Elwyn Berlekamp: La matematica della vittoria

Un matematico di Berkeley sfidò una volta un maestro giapponese di Go in una serie di finali di partita — non partite complete, solo le posizioni finali, dove si suppone che una vita di intuizione allenata sia decisiva. Ne vinse sette di fila. Il riassunto di David Eisenbud è la descrizione più pulita dell'intera carriera di Elwyn Berlekamp: "Era la matematica contro l'intuizione, e la matematica ha vinto". Lo stesso istinto ha inserito codici di correzione degli errori nella sonda spaziale Voyager, nei compact disc e, infine, in uno dei fondi speculativi più redditizi mai creati.

Dover, Ohio

Elwyn Ralph Berlekamp è nato il 6 settembre 1940 a Dover, in Ohio, da Waldo Berlekamp, un ministro della United Church of Christ di origine tedesca, e Loretta Kimmel Berlekamp. La famiglia si trasferì nel Kentucky settentrionale, dove frequentò la Fort Thomas Highlands High School dal 1954, fu presidente di classe e nuotatore agonista. Scelse il MIT, secondo le sue stesse parole, in parte perché non aveva una squadra di football americano.

Al MIT, i suoi professori del primo anno includevano John Forbes Nash Jr. Divenne Putnam Fellow nel suo ultimo anno nel 1961, conseguì lauree e master in ingegneria elettrica entro il 1962 e completò un dottorato nel 1964 con una tesi sulla codifica a blocchi con feedback senza rumore. I suoi supervisori furono Robert Gallager, Peter Elias, Claude Shannon e John Wozencraft — un comitato di supervisione che comprendeva il fondatore della teoria dell'informazione e tre delle persone che costruirono il campo attorno a lui. Ha fatto uno stage ai Bell Labs nel 1960 e nel 1962 sotto John Larry Kelly Jr.

Rendere il rumore sopravvivibile

Berlekamp ha insegnato ingegneria elettrica a Berkeley dal 1964 al 1966, è andato ai Bell Labs come ricercatore matematico ed è tornato a Berkeley nel 1971 come professore di matematica e informatica, dove avrebbe supervisionato più di venti dottorandi. Nel 1968 ha pubblicato Algebraic Coding Theory, ancora considerato il testo fondamentale del campo.

Gli algoritmi portano il suo nome con una densità insolita. L'algoritmo di Berlekamp fattorizza polinomi su campi finiti e rimane in uso nella crittografia. Gli algoritmi di Berlekamp-Massey e Berlekamp-Welch hanno reso pratica la correzione degli errori di Reed-Solomon — motivo per cui un compact disc graffiato suona ancora e perché un segnale dal sistema solare esterno arriva intelligibile. Ci sono anche gli algoritmi di Berlekamp-Rabin e Berlekamp-Zassenhaus e il grafo di Berlekamp-Van Lint-Seidel. Pochi matematici hanno il loro cognome legato a così tanti strumenti di lavoro distinti.

I giochi come matematica

La seconda carriera sarebbe bastata da sola. Con John Horton Conway e Richard K. Guy, Berlekamp ha scritto Winning Ways for Your Mathematical Plays — due volumi di Academic Press nel 1982, espansi a quattro nel 2001-04 — che hanno fondato la teoria combinatoria dei giochi come disciplina. La dedica recita: "A Martin Gardner, che ha portato più matematica a più milioni di persone di chiunque altro". Ha seguito con Mathematical Go (1994) con David Wolfe, il lavoro dietro quelle sette vittorie consecutive nei finali di partita, e The Dots-and-Boxes Game (2000), che ha preso il passatempo di uno scolaro e ha dimostrato che era un serio oggetto matematico.

Con Tom Rodgers ha fondato Gathering 4 Gardner, la conferenza biennale di matematica ricreativa in onore di Martin Gardner, e ha fatto parte del suo consiglio di amministrazione per anni.

