计算机之父―冯·诺依曼

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冯・诺伊曼，著名美籍匈牙利数学家，1903年12月3日生于匈牙利布达佩斯的一个犹太人家庭.

冯・诺依曼的父亲麦克斯年轻有为、风度翩翩，凭着勤奋、机智和善于经营，年轻时就已跻身于布达佩斯的银行家行列. 冯・诺依曼的母亲是一位善良的妇女，贤慧温顺，受过良好的教育.

冯・诺伊曼从小就显示出数学天赋，关于他的童年有不少传说.大多数的传说都讲到冯・诺伊曼自童年起在吸收知识和解题方面就具有惊人的速度. 六岁时他能心算做八位数乘除法，八岁时掌握了微积分，十二岁就读懂并领会了波莱尔的大作《函数论》要义.

微积分的实质是对无穷小量进行数学分析.人类探索有限、无限以及它们之间的关系由来已久，l7世纪由牛顿、莱布尼茨发现的微积分，是人类探索无限方面取得的一项激动人心的伟大成果. 三百年来，它一直是高等学府的教学内容，随着时代的发展，微积分在不断地改变它的形式，概念变得精确了，基础理论扎实了，也出现了有不少简明恰当的陈述. 但不管怎么说，八岁的儿童能弄懂微积分，仍然是罕见的. 上述种种传闻虽然不尽可信，但冯・诺伊曼的才智过人，则是与他相识的人们的一致看法.

还有的故事说冯・诺伊曼记忆力惊人，读书过目不忘，如他自幼爱好历史学，读了不少书，后来成了业余的拜占庭史行家. 他还谙熟圣女贞德审讯的详情以及南北战争的细节.乌拉姆回忆说：1937年圣诞节刚过，他和冯・诺依曼驾车从普林斯顿出发，去达克大学参加美国数学家协会会议.当经过文明战争的四战场时，冯・诺依曼叙述了有关战斗的最细微的情节. 他的历史知识堪称渊博，宛如百科全书，而他喜爱的和知道的最详尽的是古代史.

小时候的冯・诺依曼不但聪明机智过人，还富于幽默感，爱好双关语和俏皮的打油诗. 当时，布达佩斯与柏林之间已经可以通长途电话，布达佩斯市内也架起了电话线，不过用电话仍然是个新鲜事.有幸的事，冯・诺伊曼的家中也使用了电话，他时常摆弄电话，对电话号码本也甚有兴趣.电话号码本尽管不厚，但纸上密密麻麻的四位数号码，令人看看就头痛，要记住它是不容易的，但冯・诺依曼却很容易的就把它们全记下来了. 当麦克斯得知自己的孩子有如此之好的记忆力时，十分惊异.

冯・诺依曼十几岁时曾得到一位叫拉斯罗・瑞兹的颇有才华的老师的点拨.他的同学菲尔纳在回忆小冯・诺依曼早期学习情况的信中说过：冯・诺依曼的非凡才华引起了瑞兹的注意，他感到冯・诺依曼有超凡的才能，几年来，瑞兹竭尽全力辅导，而冯・诺依曼吸收知识之快，更是非常惊人. 现在他感到，再由自己来培养冯・诺依曼，就会心有余而力不足了，必须提醒孩子的父母，采取新的方法.瑞兹认为：再按传统的办法教冯・诺依曼中学数学课程将是毫无意义的，应该接受大学教师单独的数学训练.于是在寇夏克教授的指导下，由当时在布达佩斯大学当助教的菲克特对冯・诺依曼进行家庭辅导.

1914年夏天，约翰进入了大学预科班学习，是年7月28日，奥匈帝国借故向塞尔维亚宣战，揭开了第一次世界大战的序幕.由于动乱连年不断，冯・诺依曼全家离开过匈牙利，后来又重返布达佩斯.当然，他的学业也因此受到了一些影响. 但是在毕业考试时，冯・诺依曼的成绩仍名列前茅.

1921年，冯・诺依曼已被大家当作数学家了.他的第一篇论文是和菲克特合写的，那时他还不到18岁.由于考虑到经济上的原因，麦克斯请人劝阻年方17的冯・诺依曼不要专攻数学，后来父子俩达成协议，冯・诺依曼便去攻读化学.

其后的四年间，冯・诺依曼在布达佩斯大学注册为数学方面的学生，但并不听课，只是每年按时参加考试. 与此同时（1921年），冯・诺依曼进入柏林大学，1923年又进入瑞士苏黎世联邦工业大学学习化学. 1926年，他在苏黎世获得化学方面的大学学位，在每学期期末，他还回到布达佩斯大学参加数学考试，因此他也获得了布达佩斯大学数学博士学位.

冯・诺依曼的这种不听课、只参加考试的求学方式，在当时是非常罕见的，就整个欧洲来说也是完全不符合教学规则的. 但是这不合规则的学习方法，却又非常适合冯・诺依曼. 冯・诺依曼在柏林大学学习期间，曾得到化学家哈贝尔的悉心栽培. 哈贝尔是德国著名的化学家，由于合成氨而获诺贝尔奖.

在苏黎世逗留期间，冯・诺依曼常常利用空余时间研读数学、写文章、和数学家通信. 在此期间，冯・诺依曼受到了希尔伯特和他的学生施密特和外尔的思想影响，开始研究数理逻辑.当时外尔和波伊亚两位也在苏黎世，他和他们有过交往.一次外尔短期离开苏黎世，冯・诺依曼还代他上过课.聪明的智慧加上得天独厚的栽培，冯・诺依曼成长得十分迅速，当结束学生时代的时候，他已经涉足数学、物理、化学科的某些前沿领域.

