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电子计算机之父冯·诺依曼

  熟悉计算机发展历史的人大都知道,美国科学家冯·诺依曼历来被誉为“电子计算机之父”。可是,数学史界却同样坚持认为,冯·诺依曼是本世纪最伟大的数学家之一,他在遍历理论、拓扑群理论等方面做出了开创性的工作,算子代数甚至被命名为“冯·诺依曼代数”。物理学家说,冯·诺依曼在30年代撰写的《量子力学的数学基础》已经被证明对原子物理学的发展有极其重要的价值;而经济学家则反复强调,冯·诺依曼建立的经济增长横型体系,特别是40年代出版的著作《博弈论和经济行为》,使他在经济学和决策科学领域竖起了一块丰碑。

  无论史学家怎样评价,美籍匈牙利裔学者约翰·冯·诺依曼(John Von Neumann , 1903-1957)都不愧为杰出的全才科学大师。人们至今还在津津乐道,这位天才人物的少年时代,竟请不到一位家庭教师……

  事情发生在1931年匈牙利首都布达佩斯。一位犹太银行家在报纸上刊登启事,要为他11岁的孩子招聘家庭教师,聘金超过常规10倍。布达佩斯人才济济,可一个多月过去,居然没有一人前往应聘。因为这个城市里,谁都听说过,银行家的长子冯·诺依曼聪慧过人,3岁就能背诵父亲帐本上的所有数字,6岁能够心算8位数除8位数的复杂算术题,8岁学会了微积分,其非凡的学习能力,使那些曾经教过他的教师惊诧不已。

 

  父亲无可奈何,只好把冯·诺依曼送进一所正规学校就读。不到一个学期,他班上的数学老师走进家门,告诉银行家自己的数学水平已远不能满足冯·诺依曼的需要。“假如不给创造这孩子深造的机会,将会耽误他的前途,”老师认真地说道,“我可以将他推荐给一位数学教授,您看如何?”

  银行家一听大喜过望,于是冯·诺依曼一面在学校跟班读书,一面由布达佩斯大学教授为他“开小灶”。然而,这种状况也没能维持几年,勤奋好学的中学生很快又超过了大学教授,他居然把学习的触角伸进了当时最新数学分支——集合论和泛函分析,同时还阅读了大量历史和文学方面的书籍,并且学会了七种外语。毕业前夕,冯·诺依曼与数学教授联名发表了他第一篇数学论文,那一年,他还不到17岁。
  考大学前夕,匈牙利政局出现动荡,冯·诺依曼便浪迹欧洲各地,在柏林和瑞士一些著名的大学听课。22岁时,他获瑞士苏黎士联邦工业大学化学工程师文凭。一年之后,轻而易举摘取布达佩斯大学数学博士学位。在柏林当了几年无薪讲师后,他转而攻向物理学,为量子力学研究数学模型,又使自己在理论物理学领域占据了突出的地位。风华正茂的冯·诺依曼,靠着顽强的学习毅力,在科学殿堂里“横扫千军如卷席”,成为横跨“数、理、化”各门学科的超级全才。

  “机遇只偏爱有准备的头脑”。1928年,美国数学泰斗、普林斯顿高级研究院维伯伦教授 (O.Veblen)广罗天下之英才,一封烫金的大红聘书,寄给了柏林大学这位无薪讲师,请他去美国讲授“量子力学理论课”。冯·诺依曼预料到未来科学的发展中心即将西移,欣然同意赴美国任教。1930年,27岁的冯·诺依曼被提升为教授;1933年,他又与爱因斯坦一起,被聘为普林斯顿高等研究院第一批终身教授,而且是6名大师中最年轻的一名。

  在冯·诺依曼的一些同事眼里,他简直就不象是我们这个地球上的人。他们评价说:“你看,琼尼的确不是凡人,但在同人们长期共同生活之后,他也学会了怎样出色地去模仿世人。”冯·诺依曼的思维极快,几乎在别人才说出头几句话时,就立即了解到对方最后的观点。天才出自于勤奋,他差不多天都工作到黎明才入睡,也常常因刻苦钻研而神魂颠倒,闹出些小笑话来。

  据说有一天,冯·诺依曼心神不定地被同事拉上了牌桌。一边打牌,一边还在想他的课题,狼狈不堪地“输掉”了10元钱。这位同事也是数学家,突然心生一计,想要捉弄一下他的朋友,于是用赢得的5元钱,购买了一本冯·诺依曼撰写的《博奕论和经济行为》,并把剩下的5元贴在书的封面,以表明他“战胜”了“赌博经济理论家”,着实使冯·诺依曼“好没面子”。
  另一则笑话发生在ENIAC计算机研制时期。 有几个数学家聚在一起切磋数学难题,百思不得某题之解。有个人决定带着台式计算器回家继续演算。次日清晨,他眼圈黑黑,面带倦容走进办公室,颇为得意地对大家炫耀说:

 

  “我从昨天晚上一直算到今晨4点半,总算找到那难题的5种特殊解答。它们一个比一个更难咧!”说话间,冯·诺依曼推门进来,“什么题更难?”虽只听到后面半句话,但“更难”二字使他马上来了劲。有人把题目讲给他听,教授顿时把自己该办的事抛在爪哇国,兴致勃勃地提议道:“让我们一起算算这5种特殊的解答吧。”

  大家都想见识一下教授的“神算”本领。只见冯·诺依曼眼望天花板,不言不语,迅速进到“入定” 状态。约莫过了5分来钟,就说出了前4种解答,又在沉思着第5种……。青年数学家再也忍不住了,情不自禁脱口讲出答案。冯·诺依曼吃了一惊,但没有接话茬。又过了1分钟,他才说道:“你算得对!”

  那位数学家怀着崇敬的心情离去,他不无揶揄地想:“还造什么计算机哟,教授的头脑不就是一台‘超高速计算机’吗?”然而,冯·诺依曼却呆在原地,陷入苦苦的思索,许久都不能自拔。有人轻声向他询问缘由,教授不安地回答说:“我在想,他究竟用的是什么方法,这么快就算出了答案。”听到此言,大家不禁哈哈大笑:“他用台式计算器算了整整一个夜晚!”冯·诺依曼一愣,也跟着开怀大笑起来。

  冯·诺依曼对科学做出的最大贡献当然是在计算机领域。

 

  1944年仲夏的一个傍晚,戈德斯坦来到阿贝丁车站,等候去费城的火车,突然看见前面不远处,有个熟悉的身影向他走过来。来者正是闻名世界的大数学家冯·诺依曼。天赐良机,戈德斯坦感到绝不能放过这次偶然的邂逅,他把早已埋藏在心中的几个数学难题,一古脑儿倒出来,向数学大师讨教。数学家和蔼可亲,没有一点架子,耐心地为戈德斯坦排忧解难。听着听着,冯·诺依曼不觉流露出吃惊的神色,敏锐地从数学问题里,感到眼前这位青年身边正发生着什么不寻常的事情。他开始反过来向戈德斯坦发问,直问得年轻人“好像又经历了一次博士论文答辩”。最后,戈德斯坦毫不隐瞒地告诉他莫尔学院的电子计算机课题和目前的研究进展。

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来源:中国哲士网

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