(1903年12月28日—1957年2月8日)
电子计算机如此重要,我们就很有必要了解一下它的发明者——美国大数学家冯·诺依曼。
冯·诺依曼于1903年12月28日出生于匈牙利首都布达佩斯一个富裕的犹太人家庭,他的父亲曾受匈牙利国王的册封,获得低等贵族称号。
冯·诺依曼在童年时代就表现得智力超常,聪明过人。他在吸纳知识和解题方面具有惊人的速度。6岁时能心算八位数除法,8岁时精通了微积分,12岁那年啃完了大数学家波莱尔的巨著《函数论》。冯·诺依曼自幼爱好历史学,读书能够过目成诵,童年时代就通晓了整个欧洲历史,并熟谙圣女贞德受审时的详情以及美国南北美战争的细节。据说,只要冯·诺依曼看过电话本的某一栏,就能牢记栏内的姓名、地址及电话号码。他不但非常聪慧敏捷,还极富幽默感,喜欢开玩笑和写俏皮的打油诗。
冯·诺依曼读小学和中学时,成绩特别优秀,在数学上更是无与伦比。中学毕业时,他的父亲从经济收入的角度出发,希望诺依曼将来成为一名工程师,不要从事比较清淡的数学研究。最后,父子俩达成协议,诺依曼去攻读化学。1921年至1925年,他先后在柏林大学和苏黎世大学学习化学。1926年,23岁的诺依曼同时获得了苏黎世大学化学工程和布达佩斯大学数学博士证书。
之后,他被聘任为柏林大学无薪教授(薪水直接来自学生的学费)。从此他开始进行了无限维空间和量子方面的纯数学研究,并在量子力学方面获得了重大发现。诺贝尔奖金获得者E·维格纳曾在一次演讲中说:冯·诺依曼在量子力学方面的贡献,就足以确保他在当代理论物理领域中的杰出地位。
1930年,冯·诺依曼以客座讲师的身份赴美国普林斯顿大学讲学,第二年就应聘当上了普林斯顿大学的数学教授。1933年普林斯顿高级研究院成立,诺依曼是研究院的奠基者之一。他后来加入了美国国籍,在普林斯顿大学度过了整个生命历程。
数学上的诺依曼是个天才,生活中的诺依曼却是个凡人。他还喜欢饮酒和打扑克牌,不过在牌场上他总是输家。
1937年诺依曼与妻子离了婚,次年与一位叫克拉拉·丹的女士结婚。克拉拉·丹随诺依曼学习数学,后来成为优秀的计算机程序编制家。有一次克拉拉在接受记者采访时谈起他的丈夫,说:“他对自己家的屋子连一点几何头脑都没有。什么东西放在什么地方,他一概不清楚。我们在一起生活了十七年,他连玻璃杯放在哪里都不知道……他从来没有用过锤子和螺丝刀。家里的事,除了修拉链以外,他什么都不做。”有一天早晨,冯·诺依曼从普林斯顿的家里出发,驱车去纽约赶赴一场聚会。车到半路上,他却打电话回来问妻子:“我今天去纽约干什么?”
然而,诺依曼决不是那种书呆子气十足的柔弱书生。他是个粗壮结实的男子汉,衣着穿戴整齐而讲究。他的举止优雅大方,风度翩翩,说起话来妙趣横生,使人感到和善可亲。诺依曼上学的时候就因成绩优异和性格活泼而倍受老师们的喜爱,但他思考问题的速度却令人生畏。他的老师G·波列亚曾说过这么一段话:“约翰尼(指冯·诺依曼)是我唯一感到害怕的学生。如果我在演讲中列出一道难题,演讲结束时,他总会手持一张潦草写就的纸片向我走来,告诉我他已把难题解出来了。”无论是抽象的求证还是复杂的运算,诺依曼做起来总是得心应手。在他于1946年将发明的计算机调试好之后,有人建议让诺依曼与计算机来一场运算比赛,结果他竟然战胜了电子计算机。
冯·诺依曼具有过人的才能,但他决不是那种依赖特殊天资而裹足不前的人。他始终没有忘记勤奋工作。他的夫人曾经说过:“约翰尼在家写作总要到深夜或黎明时分才搁笔,他的工作能力惊人。”除了在家里拼命写作以外,他在办公室也孜孜不倦地工作。每天一大早诺依曼就到研究院,直到很晚才离开。他十分珍惜时光,处理事务井井有条,而且事无巨细都要亲自过问。
聪明才智加上勤奋努力带来的必然是丰硕的成果。冯·诺依曼一生写下了150多篇论文,其中约60篇是关于纯数学的,20篇是物理学的,另外60篇属于应用数学领域(包括计算机理论),其中有许多创举和重大发现。
1900年,德国数学家大卫·希尔伯特曾提出了23个著名的数学问题。这些问题总结了当时数学知识的现状,指明了以后数学家所需要做的工作。1933年,有位叫哈尔的数学家证明了希尔伯特的第五个问题,与此同时,冯·诺依曼也获得了这个问题的证明。他俩的文章被发表在同一期数学年刊上,并且前后紧接着,被人们传为美谈。
1940年以后,冯·诺依曼把兴趣从纯数学转移到应用数学领域。他的应用数学研究范围涉及统计学、冲击波、弹道学、气象学、博弈论和计算机等问题。他曾提出用聚变引爆核燃料的建议,并支持发展氢弹和原子弹。他的博奔论在经济学与社会工程等领域用处很大。所谓博弈论就是数学上所说的极大极小定理,运用它能达到最佳选择效果,从而避免不必要的经济损失。有人认为,博弈论是“20世纪前半期最伟大的科学创造之一”。
冯·诺依曼最后一个同时也是他最大的贡献就是发明了电子计算机,创立了自动化和自动控制理论。他确立了一台计算机所必须具有的四大运行系统(运算系统、存贮系统、控制系统、输入输出系统)。1946年,他发明了人类历史上第一台电子计算机。这台计算机取名为“艾尼阿克”,体积有一间房子那么大,重达几十吨,采用了上万个电子管元件,运算速度达每秒数千次。时至今日,计算机已发展到第四代、第五代,每秒运行上十亿次的巨型计算机以及能模仿人类思维的智能计算机都已出现,第六代甚至第七代计算机也正在研制之中。冯·诺依曼研制的第一台计算机虽然已进入历史博物馆,但它却成了人类科技发展史上最高的一块丰碑,对推动人类文明进步和科技发展产生了难以估价的作用。
1955年,冯·诺依曼因病住院。经过检查,结果确诊为癌症。病情在恶化,癌细胞在扩展,诺依曼知道他的时间不多了,便抓紧一切时间顽强工作。后来他走不动了,被安置在轮椅上,他仍在不停地思考、写作和参加各种会议。1956年4月,他进入沃尔特·里德医院,在这里度过了他一生的最后一段时光。
冯。诺依曼是他那个时代的杰出人物。他离开我们已经几十年了,并向我们越走越远,然而他发明的电子计算机却日益走近我们的生活。他那富有传奇色彩的生活历程、乐观向上的人生态度、全力以赴的工作精神将永远与我们同在。