1926年春，冯・诺依曼到哥廷根大学任希尔伯特的助手.1927至1929年，冯・诺依曼在柏林大学任兼职讲师，其间他发表了集合论、代数和量子理论方面的文章. l927年，冯・诺依曼到波兰里沃夫出席数学家会议，那时他在数学基础和集合论方面的工作已经很有名气.

l929年，冯・诺依曼转任汉堡大学兼职讲师.1930年，他首次赴美，成为普林斯顿大学的客座讲师.善于网罗人才的美国不久就聘冯・诺依曼为客座教授.

冯・诺依曼当时曾经算过，德国大学里现有的和可以期待的空缺职位很少，在3年内会新任命3名教授，而参加竞争的讲师则有40名之多.在普林斯顿，冯・诺依曼每到夏季就回欧洲，一直到l933年担任普林斯顿高级研究院教授为止. 当时高级研究院聘有6名教授，其中就包括爱因斯坦，而年仅30岁的冯・诺依曼是他们当中最年轻的一位.

在高等研究院初创时，欧洲来访者会发现，那里充满着一种极好的不拘礼节、崇尚研究的风气.教授们的办公室设置在大学的“优美大厦”里，安定的生活保证了高质量的研究成果层出不穷.可以这样说，那里集中了有史以来最多的有数学和物理头脑的人才.

l930年，冯・诺依曼和玛丽达・柯维斯结婚.1935年，他们的女儿玛丽娜出生在普林斯顿. 冯・诺依曼家里常常举办时间持续很长的社交聚会，这是远近皆知的. l937年，冯・诺依曼与玛丽达・柯维斯离婚，1938年又与克拉拉・丹结婚，并一起回普林斯顿. 丹随冯・诺依曼学数学，后来成为优秀的编程家.与克拉拉结婚后，冯・诺依曼的家仍是科学家聚会的场所，他还是那样殷勤好客，在他家里人人都会感到一种舒适的气氛.

二次大战欧洲战事爆发后，冯・诺依曼的活动越出了普林斯顿，参与了同反法西斯战争有关的多项科学研究计划. l943年起他成了制造原子弹的顾问，战后仍在政府诸多部门和委员会中任职. 1954年，又成为美国原子能委员会成员.

冯・诺依曼的多年老友，原子能委员会主席斯特劳斯曾对他作过这样的评价：从被任命到1955年深秋，冯・诺依曼一直干得很漂亮. 他有一种使人望尘莫及的能力，最困难的问题到他手里，都会被分解成一件件看起来十分简单的事情.用这种办法，他大大地促进了原子能委员会的工作.

冯・诺依曼的健康状况一直很好，可是由于工作繁忙，到l954年他开始感到十分疲劳.1955年的夏天，X射线检查出他患有癌症，但他还是不停地工作，病势不断恶化. 后来，他坐在轮椅上，继续思考、演说及参加会议.长期而无情的疾病折磨着他，慢慢地终止了他所有的活动.1956年4月，他进入华盛顿的沃尔特・里德医院.1957年2月8日他在医院逝世，享年53岁.

冯・诺伊曼是二十世纪最重要的数学家之一，在纯粹数学和应用数学方面都有杰出的贡献.他的工作大致可以分为两个时期：1940年以前，主要是对纯粹数学的研究：在数理逻辑方面提出简单而明确的序数理论，并对集合论进行新的公理化，其中明确区别集合与类；其后，他研究希尔伯特空间上线性自伴算子谱理论，从而为量子力学打下数学基础；1930年起，他证明平均遍历定理，开拓了遍历理论的新领域；1933年，他运用紧致群解决了“希尔伯特第五问题”；此外，他还在测度论、格论和连续几何学方面也有开创性的贡献；从1936年到1943年，他和默里合作，创造了算子环理论，即现在所谓的冯・诺伊曼代数.

1940年以后，冯・诺伊曼转向应用数学的研究.如果说他的纯粹数学成就属于数学界，那么他在力学、经济学、数值分析和电子计算机方面的工作成果则属于全人类. 第二次世界大战爆发后，冯・诺伊曼因战事的需要研究可压缩气体运动，建立冲击波理论和湍流理论，发展了流体力学；从1942年起，他同莫根施特恩合作，写作《博弈论和经济行为》一书，这是博弈论（又称对策论）中的经典著作，使他成为数理经济学的奠基人之一.

冯・诺伊曼对世界上第一台电子计算机ENIAC(电子数字积分计算机)的设计提出过建议，1945年3月他在共同讨论的基础上起草EDVAC（电子离散变量自动计算机）设计报告初稿，这对后来计算机的设计有决定性的影响，特别是确定计算机的结构，采用存储程序以及二进制编码等，至今仍为电子计算机设计者所遵循.

1946年，冯・诺依曼开始研究程序编制问题，他是现代数值分析―计算数学的缔造者之一，他首先研究线性代数和算术的数值计算，后来着重研究非线性微分方程的离散化以及稳定问题，并给出误差的估计. 他协助发展了一些算法，特别是蒙特卡罗方法.

40年代末，他开始研究自动机理论，研究一般逻辑理论以及自复制系统. 在生命的最后时刻他深入比较天然自动机与人工自动机. 他逝世后，其未完成的手稿在1958年以《计算机与人脑》为名出版.

冯・诺伊曼的主要著作收集在《冯・诺伊曼全集》（6卷，1961）中.

无论在纯粹数学还是在应用数学研究方面，冯・诺依曼都显示了卓越的才能，取得了众多影响深远的重大成果.不断变换研究主题，常常在几种学科交叉渗透中获得成就是他的特色.