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人類群星閃耀(77)——馮·諾依曼 '計算機之父',比愛因斯坦牛?

何謂“神童”?

馮·諾依曼于1903年12月28日在匈牙利的布達佩斯出生。

他的家庭是一個猶太人家庭,父親是一位年輕有為的銀行家,母親則受過良好的教育。

諾依曼十歲之前接受的是典型的猶太式教育:請家庭教師授課。他們非常注意這幾個方面的教育:外語(按順序?qū)W習(xí)德語、法語、英語、拉丁語、希臘語)、數(shù)學(xué)、歷史。

他們家還有一個很好的傳統(tǒng):吃飯時的討論。孩子們會提出一個個問題讓大家一起討論,比如一首詩、一個故事、一個新聞等等。每個人都可以發(fā)表自己的觀點,大人不會把自己的觀點強加給孩子。

就是在這種家庭環(huán)境下,諾依曼展現(xiàn)出了“神童”的品質(zhì):

1、過目不忘(看過一本書或一篇文章后能一字不錯地背誦出來)

2、6歲時就能心算八位數(shù)除法

3、8歲時掌握微積分(自微積分被發(fā)現(xiàn)以來,一直是高等學(xué)府的教學(xué)內(nèi)容)

4、10歲時在幾個月時間內(nèi)讀完一部四十八卷的世界史,并可以將歷史事件進行對比。

5、12歲時就讀懂了波萊爾的《函數(shù)論》。

1914年夏天,11歲的諾依曼進入大學(xué)預(yù)科班學(xué)習(xí),因為一戰(zhàn)的原因,他的學(xué)習(xí)環(huán)境一直很不穩(wěn)定。

到17歲時,他已被認為即將成為數(shù)學(xué)家新星了,但是他的父親在征詢過很多朋友的意見后,認為在當(dāng)時數(shù)學(xué)家沒前途,應(yīng)該學(xué)化學(xué)工程。

最后,對數(shù)學(xué)有著強烈興趣的他決定同時學(xué)兩門學(xué)科。

他在布達佩斯大學(xué)學(xué)數(shù)學(xué),雖然不聽課只參加考試,但成績一直是A,同時在柏林大學(xué),后轉(zhuǎn)入蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)(這個牛X大學(xué)又出現(xiàn)了:愛因斯坦、馮·布勞恩、倫琴等響當(dāng)當(dāng)?shù)拿侄际菑倪@里走出去的)學(xué)習(xí)化學(xué)。

未滿18歲的他要在相聚遙遠的三座城市讀跨專業(yè)的學(xué)科,是需要極大的毅力的。(所以請相信:比你有天賦的人,還比你努力。)

1926年,23歲的諾依曼獲得化學(xué)的大學(xué)畢業(yè)證書和數(shù)學(xué)的博士學(xué)位。

“神童”變“天才”

1927年到1929年,諾依曼在柏林大學(xué)人兼職教授,并發(fā)表數(shù)篇論文,在集合論、代數(shù)學(xué)和量子理論方面取得了重要的研究成果。

1930年,美國普林斯頓大學(xué)邀請他擔(dān)任客座講師。由于德國教授的名額稀缺,再加上戰(zhàn)爭逼近,諾依曼攜新婚妻子來到了這個移民國家。

1933年,諾依曼被聘為普林斯頓高級研究院終身教授,五位教授中包括愛因斯坦,而諾依曼是他們當(dāng)中最年輕的一位。

躲在照片左邊的陰影中

在普林斯頓大學(xué)期間,諾依曼總結(jié)了量子力學(xué)的發(fā)展,出版了至今還是經(jīng)典著作的《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》,在群論、連續(xù)幾何學(xué)、格論等也都有突破性的研究。

“曼哈頓計劃”

1939年9月,第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)。1941年底,日本偷襲珍珠港,美國宣布參戰(zhàn)。

這時的諾依曼是美國最重量級的爆炸理論專家,是復(fù)雜爆破(如碰撞爆破)的計算大師。他被派往盟國英國排除水雷。

因為德國人在水雷中設(shè)置了機關(guān),每只水雷感應(yīng)爆破的模式不同,無法破解。而對于諾依曼來說,這是小菜一碟,他輕松完成了這項任務(wù)。

也是在英國,他見到了圖靈,感到了對計算技術(shù)不同尋常的興趣。

直到美國開始“曼哈頓計劃”,諾依曼被召回。他指導(dǎo)了原子彈最佳結(jié)構(gòu)的設(shè)計,確保能裝進一架轟炸機內(nèi)。經(jīng)過一段時間的努力,“曼哈頓計劃”的科學(xué)家們終于找到最佳材料成功制成原子彈。

1945年8月6日,鈾彈“小男孩”投放廣島,三天后,钚彈“胖子”投放長崎,日本宣布投降。

“計算機之父”

我們的祖先用自己的智慧創(chuàng)造了各種便捷的計算方法,但是,它們并不適合計算機。

相反的是,一些看起來算法上極為復(fù)雜的方法,編為程序后反而容易在計算機上實現(xiàn)。而計算方法對于計算速度的提高和計算機硬件同樣重要。

諾依曼對計算機的興趣不在于機器的設(shè)計與制造,而是在于計算技巧——計算數(shù)學(xué),他是這門學(xué)科的奠基人。他認為:計算機的數(shù)制應(yīng)采用二進制,計算機應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行。

1950年,諾依曼領(lǐng)導(dǎo)了一個天氣預(yù)報研究小組,利用ENIAC完成了數(shù)值天氣預(yù)報的首次成功計算。

諾依曼先后創(chuàng)造了矩陣特征值計算、求逆、多元函數(shù)值和隨機數(shù)產(chǎn)生等十來種計算技巧,在之后被廣泛應(yīng)用。

因參與比基尼島上的核試驗,諾依曼遭受了核輻射,于1955年夏被查出患有癌癥。

1957年2月8日,諾依曼在醫(yī)院病逝,終年54歲。

鑒于他在發(fā)明電子計算機中所起到的關(guān)鍵性作用,他被譽為“計算機之父”。

他在經(jīng)濟學(xué)、物理領(lǐng)域、化學(xué)方面都有重要的成就,他無愧是上世紀(jì)最偉大的全才之一。

漢斯·貝特曾說:

“我有時在思考馮·諾依曼這樣的大腦是否暗示著存在比人類更高級的生物物種?”

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