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A HUMAN HISTORY OF MATHEMATICS凿构周期律 · 数学鑿構週期律 · 數學 · 23 / 25

Mathematics and Money

数学与钱

數學與錢

Trading floors, intelligence agencies, and technology companies changed more than mathematicians’ salaries. They changed what could be published, what a model could do, and what its maker could take away.

数学家进入交易室、密码机构和平台公司以后,改变的不只是工资,还有成果如何公开、模型有多大权力,以及离职时能带走什么。

數學家進入交易室、密碼機構和平台公司以後,改變的不只是工資,還有成果如何公開、模型有多大權力,以及離職時能帶走什麼。

Han Qin · Independent English edition秦汉 · 简繁中文与独立英文版秦漢 · 簡繁中文與獨立英文版

In this essay篇内目录篇內目錄
  1. 1. A Former Smoking Room
  2. 2. Strangers on an Open Line
  3. 3. Four Years Earlier
  4. 4. Easy in One Direction
  5. 5. Is Source Code Speech?
  6. 6. Giving a Model Power
  7. 7. Away from the Desk
  8. 8. Repricing a Career
  1. 一 吸烟室
  2. 二 陌生人之间
  3. 三 早了四年
  4. 四 乘起来容易
  5. 五 源码是不是话
  6. 六 模型的权力
  7. 七 不在书桌旁
  8. 八 重新标价
  1. 一 吸煙室
  2. 二 陌生人之間
  3. 三 早了四年
  4. 四 乘起來容易
  5. 五 源碼是不是話
  6. 六 模型的權力
  7. 七 不在書桌旁
  8. 八 重新標價

1. A Former Smoking Room

The Chicago Board Options Exchange opened on April 26, 1973, in what had been the Chicago Board of Trade’s smoking room. The parent exchange was celebrating its 125th anniversary. A new market was beginning in a space previously used for a break from the old one.

A few weeks later, Fischer Black and Myron Scholes published their paper on option pricing. Robert Merton’s treatment appeared that spring too; a working version dated from 1971. Black later recalled that the Black–Scholes paper had first been rejected and gained another hearing with help from Chicago economists. What subsequently became an emblem of mathematical finance did not arrive wearing that emblem.

Its central move was not simply to offer a clever formula. Under specified assumptions, a portfolio of stock and borrowing could replicate the payoff of an option. An option price inconsistent with the replicating portfolio would create an arbitrage opportunity. This offered a way to price the option without first measuring each investor’s aversion to risk. The assumptions mattered: a mathematical replication argument was not a promise that actual trading would be frictionless or that prices would follow the chosen stochastic process.

Black’s career traced the movement that followed. He graduated in physics from Harvard in 1959 and earned an applied-mathematics doctorate there in 1964, working on an artificial-intelligence question-answering system. He worked on AI in industry, moved into consulting in 1965, and encountered finance. Chicago’s business school followed in 1971, MIT in 1975, and Goldman Sachs in 1984. He became a partner two years later. The route ran from mathematics through consulting and universities into an investment bank.

The equations travelled too. Black sold printed tables of model prices to traders. Programmable calculators and then computers made calculation available during trading rather than only before it. By the later 1970s, the model was part of the market’s working language.

Donald MacKenzie’s historical and sociological studies add a further possibility: using a model can help to create the conditions under which prices resemble its predictions. Traders learning the same relationships and exploiting the same discrepancies may bring the market closer to the model. This is a historically situated claim about feedback between knowledge and practice, not a theorem that markets must eventually obey equations.

Mathematics had always worked for money and power. The scribes at the beginning of this series accounted for grain and taxes. Navigation needed astronomical tables; insurance supplied problems in probability; surveying and artillery required calculation. Bletchley Park was hardly a retreat from practical affairs. If something changed after the 1970s, usefulness alone cannot explain it.

2. Strangers on an Open Line

In November 1976, Whitfield Diffie and Martin Hellman published “New Directions in Cryptography.” Its opening located the problem in an emerging material world: inexpensive digital equipment, remote terminals, and automated banking. Strong cryptography was becoming technically affordable far beyond the institutions that had traditionally possessed it.

Could two people who had never met, and had exchanged no prior secret, establish a shared secret over a channel others could overhear? Their paper developed the public-key framework, digital signatures, and a key-agreement method. There is an important qualification to the familiar story: unauthenticated key agreement protects against passive listening under its computational assumptions, but not by itself against an active intermediary impersonating each participant to the other. Authentication is a separate part of making strangers’ communication secure.

This was not the first public academic research on cryptography. Shannon’s published work alone rules out that description. It was, however, a decisive expansion of what an open research community could attempt. Cryptographic design became a field in which university researchers could publish mechanisms, expose them to attack, and build on one another’s results.

That openness met a practical threat. In July 1977, Joseph Meyer, an employee of the US National Security Agency, wrote to the IEEE suggesting that publication of cryptographic research might violate arms-export regulations. An information-theory symposium was approaching at Cornell. Hellman’s students Ralph Merkle and Stephen Pohlig were due to present.

Merkle had already experienced a different barrier to recognition. As a Berkeley undergraduate in 1974, he proposed a computer-security course project containing the germ of his public-key work. His instructor did not accept it. He simplified the proposal, met continued disinterest, left the course, and pursued the idea himself. A paper submitted in August 1975 then faced an adverse anonymous assessment and appeared only after a long delay.

Now publication carried a possible criminal risk. After consulting their families, the students decided not to deliver their talks. According to Hellman’s participant account, Stanford offered to defend him if prosecuted, but could not pay a criminal penalty or serve a sentence on his behalf. He presented the work with the students beside him. The scene belongs to a recollected institutional conflict, not a transcript of every conversation.

Meanwhile, Ronald Rivest, Adi Shamir, and Leonard Adleman developed the system known by their initials. Martin Gardner introduced it to a popular readership in August 1977, with an encrypted challenge and a hundred-dollar reward. The formal paper followed in February 1978. A company appeared in 1982, and a US patent in 1983. Public mathematics could become a published method, a commercial enterprise, and a legally controlled implementation at the same time.

3. Four Years Earlier

On December 18, 1997, Clifford Cocks publicly described a history that had been unavailable to the public participants themselves.

Around 1969, James Ellis at Britain’s Government Communications Headquarters conceived what he called non-secret encryption. His 1970 internal report argued that encryption need not require a previously shared secret. What it lacked was a workable construction.

Cocks arrived in communications-security work in September 1973, aged twenty-two. He had studied mathematics at King’s College, Cambridge, and begun research in number theory with Bryan Birch at Oxford before leaving for GCHQ. A colleague, Nick Patterson, told him about Ellis’s problem. Cocks found a construction closely related to the RSA system independently published four years later. His internal note was dated November 20, 1973. In 1974, Malcolm Williamson developed a key-agreement method closely related to what Diffie and Hellman would publish.

Calling this merely “large primes multiplied together” leaves out much of the mathematics. The construction uses modular arithmetic and an asymmetry between public operations and information retained by the recipient. Its significance here is also institutional: none of the three men could submit the work to a journal. These were not rejected papers. They were discoveries outside the category of publishable knowledge.

The IEEE’s historical milestone recognizes that secret sequence. Declassification came in 1997. Ellis had written an account in 1987, but it remained unavailable for another decade. He died on November 25, 1997, aged seventy-three. His account was released the following month, shortly before Cocks’s public presentation.

Recognition then arrived on a different timetable. Cocks received the Companion of the Order of the Bath in 2008. The IEEE commemorated the three researchers in Cheltenham in 2010. Cocks became a Fellow of the Royal Society in 2015, after a career that included serving as GCHQ’s chief mathematician.

