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他或许不是“计算机之父”,但一定是“计算机助产士”|这个人有好奇心

王杰夫2016-01-01 18:15:36

他的传奇轶事或许让他的成就显得不那么严肃。

他是谁:约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann,1903 - 1957),数学、物理学、经济学、计算机学等等学科都是一代宗师。

好奇心:他之所以被很多人称作电子计算机之父,不仅仅因为其理论上的贡献,还有政治上的斡旋。

         

1945 年的冬季,在普林斯顿高等研究院工作了 10 多年的冯·诺伊曼教授,相继向芝加哥大学、麻省理工学院、哈佛大学,以及哥伦比亚大学等一批在美国数学领域举足轻重的研究机构寄出了一封信。

信写的不长,内容也大同小异,但却透露出一个足以引起震动学术圈的消息——冯·诺伊曼教授打算换个地方工作。此时的诺伊曼已经是学术巨擘,他在纯数学领域、量子力学和经济学中都有开创性的成就。对于任何大学来说,得到他的加入就像是得到一面聚集人心的旗帜。

然而,冯·诺伊曼一点也没打算离开普林斯顿高等研究院,他寄出的这么多封求职信不过是一个大计划中的小小一环。

1945 年年中,随着纳粹德国签署投降书,第二次世界大战也终于走向尾声,整个世界开始重新步入正轨。美国学术圈也不例外,各个高校、研究机构都在结束为战争而进行的研究项目。

同年四月,高等研究院院长埃德洛特(Frank Aydelotte)发表提议,要求研究人员“减少,直至彻底放弃他们的战时工作”,重新恢复正常的学术研究。而众所周知的是,冯·诺伊曼教授在战争中与美国军方密切合作,他参加的 ENIAC 计算机项目为原子弹制造作出了重要贡献。

在一些人看来,计算机毫无疑问是一台恐怖的战争机器,但在冯·诺伊曼眼里,这是一台推动整个人类文明进步的工具。他还主导设计了 ENIAC 的改进计划,在《EDVAC 报告书的第一份草案》中他提出了首个能够进行编程的计算机,也就是冯·诺伊曼架构。

高等研究院诺伊曼在高等研究院制造的计算机

于是,他向当时高等研究院院长埃德洛特建议在高等研究院内复制一台计算机。可以想像诺伊曼遇到的阻力。一方面人们恶其余胥,将对战争的不满转移到计算机头上,况且这个占地上百平米、隆隆作响的庞然大物长得一点也不友好;另一方面,大部分学者并不清楚计算机的潜力,认为耗资建造这么一个玩意完全是浪费。

但冯·诺伊曼却早有准备,他一只手拿着胡萝卜,另一只手挥舞着大棒。

他先向院长和董事会成员送上胡萝卜,陈述计算机的巨大潜力。这台计算机一旦建成,其运算能力将会比现存最强大的机器还要快上 1000 倍。它对于量子力学、流体动力学、统计学等等需要进行大规模计算学科的推动作用不言而喻,这将促使普林斯顿高等研究院成为整个美国的学术中心。

同时,他还私下里向院长埃德洛特展示了大棒。冯·诺伊曼当初向各个大学、研究机构的求职信有了回音,这些学校无不高薪聘请他来本校工作。他向院长展示了芝加哥大学和麻省理工学院的任命书(Offer),表示如果高等研究院不接受建造计算机的提议,那么他只能够去其它学校完成这一计划了。

最终,在冯·诺伊曼的威逼和利诱下,董事会终于决定在校园内建造战后第一台计算机 IAS 机。而正如诺伊曼承诺的那样,由于这台机器的存在,高等研究院也因此在之后的十多年中成为美国学术圈的中心。

毫无疑问,冯·诺伊曼首先是超一流的纯理论研究者,他在几乎所有数学理论方面都有巨大贡献,在其中的遍历理论、拓扑群理论方面,他更是拥有开山鼻祖的地位。而他作为纯数学家的贡献没有广泛为公众所知,一方面由于他的贡献对于普通人来说都过于艰深,另一方面,则是由于他在应用数学领域同样贡献匪浅。

他善于将纯数学理论与现实相结合,就像他自己说的那样,“当一门数学学科远离它的经验来源,或者甚至它只是由来自‘实际’的思想间接激发产生的第二代和第三代,这门学科就危机四伏了......我觉得唯一的补救办法就是恢复到青春回到起源,重新注入多少是直接经验的思想。”

在数学与物理学结合方面,他严谨地将量子力学的基础公式化,为物理学提供了可供计算的模型,同时还推动了数学进步。冯·诺伊曼代数,算子理论也就发源于此。

在数学与经济学结合上,他算得上最早建立了博弈论的人之一。1928 年,他在《客厅游戏中的理论》一文中提出了博弈论中重要的“极小化极大算法”。而他在 1944 年与奥斯卡·摩根施特恩合著的巨作《博弈论与经济行为》更被认为是现代博弈理论开始的标识。

除此以外,冯·诺伊曼更是一个学术圈内少有的实干家。他既能够在学术上高屋建瓴,不断开拓新的研究领域,同时又在政治中长袖善舞,经世致用。

例如在二战时美国的原子弹制造任务中,除了学术领头人奥本海默外,冯·诺伊曼担任了科学家与美国军方沟通的桥梁。并且牵头解决了原子弹及氢弹制造中关键的数学问题。

值得一提的是,冯·诺伊曼从未自称“计算机之父”,他多次强调了图灵才是现代计算机的创始人。此外,他还是少数几个在麦卡锡主义时期,当奥本海默遭受非公正对待时敢于挺身而出的朋友。

题图来自:nytimeswww.mycomputermuseum.it

   

这是 “50 个有好奇心的人” 系列,我们将介绍:约翰·拉塞特道格拉斯·亚当斯艾萨克·阿西莫夫詹姆斯·卡梅隆 ,亨利·卢斯泰德·特纳约翰·亨德里克斯,斯图尔特·布兰德亨利·福特约翰·马龙盛田昭夫迈克尔·米尔肯诺兰·布什内尔安藤百福乔治·伊士曼托马斯·米奇利史蒂芬·沃尔夫勒姆冯·诺依曼拉里·佩奇艾伦·图灵高登·摩尔安迪·沃霍尔伍迪·艾伦“中本聪”“班克斯”唐纳德·诺曼大卫·格芬保罗·史密斯大卫·奥格威萨奇兄弟查理·芒格查尔斯·郎佛迅拉里·金林纳斯·托瓦兹道格·恩格尔巴特马克·安德里森埃德温·兰德乔治·巴帕尼古拉杰夫·贝索斯保罗·格雷厄姆哈利·厄尔蒂姆·伯纳斯·李埃德温·阿姆斯特朗雷蒙德·达马迪安尼古拉·特斯拉詹姆斯·拉夫洛克威廉·杜兰特吉姆·克拉克霍华德·休斯肖恩·帕克。名单可能会继续扩充,如果我们发现了足够了不起的好奇心。 

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