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人类群星闪耀(77)——冯·诺依曼 '计算机之父',比爱因斯坦牛?

何谓“神童”?

冯·诺依曼于1903年12月28日在匈牙利的布达佩斯出生。

他的家庭是一个犹太人家庭,父亲是一位年轻有为的银行家,母亲则受过良好的教育。

诺依曼十岁之前接受的是典型的犹太式教育:请家庭教师授课。他们非常注意这几个方面的教育:外语(按顺序学习德语、法语、英语、拉丁语、希腊语)、数学、历史。

他们家还有一个很好的传统:吃饭时的讨论。孩子们会提出一个个问题让大家一起讨论,比如一首诗、一个故事、一个新闻等等。每个人都可以发表自己的观点,大人不会把自己的观点强加给孩子。

就是在这种家庭环境下,诺依曼展现出了“神童”的品质:

1、过目不忘(看过一本书或一篇文章后能一字不错地背诵出来)

2、6岁时就能心算八位数除法

3、8岁时掌握微积分(自微积分被发现以来,一直是高等学府的教学内容)

4、10岁时在几个月时间内读完一部四十八卷的世界史,并可以将历史事件进行对比。

5、12岁时就读懂了波莱尔的《函数论》。

1914年夏天,11岁的诺依曼进入大学预科班学习,因为一战的原因,他的学习环境一直很不稳定。

到17岁时,他已被认为即将成为数学家新星了,但是他的父亲在征询过很多朋友的意见后,认为在当时数学家没前途,应该学化学工程。

最后,对数学有着强烈兴趣的他决定同时学两门学科。

他在布达佩斯大学学数学,虽然不听课只参加考试,但成绩一直是A,同时在柏林大学,后转入苏黎世联邦工业大学(这个牛X大学又出现了:爱因斯坦、冯·布劳恩、伦琴等响当当的名字都是从这里走出去的)学习化学。

未满18岁的他要在相聚遥远的三座城市读跨专业的学科,是需要极大的毅力的。(所以请相信:比你有天赋的人,还比你努力。)

1926年,23岁的诺依曼获得化学的大学毕业证书和数学的博士学位。

“神童”变“天才”

1927年到1929年,诺依曼在柏林大学人兼职教授,并发表数篇论文,在集合论、代数学和量子理论方面取得了重要的研究成果。

1930年,美国普林斯顿大学邀请他担任客座讲师。由于德国教授的名额稀缺,再加上战争逼近,诺依曼携新婚妻子来到了这个移民国家。

1933年,诺依曼被聘为普林斯顿高级研究院终身教授,五位教授中包括爱因斯坦,而诺依曼是他们当中最年轻的一位。

躲在照片左边的阴影中

在普林斯顿大学期间,诺依曼总结了量子力学的发展,出版了至今还是经典著作的《量子力学的数学基础》,在群论、连续几何学、格论等也都有突破性的研究。

“曼哈顿计划”

1939年9月,第二次世界大战爆发。1941年底,日本偷袭珍珠港,美国宣布参战。

这时的诺依曼是美国最重量级的爆炸理论专家,是复杂爆破(如碰撞爆破)的计算大师。他被派往盟国英国排除水雷。

因为德国人在水雷中设置了机关,每只水雷感应爆破的模式不同,无法破解。而对于诺依曼来说,这是小菜一碟,他轻松完成了这项任务。

也是在英国,他见到了图灵,感到了对计算技术不同寻常的兴趣。

直到美国开始“曼哈顿计划”,诺依曼被召回。他指导了原子弹最佳结构的设计,确保能装进一架轰炸机内。经过一段时间的努力,“曼哈顿计划”的科学家们终于找到最佳材料成功制成原子弹。

1945年8月6日,铀弹“小男孩”投放广岛,三天后,钚弹“胖子”投放长崎,日本宣布投降。

“计算机之父”

我们的祖先用自己的智慧创造了各种便捷的计算方法,但是,它们并不适合计算机。

相反的是,一些看起来算法上极为复杂的方法,编为程序后反而容易在计算机上实现。而计算方法对于计算速度的提高和计算机硬件同样重要。

诺依曼对计算机的兴趣不在于机器的设计与制造,而是在于计算技巧——计算数学,他是这门学科的奠基人。他认为:计算机的数制应采用二进制,计算机应该按照程序顺序执行。

1950年,诺依曼领导了一个天气预报研究小组,利用ENIAC完成了数值天气预报的首次成功计算。

诺依曼先后创造了矩阵特征值计算、求逆、多元函数值和随机数产生等十来种计算技巧,在之后被广泛应用。

因参与比基尼岛上的核试验,诺依曼遭受了核辐射,于1955年夏被查出患有癌症。

1957年2月8日,诺依曼在医院病逝,终年54岁。

鉴于他在发明电子计算机中所起到的关键性作用,他被誉为“计算机之父”。

他在经济学、物理领域、化学方面都有重要的成就,他无愧是上世纪最伟大的全才之一。

汉斯·贝特曾说:

“我有时在思考冯·诺依曼这样的大脑是否暗示着存在比人类更高级的生物物种?”

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