Il denaro

A metà degli anni '80 Berlekamp ha fondato e diretto Cyclotomics, Inc., costruita per implementare correttamente i suoi codici di correzione degli errori piuttosto che guardare altri implementarli male. Ha prodotto gli encoder e decoder standard della NASA che stanno ancora lavorando a bordo delle Voyager I e II. Kodak ha acquistato l'azienda nel 1985 e l'ha rinominata Kodak Berkeley Research.

Poi il capitolo più strano. Nel 1989 Berlekamp ha acquistato una quota di controllo in Axcom, una società di trading in fallimento, ha riscritto i suoi algoritmi e ha prodotto un rendimento del 55 percento nel primo anno. Nel 1990 ha venduto la sua quota a James Simons per sei volte quanto aveva pagato. Il sistema ricostruito è diventato la base per il Medallion Fund di Renaissance Technologies, il fondo quantitativo di maggior successo della storia. Ha anche presieduto il consiglio di amministrazione del Mathematical Sciences Research Institute dal 1994 al 1998, guidando la raccolta fondi che lo ha stabilizzato attorno alla nomina di David Eisenbud a direttore.

Perché Elwyn è chiamato un genio

La facoltà specifica è insolitamente facile da nominare: Berlekamp poteva convertire i giochi in algebra. Ogni cosa importante che ha fatto è la stessa operazione eseguita su un oggetto diverso. Un codice di correzione degli errori è un gioco contro il rumore, e lui ha trovato la strategia vincente. Un finale di Go è un gioco contro un umano, e lui lo ha decomposto in sottoposizioni indipendenti con valori computabili e ha battuto un professionista sette volte di fila. Un mercato finanziario è un gioco contro altri trader, e lui ha riscritto le equazioni e ha reso il 55 percento. Richard Karp, che ha lavorato al suo fianco a Berkeley, ha descritto "una mente curiosa e potente" e "una persona brillante che era sempre efficace in tutto ciò che tentava" — e ha individuato qualcosa di più raro della pura abilità: un talento per presentare la matematica difficile con "vera precisione, ma in un modo che è effettivamente affascinante". Winning Ways ne è la prova; è un testo fondamentale rigoroso che le persone leggono per piacere.

La qualifica onesta riguarda il tipo piuttosto che il grado. Berlekamp non era un costruttore di grandi edifici teorici sullo stampo del suo supervisore Claude Shannon, che ha creato un campo dal nulla. Era un risolutore di problemi e un algoritmista di primo rango, e il suo lavoro più profondo — la teoria combinatoria dei giochi — è stato scritto in collaborazione con Conway e Guy, con Conway che forniva il meccanismo dei numeri surreali che ha dato alla teoria le sue fondamenta. Il suo nome si lega a metodi piuttosto che a teoremi che riorganizzano la matematica. Ma i metodi sono infrastrutture portanti: l'argomento che la decodifica Reed-Solomon conta più per la vita quotidiana della maggior parte dei celebri risultati puri non è difficile da fare. Il ricordo di David Patterson di lui — "una persona brillante, padre premuroso, giocoliere esperto" con "un grande senso dell'umorismo" — coglie la cosa insolita, ovvero che nulla di tutto ciò sembrava costargli la sua leggerezza.

Eredità

Berlekamp è stato eletto alla National Academy of Engineering nel 1977, nominato fellow dell'American Academy of Arts and Sciences nel 1996, eletto alla National Academy of Sciences nel 1999 e diventato fellow dell'American Mathematical Society nel 2012. Ha ricevuto la medaglia IEEE Richard W. Hamming nel 1991, il premio Claude E. Shannon nel 1993 — intitolato al suo stesso supervisore di dottorato — e il premio Golden Jubilee della IEEE Information Theory Society nel 1998. È morto il 9 aprile 2019 nella sua casa di Piedmont, in California, all'età di settantotto anni, per complicazioni da fibrosi polmonare, lasciando la moglie Jennifer, conosciuta nel 1964, e i loro tre figli. I suoi codici stanno ancora girando su una sonda spaziale a ventiquattro miliardi di chilometri di distanza.