Two systems of priority meet here. Dated internal documents establish an earlier discovery. A responsible history must include it. But Diffie, Hellman, Merkle, Rivest, Shamir, and Adleman did not borrow from a history they could not read. Their independent public work created an accessible body of methods that other people could examine, criticize, implement, and extend. An archive can revise the chronology of discovery without retrospectively cancelling the achievement of making knowledge public.

Intelligence agencies have also employed mathematicians on a substantial scale in the United States. Claims that the NSA is among the largest mathematical employers are not a substitute for an independently auditable annual headcount. Secrecy obscures both the workforce and its work.

At least three effects need separating: research never published, research published decades later, and research whose ideas may be discussed while operational details remain restricted. Each changes how credit accumulates and how much of a researcher’s expertise can travel with them.

4. Easy in One Direction

In 1940, G. H. Hardy defended mathematics partly through its distance from practical harm. He suggested that number theory and relativity had not been found useful in war and were unlikely to become so soon. Whatever one makes of the accuracy of that historical judgment, the moral attraction is clear: mathematical beauty seemed to offer a refuge from destructive usefulness.

Public-key cryptography unsettled that refuge. Multiplying three by five gives fifteen. Factoring fifteen is easy too. With 143, one may need a little trial before finding eleven and thirteen. As the integers grow, multiplication remains relatively inexpensive, while the best known general classical factoring methods become much more demanding.

But the popular explanation needs several brakes. A product of two hundred-digit primes is not guaranteed to require any fixed number of years to factor. Difficulty depends on the size and structure of the number, the algorithm, the hardware, and the available resources. Nor has mathematics proved that general integer factorization has no efficient classical algorithm.

RSA adds another distinction. Its public operation is modular exponentiation, not multiplication alone. Knowing the factorization of the modulus provides an efficient route to recovering the private exponent in the usual construction. It has not been proved in full generality that every way of inverting the RSA operation must factor the modulus. “Factoring is hard” and “RSA is secure” are related claims, not interchangeable theorems. Secure implementations additionally require appropriate padding and protection against attacks on the surrounding system.

The language of one-way functions is therefore conditional here. Such a function should be easy to compute and computationally difficult to invert in the specified sense. The existence of suitable one-way functions is not an established unconditional theorem. Cryptography turns carefully investigated hardness assumptions into useful mechanisms; it does not abolish the assumptions.

The challenge Gardner publicized used a 129-digit modulus. In April 1994, seventeen years after its appearance, an international effort completed the factorization. Roughly six hundred volunteers contributed access to about sixteen hundred machines over several months. The recovered message was “THE MAGIC WORDS ARE SQUEAMISH OSSIFRAGE.” The hundred dollars went to the Free Software Foundation.

RSA-250 fell in 2020. The researchers estimated the computation at approximately 2,700 core-years, a measure of aggregate work, not a claim that one machine had actually run for twenty-seven centuries. Their published account of related record computations records the advance. A 2,048-bit RSA modulus, a familiar deployed size, has roughly 617 decimal digits; that observation is not a blanket recommendation for every application or an assurance of indefinite security.

The branch of mathematics Hardy prized for its apparent uselessness had become valuable enough to classify, patent, attack, and deploy. Usefulness changed. The need to distinguish proof from confidence did not.

5. Is Source Code Speech?

Daniel Bernstein developed his Snuffle encryption work while a graduate student at Berkeley. In 1995, supported by the Electronic Frontier Foundation, he sued over export restrictions affecting publication of his paper and source code. Communicating code to foreign colleagues could trigger requirements that made ordinary scholarly circulation a regulated act.

In April 1996, a federal district court accepted that source code had expressive qualities protected by the First Amendment. A Ninth Circuit panel in May 1999 went further, finding an unconstitutional prior restraint in the licensing regime it considered. For researchers, source code was not merely an executable object. It was also a precise language for communicating an algorithm to another person.

Yet that appellate ruling cannot be presented as an uncomplicated final precedent. The panel opinion was withdrawn in September 1999 when rehearing by the full court was granted. The litigation subsequently changed course as the regulations changed; it did not culminate in a Supreme Court ruling establishing a universal exemption for encryption software. The case archive preserves the procedural sequence as well as the more famous opinion.

The practical environment did change. Policy announcements in 1999 and rules in 2000 substantially liberalized parts of the export regime, including provision for publication of certain source code subject to conditions such as notification. That is a historical description, not a statement that all encryption exports became unrestricted.

Another struggle concerned government access rather than publication. The Clinton administration proposed the Clipper chip in 1993. Its key-escrow arrangement was meant to preserve a route for authorized government decryption. In 1994, Bell Labs researcher Matt Blaze identified a way to defeat the escrow mechanism by exploiting its short, sixteen-bit authentication check.

The distinction matters here too. Blaze did not thereby break the underlying Skipjack cipher or show that ordinary eavesdroppers could read every protected conversation. He showed how a user could evade the intended law-enforcement access mechanism while continuing to encrypt. NIST’s contemporary response explicitly distinguished those issues. By the middle of the decade, the initiative had lost momentum; saying that nobody mentioned it again would erase the continuing policy debate.

The coalition resisting restrictions did not consist solely of university mathematicians. Cryptographers, computer scientists, engineers, lawyers, civil-liberties organizations, and software businesses participated for overlapping reasons. Calling them all mathematicians would obscure precisely what was changing: mathematically intensive work no longer fitted neatly inside an academic department’s occupational boundary.

Bernstein later introduced Curve25519 in 2005. Related mechanisms entered widely used secure communications, including remote-login tools, transport protocols, and messaging systems. The researcher who had needed litigation to defend the circulation of code helped create code that could circulate and operate at enormous scale. Whether code counted as expression had become a question about the infrastructure of everyday communication.

6. Giving a Model Power

Black died of throat cancer in August 1995, aged fifty-seven. Scholes and Merton received the 1997 economics prize; the announcement recognized Black’s contribution, but the prize was not awarded posthumously.

Both recipients were partners in Long-Term Capital Management. Founded by John Meriwether in 1994, the fund combined trading experience with academic finance. It pursued heavily leveraged relative-value positions: identify prices expected to converge and borrow enough that small discrepancies could produce large returns.

After Russia’s default in August 1998, investors rushed toward safety. Relationships that had looked dependable moved against the fund. Markets in which positions needed to be unwound became illiquid. By the end of August, LTCM had lost approximately half its capital.

On September 23, a consortium of private institutions agreed to a $3.6 billion recapitalization, coordinated through discussions at the Federal Reserve Bank of New York. The Federal Reserve facilitated the arrangement but did not supply the rescue capital. The Federal Reserve’s historical account is explicit about that distinction.

Alan Greenspan’s October 1 congressional testimony did not describe a single equation suddenly becoming false. He discussed models drawing on historical relationships, rising leverage, extraordinary market conditions, liquidity, and the failure of counterparties to constrain exposures through adequate scrutiny and stress testing.

“Nobel formula fails” is consequently too compressed a story. The Black–Scholes–Merton option-pricing result is not identical to every strategy pursued by a fund employing Scholes and Merton. The dangerous system combined confidence in models, borrowed money, crowded positions, disappearing liquidity, and institutions willing to finance the whole arrangement.

The financial crisis a decade later did not make models disappear. It helped produce an expanded professional apparatus for supervising them. US banking guidance in 2011 described model-risk management through inventories, independent validation, effective challenge, continuing monitoring, and limits on use. Mathematics was being employed to construct models, test models, and govern the authority granted to models.

Emanuel Derman had taken another route from physics to finance: several years in particle physics, Bell Labs in 1980, Goldman Sachs in 1985, and collaboration with Black on an interest-rate model. In January 2009, he and Paul Wilmott published a financial modelers’ manifesto.

Its proposed commitments were epistemic and ethical. The world is not the modeler’s creation and need not obey the equations. A model can be used boldly without its mathematical sophistication becoming an excuse for misplaced confidence. Assumptions and omissions should be disclosed; precision should not be promised where it cannot be justified. The social consequences may exceed the modeler’s understanding.

