣的計算系統進行經驗化與系統化的研究。Wolfram稱這些系統為簡單的程序,並認為適合研究簡單程序背後的科學哲學和方法。同時在書中Wolfram也回答了有關「複雜」本身——什麼是複雜?複雜有沒有極限。對元細胞自動機的研究也是本書的主要內容。本書涵蓋了256種規則下元胞自動機的示例,同時很好地展現了其推演運算過程。Wolfram的思想在於能否通過計算去解決一些「新」的問題,在複雜系統領域計算的落地與應用等問題。而本書的「高潮」之處,是作者於最後一章向讀者解釋了「計算等價性原理 The Principle of Computational Equivalence」的相關內容。

元胞自動機和複雜性:論文集 Cellular Automata and Complexity: Collected Papers 1994

這本書收集了Wolfram關於元胞自動機和複雜性研究的原始論文,有一些是科學界廣為人知的,但也有一些也從來沒有發表過。元胞自動機已經成為了一個新的研究領域,在物理學、經濟學和計算機科學許多領域具有非常重要的影響。


計算知識引擎

2009年3月,斯蒂芬宣布Wolfram Alpha的發行。沃爾夫勒姆阿爾法作為一個知識型計算搜索引擎,採用新方法提取信息,並具有易於使用的界面。Wolfram Alpha不是一個簡單的搜索引擎,因為它不是簡單地返回基於查詢條件的結果,而且嘗試通過計算獲得結果來輸出。

Wolfram Alpha 是微軟的必應和蘋果公司的Siri後台所使用的問答系統之一。

主要成果

複雜系統元胞自動機

1983年,Wolfram進入普林斯頓大學自然科學學院,進行對元胞自動機的研究[13][14][15][16][17],他的研究主要是通過計算機模擬的方式來進行。他系統性地調查了基本元胞自動機的類別,並發表了一系列論文,初步構建了 Wolfram 代碼的理念,發明了一維元胞自動機的命名系統,提出元胞行為複雜性的分類機制。[18] 他提出規則 110元胞自動機制可能是圖靈完備 Turing complete的。[19]


20世紀80年代中期,Wolfram與Feynman在連接機(Connection Machine)上使用細胞自動機模擬物理過程(如湍流過程),並且提出複雜系統的場,設立了第一個相關課題的研究機構。他和一群諾貝爾獲得者如Murray Gell-Mann、Manfred Eigen、Philip Warren Anderson、Frank Wilczek一同參與了聖塔菲研究所創所討論會。[20]

1986年,他在伊利諾伊大學香檳分校設立了複雜系統研究中心(the Center for Complex Systems Research CCSR),還在1987年創辦了複雜系統期刊(Complex Systems (journal)),這是複雜系統領域的第一個期刊,收到學界和業界的廣泛認可。

Wolfram語言

Wolflang.jpg

根據Wolfram的說法,這門以他的名字命名的語言是一門高度發達的基於知識的語言,該語言統一了廣泛的編程範例,利用獨特的符號編程給編程的概念賦予了全新的靈活性。簡單來說,這是一種基於知識、符號編程、自然語言風格的超大型編程語言,是Wolfram的兩項里程碑式的作品—科學計算平台 Mathematica與計算知識搜索引擎Wolfram Alpha的結晶。

在Wolfram看來,世界是可表示的,世界是可計算的,世界就是我們的知識。有了Mathematica那5000多個函數的植入,加上Wolfram Alpha高度結構化、關聯化的知識庫的支持,Wolfram可以以符號化的方式對世界進行數學建模。其結果是用Wolfram語言來處理問題顯得異常的簡單和自然,而任何一門「高級」編程語言與之相比都會顯得有點低級。

這種語言覆蓋面非常全面和廣泛,並且可以用於解決大量專業領域的問題。例如,它內置了用於生成和運行圖靈機、創建圖形和音頻、分析三維模型、矩陣操作、求解微分方程等工作的內置函數。為了方便用戶使用,還提供了豐富的文檔資料。[21]

計算知識引擎

2009年3月,Wolfram宣布發行Wolfram Alpha。Wolfram Alpha作為一個知識型計算搜索引擎,採用新方法提取信息,界面易於操作使用。Wolfram Alpha不是一個簡單的搜索引擎,因為它不是簡單地返回基於查詢條件的結果,而是嘗試通過計算獲得結果來輸出。

Wolfram Alpha是微軟的必應和蘋果公司的Siri後台所使用的問答系統之一。Wolfram Alpha 可以完成數學、統計學、計算機科學、物理、化學、材料學、工程學、生命科學、測量學、經濟學、社會學、語言學、天文學、地理、文學、歷史、文化、體育、音樂、天氣等等各個領域的查詢、計算和分析。Wolfram Alpha 還可對用戶上傳的圖片進行識別。[22]

一種新科學的應用

2003年,Wolfram在布朗大學舉辦了第一次Wolfram暑期學校,希望通過學習、參與前沿的科學、技術和創新項目來推動教育和職業的發展,同時也是為了達到交流探討」新科學「的目的。這個活動已經舉辦了10餘年,每一次都會涉及到關於複雜本身的討論。

Wolfram暑期學校

在Wolfram的《一種新科學》提出了一個探索宇宙的新想法:如何由簡單程序組成計算宇宙。在本書中,Wolfram展示了他的計算宇宙中的簡單程序是如何捕捉自然界中很多系統的複雜性和美的本質。在書中也回答了有關「複雜」本身——什麼是複雜?複雜有有沒有極限?對元胞自動機的研究也是本書的主要內容之一,涵蓋256種規則下元胞自動機的示例,並很好地展現了推演運算過程,最後一章作者向讀者解釋了計算等價性原理 The Principle of Computational Equivalence的相關內容。

