数学和数学家的威力和魅力：“无”中生有

詹姆斯·哈里斯·西蒙斯（James Harris Simons，1938年4月25日－2024年5月10日）是一位美国对冲基金经理、数学家和慈善家。他是总部位于纽约东塞托基特的量化对冲基金Renaissance Technologies的创始人。

众所周知，他和他的基金是量化投资者，利用数学模型和算法从市场低效率中获取投资收益。由于文艺复兴及其大奖章基金的长期总投资回报，西蒙斯被描述为“华尔街最伟大的投资者”，更具体地说是“有史以来最成功的对冲基金经理”。

西蒙斯去世时的净资产估计为 314 亿美元，使他成为世界上第 51 位富有的人。

西蒙斯因其对模式识别的研究而闻名。他发展了陈省身-西蒙斯形式（与陈省身），并通过提供将几何、拓扑与量子场论相结合的理论框架，为弦理论的发展做出了贡献。

陈-西蒙斯理论是爱德华·维滕（Edward Witten）提出的施瓦茨型三维拓扑量子场论。它是由数学物理学家阿尔伯特施瓦茨首先发现的。它以数学家陈省身 (Shiing-Shen Chern)和詹姆斯·哈里斯·西蒙斯 (James Harris Simons)的名字命名，他们提出了陈省身-西蒙斯 3 式。在 Chern-Simons 理论中，作用与 Chern-Simons 3-形式的积分成正比。

在凝聚态物理学中，陈-西蒙斯理论描述了分数量子霍尔效应态的拓扑顺序。在数学中，它已用于计算结不变量和三流形不变量，例如琼斯多项式。

特别是，陈-西蒙斯理论是通过选择简单的李群G（称为理论规范群）和一个称为理论能级的数字来指定的，该数字是与作用相乘的常数。该作用与规范相关，但是当能级为整数并且规范场强度在3 维时空的 所有边界上消失时，量子理论的配分函数是明确定义的。

它也是拓扑量子计算机（TQC）理论模型中的核心数学对象。具体来说，SU(2) Chern-Simons 理论描述了TQC 的最简单的非阿贝尔任意子模型，即 Yang-Lee-Fibonacci 模型。

陈-西蒙斯理论在 3 流形二维边界上的动力学与共形场论中的融合规则和共形块密切相关，特别是WZW 理论。

陈-西蒙斯理论是一种规范理论，这意味着陈-西蒙斯理论中M的规范群G的经典配置由M上的主G丛描述。该丛的连接的特征在于连接一种形式A，该连接形式 A 在李群G的李代数g中赋值。一般来说，连接A仅在各个坐标块上定义，并且不同块上的A值通过称为规范变换的映射相关联。它们的特征是协变导数（外导数算子d与连接A之和）在规范组G的伴随表示中进行变换。协变导数与其自身的平方可以解释为g值 2-形式F，称为曲率形式或场强度。它也在伴随表示中进行变换。

为了规范地量化陈-西蒙斯理论，我们在 M 中的每个二维表面 Σ 上定义了一个状态。与任何量子场论一样，这些状态对应于希尔伯特空间中的射线。 Schwarz 型拓扑场论中没有优选的时间概念，因此可以要求 Σ 是柯西曲面，事实上，可以在任何曲面上定义状态。

Σ 的余维为 1，因此可以沿 Σ 切割 M。经过这样的切割后，M 将是一个有边界的流形，特别是经典地，Σ 的动力学将由 WZW 模型来描述。威滕表明，这种对应关系甚至在量子力学上也成立。更准确地说，他证明了希尔伯特状态空间始终是有限维的，并且可以规范地与k 级 G WZW 模型的 共形块空间等同。

例如，当 Σ 是 2-球体时，该希尔伯特空间是一维的，因此只有一种状态。当 Σ 是 2-环面时，状态对应于与 k 级 g 对应的仿射李代数的可积表示。对于维滕的陈-西蒙斯理论解，不需要对更高属的共形块进行表征。