Their manifesto did not renounce mathematics. It challenged the conversion of a useful representation into an unquestionable decision-maker.

7. Away from the Desk

Corporate laboratories offered another institutional home. Bell Labs could sustain research far from immediate products through the resources of the regulated AT&T system. The 1984 breakup and subsequent reorganizations changed that arrangement without simply erasing the laboratory.

Xerox established its Palo Alto Research Center in 1970. Microsoft Research followed in 1991. Such organizations could employ researchers inside companies while maintaining substantial connections to papers, conferences, and universities. Corporate employment did not automatically imply secret research.

Search engines and large digital platforms added a different arrangement: mathematical research embedded directly in an operating product. Recommendation, advertising auctions, dynamic prices, fraud detection, and search ranking require collaboration among researchers, engineers, economists, and product teams. The algorithm is attached to logs, experiments, computing infrastructure, and a stream of real decisions.

Access to these resources can determine the questions a researcher is able to investigate. Books, papers, and colleagues remain important, but so do proprietary data, computing capacity, users, and permission to experiment. Leaving an employer can mean losing not merely income but the research object itself.

The outputs also take different forms: publications, patents, production code, products, and trade secrets. Some are visible in a bibliography; others are not. A classified state archive may eventually open. A failed trading strategy or discarded recommendation system may disappear with its organization and leave no comparable public record. Neither outcome is inevitable, but they expose the inadequacy of treating a publication list as a complete inventory of mathematical work.

Occupational statistics create a related illusion. The US Bureau of Labor Statistics reports about 2,200 jobs in the narrowly defined occupation “mathematicians” for 2025, with 53 percent in the federal government. These are not counts of everyone holding a mathematics doctorate or doing mathematical work. Research scientists, applied scientists, quantitative researchers, faculty, and many others can sit in different categories. The BLS classification describes a job label, not the entire population of mathematical thinkers.

Three institutional pictures can help, provided they are treated as contrasts rather than exhaustive histories. Ancient Greek mathematical writing survived through a small, dispersed community of texts and commentators. Göttingen assembled chairs, seminars, reading rooms, and editorial networks into a university centre. The later twentieth century expanded durable careers in intelligence, finance, corporate laboratories, and platforms.

Ancient scholars also depended on patrons; university mathematicians never possessed unlimited independence. Still, the portability of work can differ sharply. Someone changing universities may take the central problems with them. Someone leaving a platform or trading firm may lose the data, code, transaction records, computing cluster, and publication permission that made a problem researchable. Institutional location becomes part of the mathematics that can actually be done.

8. Repricing a Career

The US Survey of Earned Doctorates makes one change unusually concrete. Among mathematics and statistics doctorate recipients with definite US employment commitments outside postdoctoral study, 226 of 325 entered academia in 2003: approximately 70 percent. In 2023, the corresponding figures were 220 of 814, or 27 percent.

The academic numerator barely changed; the denominator more than doubled. These figures do not describe every doctorate recipient, every country, or an entire career. They describe a specified group at graduation, with classification changes also requiring care in comparisons. The NCSES methodological notes supply the underlying counts.

For the 2024 cohort, reported median expected salaries in mathematics and statistics were $150,000 for industry or business, $68,000 for academic employment, and $70,000 for postdoctoral positions. “Industry or business” is not a synonym for every nonacademic sector: government and nonprofit employment are distinct. These are expected starting salaries, not lifetime earnings. Even with those limits, the survey’s salary comparison shows a labour market placing markedly different prices on available paths.

Other questions concern the source of the money. In 1970, Alexander Grothendieck left the IHÉS amid disagreements that included military funding. He helped establish Survivre, concerned with armaments, ecology, and scientific responsibility. His institutional break did not end his mathematical work: substantial research and writing continued afterward, including in the 1980s.

Grothendieck asked where support came from. Bernstein asked who could prevent research from circulating. Financial modelers asked how much power an organization should give their constructions. These are different questions, but all locate mathematics inside arrangements of authority.

What changed after the 1970s was not the invention of applied mathematics. A much larger doctorate-producing system fed a more extensive employment market outside universities. Mathematical models increasingly operated inside decisions rather than merely advising the people who made them: generating quotes, executing trades, allocating advertisements, and ranking what users would see. Data, computation, market access, and experimental permissions became essential assets. Classification was joined by patents, commercial confidentiality, and proprietary datasets as a constraint on circulation.

This is not a simple story of capital capturing formerly innocent knowledge. Companies have supported genuinely open foundational work; Shannon’s 1948 information theory appeared in the Bell System Technical Journal. Universities themselves depend on public budgets, defense funding, foundations, and tuition. The Cocks case shows how thoroughly a state can suppress circulation, not a universal theorem that states always conceal more than firms.

Applications also return problems to mathematics. Cryptography draws on number theory, finite fields, and elliptic curves; finance generates work in stochastic analysis, partial differential equations, numerical methods, and optimization. Platform systems interact with learning theory, combinatorial optimization, and mechanism design. Some results travel back into public knowledge.

One way to understand a researcher’s position is to ask what they can take with them when they leave.

On August 22, 2006, the International Congress of Mathematicians in Madrid announced four Fields medalists. One was absent and refused the medal. The question of what mathematics was worth was about to take another form.

一 吸烟室

1973年四月二十六日,芝加哥期权交易所开张。那一年正好是芝加哥期货交易所成立一百二十五周年,新交易所第一天的交易,就在期货交易所原来的吸烟室里进行。

几个星期以后,一份经济学期刊登出一篇论文,讲怎样给期权定价。作者是费希尔·布莱克和迈伦·斯科尔斯。同一年春天,另一份期刊登出罗伯特·默顿讲同一件事的论文,他的工作稿1971年就有了。布莱克后来回忆,这篇论文早先被期刊退过稿,是芝加哥的几位学者出面推动,才重新得到考虑。

论文要解决的问题可以说得很短:不用先知道每个投资者有多怕风险,也能给一份可以交易的期权定出一个价,这个价可以用股票和借贷复制出来,可以拿套利来检验。要紧的不是那个公式,是定价和对冲从此可以交给受过高等数学训练的人,系统地去做。

布莱克本人的来路就是这件事的样子。他1959年从哈佛的物理系毕业, 1964年拿的是应用数学的博士,论文做的是让机器回答问题的系统。随后他在一家技术公司做人工智能, 1965年底又去了一家咨询公司,在那里第一次碰上金融。1971年他去芝加哥大学商学院, 1975年去麻省理工, 1984年进了高盛,两年后成了合伙人。一个应用数学博士,从咨询公司走到大学,再从大学走进投资银行。

公式从期刊走进交易大厅,只用了几年。布莱克把按模型算出来的理论价格印成表,通过商业渠道卖给交易员。后来有了能编程的计算器,再后来有了计算机,定价成了盘中随手就做的事。到七十年代中后期,这个模型已经是期权交易的共同语言之一。研究金融的社会学家麦肯齐发现了一件更有意思的事:模型用开了以后,市场价格和模型之间的偏差反而缩小了。交易员照着模型做,市场就变得更像模型。

这不是数学第一次跟钱打交道。第一篇里的书吏在泥板上记账,算的就是粮和税。后来天文为航海算表,保险养出了概率,炮兵和测地离不开数学,第二十篇里布莱切利园那一屋子人更不用说。那么1970年代以后,新的是什么。

二 陌生人之间

1976年十一月,斯坦福大学的惠特菲尔德·迪菲和马丁·赫尔曼在一份信息论的期刊上发表了一篇论文,题目叫《密码学的新方向》。论文开头,大意是:密码学正站在一场革命的边上,便宜的数字硬件已经让高等级的密码设备便宜到可以装进远处的取款机和计算机终端里。