符號操作系統

1979年和1981年之間,斯蒂芬領導加州理工學院物理系的計算代數系統 Symbolic Manipulation Program(SMP,即符號操作程序) 項目的開發。

聯繫方式

  • 工作人員電子郵件地址:sw-Staff@wolfram. com
  • 個人電子郵件地址:s.wolfram@wolfram. com
  • 發言諮詢:sw-staff@wolfram. com

相關鏈接

視頻

1、Stephen Wolfram關於計算萬物理論的TED演講

2、擔任電影《降臨(Arrival)》的科學顧問,電影中的外星文就是用Wolfram語言創作出來的。

《降臨》改編自Ted Chiang 的小說《你一生的故事》,2016年11月11日在美國上映,2017年1月20日在中國內地上映,由Stephen Wolfram擔任科學顧問,他的兒子 Christopher 則是程序代碼方面的顧問。

3、從2017年開始,Wolfram開始將Wolfram Language內部開發會議進行直播,鼓勵觀眾提出與語言開發有關的問題和建議,這些視頻資料可以在YouTube和他的個人官網上查看。

4、自從2018年以來,Wolfram就製作了一個音頻類節目,在節目中討論關於科學史、人工智慧和未來文明、倫理等問題。

更多信息

1、個人主頁

2、個人博客

3、wiki詞條

參考資料

  1. 百度百科史蒂夫·沃爾夫勒姆詞條
  2. Telling a good yarn by Jenny Lunnon, Oxford Times, Thursday 21 September 2006.
  3. PHYSICIST AWARDED 'GENIUS' PRIZE FINDS REALITY IN INVISIBLE WORLD, by GLADWIN HILL, Special to the New York Times, Published: 24 May 1981
  4. Howard Gottlieb Archival Research Center: Wolfram, Hugo (1925- ): "The Hugo Wolfram collection consists of manuscripts by Wolfram for novels, short stories, and essays."
  5. Kirkus review of Into a Neutral Country, 1969
  6. A Speech for (High-School) Graduates by Stephen Wolfram a commencement speech for Stanford Online High School, StephenWolfram.com, 9 June 2014: "You know, as it happens, I myself never officially graduated from high school, and this is actually the first high school graduation I've ever been to."
  7. S. Wolfram (1973). The Physics of Subatomic Particles. http://www.stephenwolfram.com/publications/books/unpublished/PhysicsOfSubatomicParticles.pdf.
  8. S. Wolfram (1974). Introduction to the Weak Interaction. 1. http://www.stephenwolfram.com/publications/books/unpublished/IntroductionToTheWeakInteractionVolumeOne.pdf.
  9. S. Wolfram (1974). Introduction to the Weak Interaction. 2. http://www.stephenwolfram.com/publications/books/unpublished/IntroductionToTheWeakInteractionVolumeTwo.pdf.
  10. Stephen Wolfram: Articles on Particle Physics
  11. Complexity: A Guided Tour by Melanie Mitchell, 2009, p. 151: "In the early 1980s, Stephen Wolfram, a physicist working at the Institute for Advanced Study in Princeton, became fascinated by cellular automata and the patterns they make. Wolfram is one of those legendary child prodigies people like to tell stories about. Born in London in 1959, Wolfram published his first physics paper at 15. Two years later, in the summer after his first year at Oxford, . . . Wolfram wrote a paper in the field of "quantum chromodynamics" that attracted the attention of Nobel-Prize-winning physicist Murray Gell-Mann, who invited Wolfram to join his group at Caltech…"
  12. Giles, J. (2002). "Stephen Wolfram: What kind of science is this?". Nature 417 (6886): 216–218. Bibcode 2002Natur.417..216G. PMID 12015565.
  13. Wolfram, S. (1984). "Computation theory of cellular automata". Communications in Mathematical Physics 96 (1): 15–57.
  14. Martin, O.; Odlyzko, A. M.; Wolfram, S. (1984). "Algebraic properties of cellular automata". Communications in Mathematical Physics 93 (2): 219. http://www.dtc.umn.edu/~odlyzko/doc/arch/cellular.automata.pdf.
  15. Wolfram, S. (1986). "Cellular automaton fluids 1: Basic theory". Journal of Statistical Physics 45 (3–4): 471–526. http://new.math.uiuc.edu/im2008/dakkak/papers/files/wolfram.caf.pdf.
  16. Wolfram, S. (1984). "Cellular automata as models of complexity". Nature 311 (5985): 419–424.
  17. Wolfram, S. (1983). "Statistical mechanics of cellular automata". Reviews of Modern Physics 55 (3): 601–644.
  18. Regis, Ed (1987). Who Got Einstein's Office: Eccentricity and Genius at the Institute for Advanced Study, Addison-Wesley, Reading.
  19. Cook, Matthew (2004). "Universality in Elementary Cellular Automata". Complex Systems 15 (1). http://www.complex-systems.com/abstracts/v15_i01_a01.html.
  20. Pines, David (1987). Emerging Syntheses in Science: Proceedings of the Founding Workshops of the Santa Fe Institute. Menlo Park, Calif.: Addison-Wesley. pp. 183–190. https://pdfs.semanticscholar.org/1216/c98def031faa344d66dead45117d0b188491.pdf.
  21. Wolfram 語言參考資料
  22. Wolfram Language Artificial Intelligence: The Image Identification Project. Stephen Wolfram, LLC. 2015-05-13

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本中文詞條由許菁參與編譯,Wanting總審校,費米子編輯,歡迎在討論頁面留言。

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