1994年，西蒙斯和他的妻子玛丽莲创立了西蒙斯基金会，以支持数学和基础科学研究。该基金会是玛丽莲的母校石溪大学的最高捐助者，也是其母校麻省理工学院和加州大学伯克利分校的主要捐助者。西蒙斯是石溪基金会、麻省理工学院和伯克利西蒙斯·劳弗数学科学研究所的董事会成员，也是美国数学、西蒙斯基金会和文艺复兴科技公司的董事会主席。 2023年，西蒙斯基金会向石溪大学捐赠了5亿美元，这是美国历史上对公立大学的第二大捐赠。

2016 年，国际天文学联合会将小行星6618命名为“吉姆西蒙斯”，这是克莱德·汤博于 1936 年发现的，以西蒙斯的名字命名，以表彰他对数学和慈善事业的贡献。

陈-西蒙斯理论（英語：Chern–Simons theory）以陈省身和詹姆斯·哈里斯·西蒙斯的名字命名，描述三维拓扑量子場論，在物理學有很多應用。此理論用陳-西蒙斯形式。

西蒙斯因其对模式识别的研究而闻名。他发展了陈省身-西蒙斯形式（与陈省身），并通过提供将几何、拓扑与量子场论相结合的理论框架，为弦理论的发展做出了贡献。西蒙斯的数学工作主要集中在流形的几何和拓扑上。他 1962 年在Bertram Kostant的指导下撰写的伯克利博士论文为伯杰对黎曼流形完整群的分类提供了新的证明。随后他开始与陈省身共同研究特征类理论，最终发现了3流形的陈省身-西蒙斯二次特征类。后来，数学物理学家阿尔伯特·施瓦茨发现了早期的拓扑量子场论，它是陈-西蒙斯形式的应用。它也与 4 流形上的杨米尔斯泛函有关，并对现代物理学产生了影响。这些以及对几何和拓扑学的其他贡献使西蒙斯成为 1976 年美国数学会(AMS)奥斯瓦尔德·维勃伦几何奖的获得者。 2014年，当选美国国家科学院院士。

1964 年，西蒙斯与国家安全局合作破译密码。1964年至1968年间，他在国防分析研究所（IDA的CRD）通信研究部担任研究人员，并在麻省理工学院和哈佛大学教授数学。由于公开反对越南战争而被迫离开 IDA，之后他加入石溪大学任教。1968年至1978年，他担任石溪大学数学系主任。1973 年， IBM要求 Simons攻击分组密码Lucifer ，这是数据加密标准(DES)的早期但直接的先驱。西蒙斯于 2004 年 1 月创立了非营利组织Math for America，其使命是通过招募更多高素质教师来改善美国公立学校的数学教育。

二十多年来，西蒙斯旗下的文艺复兴科技公司的对冲基金在世界各地的市场上进行交易，一直采用数学模型来分析和执行交易，其中许多是自动化的。 Renaissance 使用基于计算机的模型来预测金融工具的价格变化。这些模型基于分析尽可能多的收集数据，然后寻找非随机运动来做出预测。

Medallion是不对外部投资者开放的主要基金，自1988年成立以来已赚取超过1000亿美元的交易利润。这意味着1988年至2018年间平均年总回报率为66.1%，平均年净回报率为39.1% 。Renaissance Technologies 还管理着另外三只基金——Renaissance 机构股票基金 (RIEF)、Renaissance 机构多元化 Alpha (RIDA) 和 Renaissance 机构多元化全球股票基金——截至 2019 年 4 月，这些基金的合并资产总额约为 550 亿美元，并向外部投资者开放。

Renaissance聘请了非金融背景的专家，包括数学家、物理学家、信号处理专家和统计学家。该公司最新的基金是文艺复兴机构股票基金（RIEF）。RIEF 历来落后于该公司更为知名的 Medallion 基金，该基金是一个单独的基金，仅包含该公司高管的个人资金。

新泽西州普林斯顿高等研究院的物理学教授爱德华·威滕 (Edward Witten)说：“看到这样一位非常成功的数学家在另一个领域取得成功，真是令人惊讶。”他被许多同行认为是当今最有成就的理论物理学家。

2006年，西蒙斯被国际金融工程师协会评为年度金融工程师。 2020年，他的个人收入估计为26亿美元，2007年为28亿美元，2006年为17亿美元，2005年为15亿美元（当年对冲基金经理中薪酬最高的） ，和 2004 年 6.7 亿美元。2009 年 10 月 10 日，西蒙斯宣布将于 2010 年 1 月 1 日退休，但仍以非执行董事长身份留在文艺复兴公司。