他们问的是一个此前被当作密码通信根本障碍的问题:两个从来没有见过面,事先也没有交换过任何秘密的人,能不能在一条谁都能听见的线路上,建立起只有他们两个知道的秘密。论文提出了公开密钥的框架,还有数字签名的想法和一个交换钥匙的办法。这不是公开密码研究的起点,香农等人已有重要的公开工作;但从这时起,公开密钥显著扩展了大学研究者可以发表,检验和继续发展的密码研究。

公开是要付代价的。1977年七月,电气电子工程师学会收到一封信,写信的是国家安全局的一名雇员约瑟夫·迈耶。信里说,学会的刊物和会议发表加密方面的研究,可能触犯军火出口的管制条例。那年十月,学会要在康奈尔大学开信息论的国际会议,赫尔曼的两个学生拉尔夫·默克尔和史蒂夫·波利格准备上台讲自己的工作。默克尔这个题目有来历。1974年秋天,他还在伯克利读本科,在一门计算机安全的课上交了一份课程设计的提议,讲的正是后来叫公开密钥的东西。任课的老师没有接受,他改短改简单了再交,老师仍然没有兴趣,他就退了课,自己接着做。1975年八月他把论文投给一份计算机学会的期刊,又被一位匿名的密码专家否掉,拖了差不多三年才登出来。到了1977年秋天,他和波利格跟家里商量以后,决定不上台了。斯坦福的法律顾问对赫尔曼说,大意是:可以发表,你要是被起诉,学校替你辩护,可要是判了有罪,学校没法替你交罚款,也没法替你坐牢。十月的会上,赫尔曼替学生把论文讲了,两个学生站在他旁边。

同一年,麻省理工学院的三个年轻人,罗纳德·里韦斯特,阿迪·沙米尔和伦纳德·阿德尔曼,给出了一个真正能用的公开密钥办法,既能加密,也能签名。八月,马丁·加德纳在一份科普月刊的数学专栏里介绍了它,那一期的题目叫一种要几百万年才能破开的新密码。专栏附了一道题:一段用这个办法锁上的话,谁能解开,奖一百美元。正式的论文要到1978年二月才登出来。1982年,三个人有了一家公司, 1983年,这个办法拿到了专利。

三 早了四年

1997年十二月十八日,英国的一次公开会议上,一个叫克利福德·科克斯的数学家讲了一段此前没有人能讲的历史。

1969年前后,英国政府通信总部的詹姆斯·埃利斯想到,加密原则上可以不需要双方事先交换秘密, 1970年他把这个想法写进了一份内部文件,他叫它非秘密的加密。他证明了这件事可能,可没找到一个真正能用的办法。1973年九月,二十二岁的科克斯来到通信总部下面管通信安全的部门。他在剑桥国王学院念的数学,又去牛津跟着伯奇做数论,博士没有读完就离开了学校。不久,同事尼克·帕特森跟他讲了埃利斯的想法。科克斯很快找到了一个办法,用的是大素数相乘容易,而从乘积恢复因数困难的不对称,结构上跟四年以后麻省理工那三个人的办法几乎一样。他当时连写都没有写下来。那年十一月二十日,他才把它写成一份内部的短文,题目叫关于非秘密加密的一个注记。1974年,他的同事马尔科姆·威廉森又找到另一个办法,实质上跟迪菲和赫尔曼后来公开的那个交换钥匙的办法相近。

这些东西没有一件能投稿。它们不是投稿失败,是根本不属于允许公开的知识。它们在档案里放了二十多年,直到1997年才解密。埃利斯1987年就把这段经过写成了一篇文章,从自己1970年那份文件写到科克斯和威廉森,文章在内部压了十年。1997年十一月二十五日,埃利斯去世,七十三岁。三个星期以后,那篇文章才被公开贴出来,又过了两天,科克斯在那次会上讲了这段历史。后来的荣誉一件一件来了: 2008年科克斯得了巴斯勋章, 2010年电气电子工程师学会在切尔滕纳姆为埃利斯,科克斯和威廉森立了一块纪念牌, 2015年科克斯当选皇家学会会员。他在通信总部一直做到首席数学家。

这里撞在一起的,是两套不同的优先权制度。按档案,埃利斯,科克斯和威廉森有更早的,可以核查的日期,讲谁最早想到,必须把他们算进去。按公开的科学,迪菲,赫尔曼和麻省理工那三个人没有抄任何人,他们在不知道英国人的情况下独立做出来,并且让结果进入了公开的共同体,可以被人读,被人检验,被人引用,被人往下做。秘密档案可以事后改写最早发现的历史,却不能倒过来取消公开发表者的独立发现。同一种数学,在大学里意味着论文,引用和声誉,在情报机构里首先意味着能力,权限和保密。

大西洋另一边也一样。美国国家安全局在国会作证时说过,它被认为是美国,甚至可能是全世界最大的数学家雇主之一。可是它雇了多少人,做什么方向,没有一个公开的,能逐年核对的数字。保密对数学成果的影响至少有三种:彻底不发表,延迟几十年发表,允许谈思想但限制实现的细节。三种都直接改变一个数学家的声誉怎样积累,引用怎样记下,本事能不能带走。

四 乘起来容易

1940年,英国数学家哈代写了一本小书,替自己这一行辩护。书里有一句:还没有人发现数论或者相对论能为战争派上什么用场,看来在很多年里也不大可能有人发现。在他看来,数论最干净的地方,正在于它不能拿去用。

让数论变得有用的,是乘法和它反过来的那件事之间的不对称。三乘五得十五,一眼就算出来。反过来,给你十五,问它是哪两个素数乘出来的,也不难。给你一百四十三,就要试几下,才找到是十一乘十三。数再往大走,乘的工夫只是跟着位数慢慢加,拆的工夫却涨得飞快。两个一百多位的素数,计算机乘起来通常很快。只给乘积,分解的难度还取决于位数,数的结构,算法和计算资源,不能一概说要算很多年。密码学把易计算而难逆转的候选运算用于构造单向机制,但合适的单向函数是否存在尚未得到无条件证明;RSA使用模幂运算,已知因数可以帮助解密,而破解RSA是否一般等价于分解也没有得到证明。麻省理工那三个人和科克斯的巧处,是在这件难事上开了一扇只有造锁的人能开的门:乘积公开出去,谁都可以用它把消息锁上,要把锁打开,得知道那两个素数,而那两个素数只在造锁的人手里。国家愿意把它锁进档案,公司愿意为它申请专利,靠的都是这一点。

1977年那道一百美元的题,用的乘积有一百二十九位。十七年以后, 1994年四月,它被拆开了。一个小组通过互联网召集了大约六百个志愿者,动用了大约一千六百台计算机,算了几个月。解出来的那句话是:魔法咒语是挑剔的胡兀鹫。那一百美元,他们捐给了一个推广自由软件的基金会。

2020年,一个二百五十位的这种乘积也被拆开了,用的计算量,折合一颗处理器核心不停地算两千七百年。今天真在用的钥匙,乘积通常有六百多位。哈代说不能拿去用的那一门学问,成了国家锁起来,公司拿去申请专利的东西。

五 源码是不是话

1995年,加州大学伯克利分校数学系一个叫丹尼尔·伯恩斯坦的博士生,想发表自己设计的一套加密系统的论文,连同程序的源码。按当时的出口管制,把源码交给外国的同行,要先拿到政府的许可。他在电子前线基金会的支持下起诉了政府。

1996年四月,联邦地区法院的法官接受了他的核心论点:源码有表达的性质,受宪法第一修正案的保护。1999年五月,第九巡回上诉法院的合议庭说得更进一步:旧的管制对密码源码构成违宪的事先限制。法院特别讨论了一个事实:对研究者来说,源码既是能运行的东西,也是同行之间传达算法思想的语言。一段程序更像一台机器,还是更像一篇数学文章,法官不得不回答。

不过, 1999年九月法院同意全院复审时撤回了五月的合议庭意见,不能把它当作未经变动的最终上诉判例。这件事后来没有走到最高法院。结果更实际: 1999年政府宣布大幅放宽商用强加密的出口, 2000年的新规则让研究者在通知等条件下可以公开发布强加密的源码。

同一些年里,国家还想过另一个办法。1993年,美国政府推出一种由国家安全局设计的加密芯片,叫快船芯片,每一块芯片的钥匙都另存一份在政府机构手里,政府依法取得授权以后,可以拿来监听。第二年,美国电话电报公司贝尔实验室的研究员马特·布莱兹发现,这套托管机制里用来防篡改的那一段校验只有十六位,可以绕过去。这一问题绕过的是政府密钥托管机制,并不等于破解了底层加密算法。到1996年前后,这项芯片计划已失去原先的政策势头,但相关争论没有消失。

站在伯恩斯坦这一边的,不只是数学系的人。批评政府那套密钥托管方案的,有里韦斯特,有迪菲,有布莱兹这样做密码研究的计算机科学家,还有律师和软件行业。他们里面很多人首先是计算机科学家或者工程师,不是大学数学系的数学家。把他们一概叫作数学家,反倒会遮住一个新现象:做数学的工作,职业的边界正在散开。

伯恩斯坦后来成了公开密码学里最有影响的人之一。2005年他发布了一条自己设计的椭圆曲线,后来远程登录的软件把它设成默认,新一代的网络加密协议把它列为推荐,好几款聊天软件和加密通道也在用它。当年要打官司才能把源码交给同行的那个博士生,写出来的东西,现在每天在无数台机器上跑。

六 模型的权力

1995年八月,布莱克因喉癌去世,五十七岁。1997年的诺贝尔经济学奖给了斯科尔斯和默顿,评奖委员会在公告里特意提到了布莱克。这个奖不颁给去世的人。

那时候,斯科尔斯和默顿都是一家对冲基金的合伙人。长期资本管理公司1994年由约翰·梅里韦瑟创办,团队里有大批做固定收益,套利和学术金融的人。它做的是高度杠杆,跨市场的相对价值交易:找出两样本该价格相近的东西之间的偏差,押它们迟早会收拢。

1998年八月,俄罗斯违约,全球的钱一起往最安全的地方跑。历史上一向一起动的价格不再一起动,想卖的东西卖不出去。到八月底,这家基金已经赔掉了大约一半的资本。九月二十三日,在纽约联邦储备银行的召集下,一批私人金融机构注资三十六亿美元,接管了它。联储组织了谈判,没有出钱。

十月一日,格林斯潘在国会作证。他说,这家基金的模型在收益结构大体重复历史的时候,能发现价格的偏离,可基金为了维持回报,不断加杠杆,加风险,而1998年的环境跟模型里装的经验大不相同。他在同一份证词里问,应该在多大程度上依赖金融模型,又把问题指向另外几处:杠杆,流动性,还有它的银行交易对手为什么没有做够极端情景的压力测试,没有拦住它的杠杆。

所以把这件事讲成诺贝尔奖公式的失败,是一种过紧的压缩。模型是风险系统的一部分,致命的是几样东西叠在一起:对模型的信心,巨大的杠杆,挤在同一个方向上的交易,突然消失的流动性,以及没有人拦住它的交易对手。

十年以后又是一场危机。结果跟很多人以为的相反:金融机构用的模型没有变少,反而多了一批专门盯着模型的人。2011年,美国的银行监管部门发布了模型风险管理的指引,模型要登记,要独立验证,要有人挑战,要持续监控,要限定用途。数学的工作分成了造模型,审模型,压力测试模型和治理模型几条轨道。

伊曼纽尔·德曼是理论物理的博士,做了七年粒子物理, 1980年进了贝尔实验室, 1985年转到高盛,在那里和布莱克一起做过一个利率模型。2009年一月,他和数学金融学者保罗·威尔莫特发表了一份建模者的宣言,末尾拟了一段誓词。第一句的大意是:建模的人要记住,世界不是他造的,它也不满足他的方程。后面几句说,可以大胆地用模型估价,但不要被数学唬住,不要给用模型的人关于精度的虚假安慰,要把假设和疏漏写明,要明白自己的工作可能对社会和经济有巨大的影响,其中很多超出自己的理解。

七 不在书桌旁

数学家的另一个新去处,是公司里的研究院。

贝尔实验室背后,是美国电话电报公司长期受管制的垄断收入,养得起大量离产品很远的长期研究。1984年公司拆分,九十年代又重组,实验室的规模和位置跟着变了,但它没有消失,今天挂在诺基亚的名下。1970年,施乐公司在帕洛阿尔托建了研究中心。1991年,微软建了自己的研究院,研究员受公司雇用,却按论文,学术会议和大学合作来评价。到了搜索和平台的年代,又多出一种:研究嵌在产品里。推荐,广告竞价,动态定价,欺诈识别,搜索排序,这些活不是一个数学家关在屋里能做完的,要和工程师,经济学家,产品团队一起做,模型要接上日志,线上实验和计算集群,算法成了一套一直在运行的生产设施。

这带来一个很具体的变化。决定一个人能做什么研究的,不再只是书,论文和同事,还有雇主手里的数据,算力,访问量和做实验的权限。换一份工作,失去的可能不只是工资,是研究对象本身。

成果的出口也多了。大学里,数学成果主要是论文,专利和代码是附带的。在算法公司和金融公司里,论文,专利,代码和产品,商业秘密四个出口并存,后两样可能反过来是主要的。国家的档案也许几十年以后会开放,一支失败的交易算法,一套内部的推荐模型,可能随着公司的消失,连档案都不会留下。论文目录不再近似等于成果目录。

职业统计里也看得出来。美国劳工统计局2025年登记在数学家这个职业名下的,只有两千二百来人,一半多在联邦政府。很多数学博士的职位名称已经是研究科学家,应用科学家,量化研究员。做数学的人没有变少,是这个名字装不下他们了。

把三个时代并排看。第三篇里那群古希腊的数学家,是一个极小的,地理上分散的著述共同体,没有职位市场,靠文本和注释一代一代接续。第十四篇的哥廷根是另一种:讨论班,阅览室,教席,期刊的编辑桌,大学成了数学家安身的地方。1970年以后多出了第三种:大学之外,还有情报机构,交易室,企业研究院和平台公司,核心的家当从书信和教职变成了数据,算力,代码和机构的权限,成果归谁,从作者一个人变成作者,雇主,专利和商业秘密几方并存。第一种人失去通信的朋友,手里的问题还在。第二种人换一所大学,大部分问题可以带走。第三种人离职,可能同时失去数据,生产代码,交易记录,计算集群和发表的许可。

八 重新标价

美国每年给新科博士做一次普查。2003年,新科的数学和统计博士里,已经确定在美国拿到博士后以外工作的三百二十五人中,二百二十六人去了学术界,占百分之七十。2023年,这个数字是八百一十四人里的二百二十人,百分之二十七。在这个口径里,学术岗位的人数二十年里几乎没有动,有明确工作的博士多了一倍多。2024年那一届,产业职位预期年薪的中位数大约十五万美元,学术职位六万八千美元,博士后七万美元。这里的产业指产业或商业部门,不只是金融,但不包括所有非学术部门;政府和非营利机构另有分类。这里用不着哪一个资本家去诱惑谁,劳动市场自己已经重新标了价。