据报道，2014 年西蒙斯的收入为 12 亿美元，其中包括公司管理费和绩效费的一部分、现金补偿以及股票和期权奖励。据《福布斯》杂志报道，2023年西蒙斯的净资产达到300亿美元，在福布斯400强富豪榜上排名第25位。2018年，他在福布斯排行榜上排名第23位， 2019年10月，他的净资产估计为216亿美元。2019年3月，他被《福布斯》评为收入最高的对冲基金经理和交易员之一。

西蒙斯避开聚光灯，很少接受采访，引用《动物农场》中的驴本杰明的解释：“‘上帝给了我一条尾巴来驱赶苍蝇。但我宁愿没有尾巴，也没有苍蝇。’这就是我对宣传的感受。”

1996年，他34岁的儿子保罗在长岛骑自行车时被​​一辆汽车撞死。2003年，他24岁的儿子尼古拉斯在去印度尼西亚巴厘岛旅行时溺水身亡。他的儿子纳特·西蒙斯（Nat Simons）是一位投资者和慈善家，他的女儿利兹·西蒙斯（Liz Si​​mons）是一位教育家和慈善家。

西蒙斯拥有一艘机动游艇，名为阿基米德。它由荷兰游艇制造商Royal Van Lent建造，并于 2008 年交付给西蒙斯。不过西蒙斯没有穿袜子。

西蒙斯是民主党政治行动委员会的主要贡献者。据OpenSecrets报道，西蒙斯在 2016 年选举周期中被评为联邦候选人捐助者排名第五，落后于 Renaissance Technologies 联合首席执行官罗伯特·默瑟 (Robert Mercer)，后者排名第一，通常向共和党捐款。西蒙斯向希拉里·克林顿的“美国优先行动”捐赠了 700 万美元，向众议院和参议院多数派政治行动委员会捐赠了 260 万美元，向艾米丽名单捐赠了 50 万美元。他还向共和党参议员林赛·格雷厄姆的超级政治行动委员会捐赠了25,000美元。自 2006 年以来，西蒙斯已为联邦竞选活动捐款约 3060 万美元。自 1990 年以来，Renaissance Technologies 已向联邦竞选捐款 59,081,152 美元，自 2001 年以来，截至 2016 年已花费 3,730,000 美元用于游说。

2020 年 8 月，西蒙斯向参议院多数派政治行动委员会（民主党的超级政治行动委员会）捐赠了 150 万美元。

据《华尔街日报》 2009 年 5 月报道，西蒙斯因文艺复兴科技公司投资组合业绩差距巨大而受到投资者质疑。大奖章基金专门向现任和前任员工及其家属开放，尽管费用高昂，但 2008 年基金的涨幅达 80%；由外部人士持有的文艺复兴机构股票基金（RIEF）在 2008 年和 2009 年均亏损； 2008 年 RIEF 下降了 16%。

2014年7月22日，西蒙斯因使用复杂的篮子期权来保护日常交易（通常需要缴纳较高的普通所得税率）作为长期资本而受到美国参议院常设调查小组委员会的两党谴责收益。 “Renaissance Technologies 通过将其日常股票交易伪装成长期投资，能够避免缴纳超过 60 亿美元的税款，”该委员会的共和党参议员约翰·麦凯恩(John McCain) 在他的演讲中说道。开幕词。

2015 年《纽约时报》发表的一篇文章称，西蒙斯卷入了当年最大的税务战之一，文艺复兴科技公司“因一个漏洞正在接受美国国税局 ( IRS ) 的审查，该漏洞使他们的基金在 2015 年节省了约 68 亿美元的税款”。大约十年。” 2021年9月，西蒙斯和他的同事宣布将支付数十亿美元的欠税、利息和罚款来解决这一纠纷，这是国税局历史上最大的纠纷之一。

西蒙斯总共向慈善事业捐赠了超过 40 亿美元。西蒙斯和他的妻子玛丽莲·霍里斯·西蒙斯 (Marilyn Hawrys Simons) 于 1994 年共同创立了西蒙斯基金会，这是一个慈善组织，除了科学研究外，还支持与教育和健康相关的项目。西蒙斯基金会于 2003 年建立了西蒙斯基金会自闭症研究计划(SFARI)，作为西蒙斯基金会一系列计划中的一项科学计划。 SFARI 的使命是提高对自闭症谱系障碍的理解、诊断和治疗。