这段历史刚开头,就有人问过另一种问题。1970年,格罗滕迪克离开了巴黎郊外的高等科学研究所,他跟所长起了争执,起因之一是研究所的预算里有一小部分来自军方。他随后组织了一个叫生存的团体,讨论军备,生态和科学家的社会责任,这标志着他与原有研究机构关系的断裂,却不是数学生涯的终止;此后直到八十年代,他仍有重要的数学研究与写作。格罗滕迪克问的是钱从哪里来。伯恩斯坦问的是谁有权不让他把东西传出去。金融建模的人问的是,自己的模型在组织里被给了多大的权力。

那么1970年以后新的是什么。不是数学开始有用,是数学家被放进去的方式。人多了:战后的大学造出了远超十九世纪的博士数量,大学装不下同样比例的人,政府和企业就不再只是偶尔请一位数学家当顾问,而是形成了稳定的职业市场。位置变了:过去算出一个数,由官员拍板,现在报价的模型自己在报价,对冲的算法自己在交易,排序的系统替几亿人实时排好他们看见的东西,数学不只在决策的前面,越来越多地在决策的机器里面。家当变了:数据,算力,市场接入和实验流量握在雇主手里。秘密多了一层:国家机密之外,又有商业秘密,专利,保密协议和专有的数据。论文也不再是唯一能带走的东西。

这也不是一个数学被资本收编的故事。企业养得出真正开放的基础研究,贝尔实验室就是例子: 1948年,香农的信息论就登在这家实验室的技术期刊上。大学也从来不在市场之外,它靠公共预算,国防研究,基金会和学费。国家同样可以极其严密地封锁知识:科克斯的发现被锁了二十四年。应用也在往回送东西。公开密钥把数论,有限域,椭圆曲线推到了巨大的工程价值上。金融给随机分析,偏微分方程,数值方法和优化送来大量新问题和职位。算法公司和组合优化,学习理论,机制设计之间也在两头流动。一部分结果,又回到了公开的数学里。

一个人的位置,要看他离开的时候能带走什么。

2006年八月二十二日,马德里的国际数学家大会宣布了那一届的菲尔兹奖。得奖的四个人里,有一个没有来,也不要这枚奖章。

数还在往下算,而什么算数学,还没有算清楚过。

一 吸煙室

1973年四月二十六日,芝加哥期權交易所開張。那一年正好是芝加哥期貨交易所成立一百二十五週年,新交易所第一天的交易,就在期貨交易所原來的吸煙室里進行。

幾個星期以後,一份經濟學期刊登出一篇論文,講怎樣給期權定價。作者是費希爾·布萊克和邁倫·斯科爾斯。同一年春天,另一份期刊登出羅伯特·默頓講同一件事的論文,他的工作稿1971年就有了。布萊克後來回憶,這篇論文早先被期刊退過稿,是芝加哥的幾位學者出面推動,才重新得到考慮。

論文要解決的問題可以說得很短:不用先知道每個投資者有多怕風險,也能給一份可以交易的期權定出一個價,這個價可以用股票和借貸複製出來,可以拿套利來檢驗。要緊的不是那個公式,是定價和對衝從此可以交給受過高等數學訓練的人,系統地去做。

布萊克本人的來路就是這件事的樣子。他1959年從哈佛的物理系畢業, 1964年拿的是應用數學的博士,論文做的是讓機器回答問題的系統。隨後他在一家技術公司做人工智能, 1965年底又去了一家咨詢公司,在那裡第一次碰上金融。1971年他去芝加哥大學商學院, 1975年去麻省理工, 1984年進了高盛,兩年後成了合伙人。一個應用數學博士,從咨詢公司走到大學,再從大學走進投資銀行。

公式從期刊走進交易大廳,只用了幾年。布萊克把按模型算出來的理論價格印成表,通過商業渠道賣給交易員。後來有了能編程的計算器,再後來有了計算機,定價成了盤中隨手就做的事。到七十年代中後期,這個模型已經是期權交易的共同語言之一。研究金融的社會學家麥肯齊發現了一件更有意思的事:模型用開了以後,市場價格和模型之間的偏差反而縮小了。交易員照著模型做,市場就變得更像模型。

這不是數學第一次跟錢打交道。第一篇裡的書吏在泥板上記賬,算的就是糧和稅。後來天文為航海算表,保險養出了概率,炮兵和測地離不開數學,第二十篇裡布萊切利園那一屋子人更不用說。那麼1970年代以後,新的是什麼。

二 陌生人之間

1976年十一月,斯坦福大學的惠特菲爾德·迪菲和馬丁·赫爾曼在一份信息論的期刊上發表了一篇論文,題目叫《密碼學的新方向》。論文開頭,大意是:密碼學正站在一場革命的邊上,便宜的數字硬體已經讓高等級的密碼設備便宜到可以裝進遠處的取款機和計算機終端里。

他們問的是一個此前被當作密碼通信根本障礙的問題:兩個從來沒有見過面,事先也沒有交換過任何秘密的人,能不能在一條誰都能聽見的線路上,建立起只有他們兩個知道的秘密。論文提出了公開密鑰的框架,還有數字簽名的想法和一個交換鑰匙的辦法。這不是公開密碼研究的起點,香農等人已有重要的公開工作;但從這時起,公開密鑰顯著擴展了大學研究者可以發表,檢驗和繼續發展的密碼研究。

公開是要付代價的。1977年七月,電氣電子工程師學會收到一封信,寫信的是國家安全局的一名僱員約瑟夫·邁耶。信裡說,學會的刊物和會議發表加密方面的研究,可能觸犯軍火出口的管制條例。那年十月,學會要在康奈爾大學開信息論的國際會議,赫爾曼的兩個學生拉爾夫·默克爾和史蒂夫·波利格準備上台講自己的工作。默克爾這個題目有來歷。1974年秋天,他還在伯克利讀本科,在一門計算機安全的課上交了一份課程設計的提議,講的正是後來叫公開密鑰的東西。任課的老師沒有接受,他改短改簡單了再交,老師仍然沒有興趣,他就退了課,自己接著做。1975年八月他把論文投給一份計算機學會的期刊,又被一位匿名的密碼專家否掉,拖了差不多三年才登出來。到了1977年秋天,他和波利格跟家裡商量以後,決定不上台了。斯坦福的法律顧問對赫爾曼說,大意是:可以發表,你要是被起訴,學校替你辯護,可要是判了有罪,學校沒法替你交罰款,也沒法替你坐牢。十月的會上,赫爾曼替學生把論文講了,兩個學生站在他旁邊。

同一年,麻省理工學院的三個年輕人,羅納德·里韋斯特,阿迪·沙米爾和倫納德·阿德爾曼,給出了一個真正能用的公開密鑰辦法,既能加密,也能簽名。八月,馬丁·加德納在一份科普月刊的數學專欄里介紹了它,那一期的題目叫一種要幾百萬年才能破開的新密碼。專欄附了一道題:一段用這個辦法鎖上的話,誰能解開,獎一百美元。正式的論文要到1978年二月才登出來。1982年,三個人有了一家公司, 1983年,這個辦法拿到了專利。

三 早了四年

1997年十二月十八日,英國的一次公開會議上,一個叫克利福德·科克斯的數學家講了一段此前沒有人能講的歷史。

1969年前後,英國政府通信總部的詹姆斯·埃利斯想到,加密原則上可以不需要雙方事先交換秘密, 1970年他把這個想法寫進了一份內部文件,他叫它非秘密的加密。他證明了這件事可能,可沒找到一個真正能用的辦法。1973年九月,二十二歲的科克斯來到通信總部下面管通信安全的部門。他在劍橋國王學院念的數學,又去牛津跟著伯奇做數論,博士沒有讀完就離開了學校。不久,同事尼克·帕特森跟他講了埃利斯的想法。科克斯很快找到了一個辦法,用的是大素數相乘容易,而從乘積恢復因數困難的不對稱,結構上跟四年以後麻省理工那三個人的辦法幾乎一樣。他當時連寫都沒有寫下來。那年十一月二十日,他才把它寫成一份內部的短文,題目叫關於非秘密加密的一個注記。1974年,他的同事馬爾科姆·威廉森又找到另一個辦法,實質上跟迪菲和赫爾曼後來公開的那個交換鑰匙的辦法相近。

這些東西沒有一件能投稿。它們不是投稿失敗,是根本不屬於允許公開的知識。它們在檔案裡放了二十多年,直到1997年才解密。埃利斯1987年就把這段經過寫成了一篇文章,從自己1970年那份文件寫到科克斯和威廉森,文章在內部壓了十年。1997年十一月二十五日,埃利斯去世,七十三歲。三個星期以後,那篇文章才被公開貼出來,又過了兩天,科克斯在那次會上講了這段歷史。後來的榮譽一件一件來了: 2008年科克斯得了巴斯勳章, 2010年電氣電子工程師學會在切爾滕納姆為埃利斯,科克斯和威廉森立了一塊紀念牌, 2015年科克斯當選皇家學會會員。他在通信總部一直做到首席數學家。

這裡撞在一起的,是兩套不同的優先權制度。按檔案,埃利斯,科克斯和威廉森有更早的,可以核查的日期,講誰最早想到,必須把他們算進去。按公開的科學,迪菲,赫爾曼和麻省理工那三個人沒有抄任何人,他們在不知道英國人的情況下獨立做出來,並且讓結果進入了公開的共同體,可以被人讀,被人檢驗,被人引用,被人往下做。秘密檔案可以事後改寫最早發現的歷史,卻不能倒過來取消公開發表者的獨立發現。同一種數學,在大學裡意味著論文,引用和聲譽,在情報機構裡首先意味著能力,權限和保密。

大西洋另一邊也一樣。美國國家安全局在國會作證時說過,它被認為是美國,甚至可能是全世界最大的數學家雇主之一。可是它雇了多少人,做什麼方向,沒有一個公開的,能逐年核對的數字。保密對數學成果的影響至少有三種:徹底不發表,延遲幾十年發表,允許談思想但限制實現的細節。三種都直接改變一個數學家的聲譽怎樣積累,引用怎樣記下,本事能不能帶走。

四 乘起來容易

1940年,英國數學家哈代寫了一本小書,替自己這一行辯護。書裡有一句:還沒有人發現數論或者相對論能為戰爭派上什麼用場,看來在很多年裡也不大可能有人發現。在他看來,數論最乾淨的地方,正在於它不能拿去用。

讓數論變得有用的,是乘法和它反過來的那件事之間的不對稱。三乘五得十五,一眼就算出來。反過來,給你十五,問它是哪兩個素數乘出來的,也不難。給你一百四十三,就要試幾下,才找到是十一乘十三。數再往大走,乘的工夫只是跟著位數慢慢加,拆的工夫卻漲得飛快。兩個一百多位的素數,計算機乘起來通常很快。只給乘積,分解的難度還取決於位數,數的結構,算法和計算資源,不能一概說要算很多年。密碼學把易計算而難逆轉的候選運算用於構造單向機制,但合適的單向函數是否存在尚未得到無條件證明;RSA使用模冪運算,已知因數可以幫助解密,而破解RSA是否一般等價於分解也沒有得到證明。麻省理工那三個人和科克斯的巧處,是在這件難事上開了一扇只有造鎖的人能開的門:乘積公開出去,誰都可以用它把消息鎖上,要把鎖打開,得知道那兩個素數,而那兩個素數只在造鎖的人手裡。國家願意把它鎖進檔案,公司願意為它申請專利,靠的都是這一點。

1977年那道一百美元的題,用的乘積有一百二十九位。十七年以後, 1994年四月,它被拆開了。一個小組通過互聯網召集了大約六百個志願者,動用了大約一千六百台計算機,算了幾個月。解出來的那句話是:魔法咒語是挑剔的胡兀鷲。那一百美元,他們捐給了一個推廣自由軟體的基金會。

2020年,一個二百五十位的這種乘積也被拆開了,用的計算量,折合一顆處理器核心不停地算兩千七百年。今天真在用的鑰匙,乘積通常有六百多位。哈代說不能拿去用的那一門學問,成了國家鎖起來,公司拿去申請專利的東西。

五 源碼是不是話

1995年,加州大學伯克利分校數學系一個叫丹尼爾·伯恩斯坦的博士生,想發表自己設計的一套加密系統的論文,連同程序的源碼。按當時的出口管制,把源碼交給外國的同行,要先拿到政府的許可。他在電子前線基金會的支持下起訴了政府。

1996年四月,聯邦地區法院的法官接受了他的核心論點:源碼有表達的性質,受憲法第一修正案的保護。1999年五月,第九巡回上訴法院的合議庭說得更進一步:舊的管制對密碼源碼構成違憲的事先限制。法院特別討論了一個事實:對研究者來說,源碼既是能運行的東西,也是同行之間傳達算法思想的語言。一段程序更像一台機器,還是更像一篇數學文章,法官不得不回答。

不過, 1999年九月法院同意全院復審時撤回了五月的合議庭意見,不能把它當作未經變動的最終上訴判例。這件事後來沒有走到最高法院。結果更實際: 1999年政府宣佈大幅放寬商用強加密的出口, 2000年的新規則讓研究者在通知等條件下可以公開發佈強加密的源碼。

同一些年裡,國家還想過另一個辦法。1993年,美國政府推出一種由國家安全局設計的加密芯片,叫快船芯片,每一塊芯片的鑰匙都另存一份在政府機構手裡,政府依法取得授權以後,可以拿來監聽。第二年,美國電話電報公司貝爾實驗室的研究員馬特·布萊茲發現,這套托管機制里用來防篡改的那一段校驗只有十六位,可以繞過去。這一問題繞過的是政府密鑰托管機制,並不等於破解了底層加密算法。到1996年前後,這項芯片計劃已失去原先的政策勢頭,但相關爭論沒有消失。

站在伯恩斯坦這一邊的,不只是數學系的人。批評政府那套密鑰托管方案的,有里韋斯特,有迪菲,有布萊茲這樣做密碼研究的計算機科學家,還有律師和軟體行業。他們裡面很多人首先是計算機科學家或者工程師,不是大學數學系的數學家。把他們一概叫作數學家,反倒會遮住一個新現象:做數學的工作,職業的邊界正在散開。

伯恩斯坦後來成了公開密碼學里最有影響的人之一。2005年他發佈了一條自己設計的橢圓曲線,後來遠程登錄的軟體把它設成默認,新一代的網絡加密協議把它列為推薦,好幾款聊天軟體和加密通道也在用它。當年要打官司才能把源碼交給同行的那個博士生,寫出來的東西,現在每天在無數台機器上跑。

六 模型的權力

1995年八月,布萊克因喉癌去世,五十七歲。1997年的諾貝爾經濟學獎給了斯科爾斯和默頓,評獎委員會在公告里特意提到了布萊克。這個獎不頒給去世的人。

那時候,斯科爾斯和默頓都是一家對衝基金的合伙人。長期資本管理公司1994年由約翰·梅里韋瑟創辦,團隊裡有大批做固定收益,套利和學術金融的人。它做的是高度槓桿,跨市場的相對價值交易:找出兩樣本該價格相近的東西之間的偏差,押它們遲早會收攏。

1998年八月,俄羅斯違約,全球的錢一起往最安全的地方跑。歷史上一向一起動的價格不再一起動,想賣的東西賣不出去。到八月底,這家基金已經賠掉了大約一半的資本。九月二十三日,在紐約聯邦儲備銀行的召集下,一批私人金融機構注資三十六億美元,接管了它。聯儲組織了談判,沒有出錢。