2004 年，西蒙斯创立了Math for America，西蒙斯基金会最初承诺提供 2500 万美元，后来他在 2006 年将这一承诺翻倍。该基金会继续为其运营提供资金，2018 年捐款近 2200 万美元。

西蒙斯是他的本科母校麻省理工学院的最大贡献者之一。这对夫妇和他们的基金会资助了数学系大楼的翻修，该大楼于 2016 年以他们的名字命名，并资助了西蒙斯社交大脑中心。西蒙斯是麻省理工学院公司的终身名誉会员。

西蒙斯是他的毕业母校伯克利分校的主要捐助者。 2012年7月1日，西蒙斯基金会承诺向伯克利分校提供6000万美元建立西蒙斯计算理论研究所，这是世界领先的理论计算机科学合作研究机构。2020年，该基金会向伯克利分校单独拨款总计超过4600万美元，以增加该研究所的捐赠并支持其运营。 2023 年 10 月，该大学宣布西蒙斯基金会额外向该学院提供 2500 万美元作为配套承诺。西蒙斯和他的妻子还向伯克利附属机构提供了大量资助，特别是西蒙斯劳弗数学科学研究所和伯克利实验室。

西蒙斯基金会于 2016 年建立了Flatiron 研究所，容纳 5 个计算科学家组（每个组有 60 名或更多博士级研究人员）。该研究所由四个核心或部门组成：CCB（计算生物学中心）、CCA（计算天体物理中心）、CCQ（计算量子力学中心）、CCM（计算数学中心）和CCN（计算神经科学中心） 。新研究所位于曼哈顿，代表着对基础计算科学的重大投资。

为了纪念他与第一任妻子芭芭拉·西蒙斯 (Barbara Simons)所生的儿子保罗 (Paul)，他在石溪建立了阿瓦隆自然保护区 (Avalon Nature Preserve)，这是一个占地 130 英亩（0.53 平方公里）的自然保护区。阿瓦隆保护区于 2024 年扩大至 216 英亩。

另一个儿子尼克·西蒙斯 (Nick Simons)于2003 年前往印度尼西亚巴厘岛旅行时溺水，享年 24 岁。尼克曾在尼泊尔工作。西蒙斯家族通过尼克·西蒙斯研究所成为尼泊尔医疗保健的大额捐助者。

2006年，西蒙斯和他的妻子玛丽莲通过石溪基金会向石溪大学捐赠了2500万美元，这是当时纽约州立大学学校有史以来最大的一笔捐款。 2008年2月27日，时任州长艾略特·斯皮策宣布西蒙斯基金会捐赠6000万美元，在石溪建立西蒙斯几何和物理中心，这是纽约州历史上向公立大学捐赠的最大一笔捐款。 2011年，这对夫妇再次打破了这一记录，向石溪分校捐赠了1.5亿美元，用于医学科学研究、建造生命科学大楼、建立神经科学研究所和生物成像中心，癌症和传染病研究，35 个新的教授职位和 40 个研究生奖学金。为了获得这笔捐款，石溪分校被允许提高年度学费，这违反了纽约州的传统政策。2023年，该大学宣布收到西蒙斯基金会提供的5亿美元捐赠礼物，这是公立大学有史以来收到的第二大捐赠。

西蒙斯于 2024 年 5 月 10 日在纽约去世，享年 86 岁。他一直积极致力于基金会的工作，直至生命的尽头。西蒙斯身后留下了妻子、三个孩子、五个孙子和一个曾孙。

2008年，他入选Institutional Investors Alpha的对冲基金经理名人堂。

2006年，他被英国《金融时报》评为“全球最聪明的亿万富翁”。

2007年当选为美国哲学会会员。2011年入选《彭博市场杂志》50位最具影响力人物排名。

格雷戈里·祖克曼 (Gregory Zuckerman)撰写的关于西蒙斯及其投资方法的书《解决市场的人：吉姆·西蒙斯如何发起量化革命》于2019 年 11 月 5 日出版。他被约克大学和约克大学授予荣誉博士学位2016年爱丁堡大学 ，2018年都柏林三一学院。