十月一日,格林斯潘在國會作證。他說,這家基金的模型在收益結構大體重復歷史的時候,能發現價格的偏離,可基金為了維持回報,不斷加槓桿,加風險,而1998年的環境跟模型里裝的經驗大不相同。他在同一份證詞裡問,應該在多大程度上依賴金融模型,又把問題指向另外幾處:槓桿,流動性,還有它的銀行交易對手為什麼沒有做夠極端情景的壓力測試,沒有攔住它的槓桿。

所以把這件事講成諾貝爾獎公式的失敗,是一種過緊的壓縮。模型是風險系統的一部分,致命的是幾樣東西疊在一起:對模型的信心,巨大的槓桿,擠在同一個方向上的交易,突然消失的流動性,以及沒有人攔住它的交易對手。

十年以後又是一場危機。結果跟很多人以為的相反:金融機構用的模型沒有變少,反而多了一批專門盯著模型的人。2011年,美國的銀行監管部門發佈了模型風險管理的指引,模型要登記,要獨立驗證,要有人挑戰,要持續監控,要限定用途。數學的工作分成了造模型,審模型,壓力測試模型和治理模型幾條軌道。

伊曼紐爾·德曼是理論物理的博士,做了七年粒子物理, 1980年進了貝爾實驗室, 1985年轉到高盛,在那裡和布萊克一起做過一個利率模型。2009年一月,他和數學金融學者保羅·威爾莫特發表了一份建模者的宣言,末尾擬了一段誓詞。第一句的大意是:建模的人要記住,世界不是他造的,它也不滿足他的方程。後面幾句說,可以大膽地用模型估價,但不要被數學唬住,不要給用模型的人關於精度的虛假安慰,要把假設和疏漏寫明,要明白自己的工作可能對社會和經濟有巨大的影響,其中很多超出自己的理解。

七 不在書桌旁

數學家的另一個新去處,是公司里的研究院。

貝爾實驗室背後,是美國電話電報公司長期受管制的壟斷收入,養得起大量離產品很遠的長期研究。1984年公司拆分,九十年代又重組,實驗室的規模和位置跟著變了,但它沒有消失,今天掛在諾基亞的名下。1970年,施樂公司在帕洛阿爾托建了研究中心。1991年,微軟建了自己的研究院,研究員受公司雇用,卻按論文,學術會議和大學合作來評價。到了搜索和平台的年代,又多出一種:研究嵌在產品里。推薦,廣告競價,動態定價,欺詐識別,搜索排序,這些活不是一個數學家關在屋裡能做完的,要和工程師,經濟學家,產品團隊一起做,模型要接上日誌,線上實驗和計算集群,算法成了一套一直在運行的生產設施。

這帶來一個很具體的變化。決定一個人能做什麼研究的,不再只是書,論文和同事,還有雇主手裡的數據,算力,訪問量和做實驗的權限。換一份工作,失去的可能不只是工資,是研究對象本身。

成果的出口也多了。大學裡,數學成果主要是論文,專利和代碼是附帶的。在算法公司和金融公司里,論文,專利,代碼和產品,商業秘密四個出口並存,後兩樣可能反過來是主要的。國家的檔案也許幾十年以後會開放,一支失敗的交易算法,一套內部的推薦模型,可能隨著公司的消失,連檔案都不會留下。論文目錄不再近似等於成果目錄。

職業統計里也看得出來。美國勞工統計局2025年登記在數學家這個職業名下的,只有兩千二百來人,一半多在聯邦政府。很多數學博士的職位名稱已經是研究科學家,應用科學家,量化研究員。做數學的人沒有變少,是這個名字裝不下他們了。

把三個時代並排看。第三篇裡那群古希臘的數學家,是一個極小的,地理上分散的著述共同體,沒有職位市場,靠文本和注釋一代一代接續。第十四篇的哥廷根是另一種:討論班,閱覽室,教席,期刊的編輯桌,大學成了數學家安身的地方。1970年以後多出了第三種:大學之外,還有情報機構,交易室,企業研究院和平台公司,核心的家當從書信和教職變成了數據,算力,代碼和機構的權限,成果歸誰,從作者一個人變成作者,雇主,專利和商業秘密幾方並存。第一種人失去通信的朋友,手裡的問題還在。第二種人換一所大學,大部分問題可以帶走。第三種人離職,可能同時失去數據,生產代碼,交易記錄,計算集群和發表的許可。

八 重新標價

美國每年給新科博士做一次普查。2003年,新科的數學和統計博士里,已經確定在美國拿到博士後以外工作的三百二十五人中,二百二十六人去了學術界,佔百分之七十。2023年,這個數字是八百一十四人里的二百二十人,百分之二十七。在這個口徑里,學術崗位的人數二十年裡幾乎沒有動,有明確工作的博士多了一倍多。2024年那一屆,產業職位預期年薪的中位數大約十五萬美元,學術職位六萬八千美元,博士後七萬美元。這裡的產業指產業或商業部門,不只是金融,但不包括所有非學術部門;政府和非營利機構另有分類。這裡用不著哪一個資本家去誘惑誰,勞動市場自己已經重新標了價。

這段歷史剛開頭,就有人問過另一種問題。1970年,格羅滕迪克離開了巴黎郊外的高等科學研究所,他跟所長起了爭執,起因之一是研究所的預算里有一小部分來自軍方。他隨後組織了一個叫生存的團體,討論軍備,生態和科學家的社會責任,這標誌著他與原有研究機構關係的斷裂,卻不是數學生涯的終止;此後直到八十年代,他仍有重要的數學研究與寫作。格羅滕迪克問的是錢從哪裡來。伯恩斯坦問的是誰有權不讓他把東西傳出去。金融建模的人問的是,自己的模型在組織裡被給了多大的權力。

那麼1970年以後新的是什麼。不是數學開始有用,是數學家被放進去的方式。人多了:戰後的大學造出了遠超十九世紀的博士數量,大學裝不下同樣比例的人,政府和企業就不再只是偶爾請一位數學家當顧問,而是形成了穩定的職業市場。位置變了:過去算出一個數,由官員拍板,現在報價的模型自己在報價,對衝的算法自己在交易,排序的系統替幾億人實時排好他們看見的東西,數學不只在決策的前面,越來越多地在決策的機器裡面。家當變了:數據,算力,市場接入和實驗流量握在雇主手裡。秘密多了一層:國家機密之外,又有商業秘密,專利,保密協議和專有的數據。論文也不再是唯一能帶走的東西。

這也不是一個數學被資本收編的故事。企業養得出真正開放的基礎研究,貝爾實驗室就是例子: 1948年,香農的信息論就登在這家實驗室的技術期刊上。大學也從來不在市場之外,它靠公共預算,國防研究,基金會和學費。國家同樣可以極其嚴密地封鎖知識:科克斯的發現被鎖了二十四年。應用也在往回送東西。公開密鑰把數論,有限域,橢圓曲線推到了巨大的工程價值上。金融給隨機分析,偏微分方程,數值方法和優化送來大量新問題和職位。算法公司和組合優化,學習理論,機制設計之間也在兩頭流動。一部分結果,又回到了公開的數學裡。

一個人的位置,要看他離開的時候能帶走什麼。

2006年八月二十二日,馬德里的國際數學家大會宣佈了那一屆的菲爾茲獎。得獎的四個人里,有一個沒有來,也不要這枚獎章。

數還在往下算,而什麼算數學,還沒有算清楚過。

Sources and further reading史料与延伸阅读史料與延伸閱讀

Selected references for historical details and interpretive disputes. Museum records, ancient literary accounts and modern reconstructions do not carry the same kind of evidence.

以下资料对应文中的历史细节与解释分歧。馆藏记录、古代文学与现代重建,不是同一种证据。

以下資料對應文中的歷史細節與解釋分歧。館藏記錄、古代文學與現代重建,不是同一種證據。