正文 馮·諾依曼(1 / 3)

回顧20世紀科學技術的輝煌發展時,我們不能不提及20世紀最傑出的數學家之一的約翰·馮·諾依曼。

馮·諾依曼是美籍匈牙利人,父親是一個銀行家,家境富裕,馮·諾依曼因此受到了良好的教育。他在數學、物理、經濟學以及計算機等諸多領域,都作出了開創性的貢獻。在計算機的發明過程中,馮·諾依曼起到關鍵性作用,他提出了現代電腦的體係結構,對計算機的發展產生了深遠的意義,因此被西方人譽為“計算機之父”。

天才少年

1903年12月28日,在匈牙利布達佩斯市的一個富裕的猶太人家庭,誕生了一個嬰兒,他就是後來被譽為“計算機之父”的約翰·馮·諾依曼。

古老而美麗的布達佩斯坐落在藍色的多瑙河畔,自古以來被譽為“多瑙河上的明珠”。多瑙河靜靜地流淌,將城市一分為二,河西岸稱為布達,東岸稱為佩斯。熱鬧繁華的佩斯是行政商業和文化中心,國會大廈及政府機構大都集中在這裏;布達依山而建,林木蒼翠,這裏有富麗堂皇的王宮,建築精致的漁人堡,以及大教堂等著名建築群。

世紀之交,布達佩斯成為歐洲第六大城市,銀行家、商人、藝術家和知識分子雲集於此。此後,這裏相繼誕生了一批偉大的天才人物,如氫彈之父愛德華·特勒、超音速飛機之父西馮·卡門、核物理學家西拉德等,其中,就包括馮·諾依曼。

匈牙利自1867年從奧地利獲得一定程度的獨立性之後,工業時代的機器和資本主義機製開始發揮巨大作用,財力的雄厚加上貴族權力的保留,使得社會極度重視教育體製。當時,匈牙利的中學教育體製相當強大。中學教師尤其是高中教師的水平和地位非常高,絲毫不亞於貴族。而這批偉大人物無一不是在匈牙利完成的中學學業,並基本上在中學階段就奠定了一生的發展方向。

馮·諾依曼的父親麥克斯是一個銀行家,機智而又善於經營,他十分注意對孩子的教育。馮·諾依曼的母親,賢惠溫順,受過良好的教育。馮·諾伊曼從小就顯示出數學天才,關於他的童年有不少傳說。他興趣廣泛,讀書過目不忘,在吸收知識和解題方麵具有驚人的速度。據說,他6歲時就能心算做八位數乘除法,並能用古希臘語同父親閑談。一生之中,他掌握了七種語言,其中最擅長德語,在他用德語思考種種設想時,又能以閱讀的速度譯成英語。8歲時,馮·諾依曼學到了微積分,12歲就讀懂領會了波萊爾的大作《函數論》要義。其非凡的學習能力,使那些曾經教過他的老師驚詫不已。

1914年夏天,11歲的馮·諾依曼被送進一所正規學校就讀。同年7月28日,奧匈帝國向塞爾維亞宣戰,此後不久,兩個國家之間的戰爭迅速演變為世界大戰,34個國家約15億人被卷入戰爭。第一次世界大戰的序幕由此揭開。

由於戰爭動亂連年不斷,馮·諾依曼全家曾多次離開匈牙利。但這絲毫沒有影響馮·諾依曼的學業。還不到一個學期,數學老師就告訴馮·諾依曼的父親,自己的數學水平已遠不能滿足他兒子的需要,但是他可以給馮·諾依曼推薦一位布達佩斯大學的數學教授。

馮·諾依曼的父親一聽大喜過望,於是讓兒子一麵在學校跟班讀書,一麵由布達佩斯大學教授為兒子輔導。然而,這種狀況也沒能維持幾年,馮·諾依曼很快又超過了大學教授,他居然把學習的觸角伸進了當時最新數學分支--集合論與泛函分析,同時還閱讀了大量曆史和文學方麵的書籍。畢業前夕,馮·諾依曼與數學教授聯名發表了他第一篇數學論文,這時,他還不到18歲。這時,他已被大家當做數學家了。

年輕的教授

中學畢業的其後四年間,馮·諾依曼在布達佩斯大學注冊為數學方麵的學生,但並不聽課,隻是每年按時參加考試。他的足跡遍布歐洲各地。1921年,馮·諾依曼進入柏林大學學習。兩年後,他又進入瑞士蘇黎世聯邦工業大學學習化學。1926年,23歲的馮·諾依曼獲得化學工程師資質。一年之後,輕而易舉摘取布達佩斯大學數學博士學位。

馮·諾依曼的這種不參加聽課隻參加考試的求學方式,當時是非常特殊的,就整個歐洲來說也是完全不合規則的。但是這不合規則的學習方法,卻又非常適合馮·諾依曼。馮·諾依曼在柏林大學學習期間,曾得到德國著名的化學家弗裏茨·哈伯的悉心栽培。

逗留蘇黎世期間,馮·諾依曼常常利用空餘時間研讀數學、寫文章和數學家通信。這時,馮·諾依曼受到了德國數學家希爾伯特的思想影響,開始研究數理邏輯。當結束學生時代的時候,馮·諾依曼已經漫步在數學、物理、化學三個領域的某些前沿。

1926年春天,馮·諾依曼到哥廷根大學任希爾伯特的助手。1927-1929年,他在柏林大學任兼職講師,期間發表了集合論、代數和量子理論方麵的論文。這時,馮·諾依曼在數學基礎和集合論方麵的工作已經很有名氣。

“機遇隻偏愛有準備的頭腦”。1928年,美國數學泰鬥、普林斯頓高級研究院維伯倫教授廣羅天下之英才,一封聘書寄給了柏林大學這位無薪講師,請他去美國講授“量子力學理論課”。

馮·諾依曼預料到未來科學的發展中心即將西移,欣然同意赴美國任教。1930年,27歲的馮·諾依曼成為普林斯頓大學的客座講師。1933年,他又與愛因斯坦一起,被聘為普林斯頓大學高等研究院第一批終身教授,而當時30歲的馮·諾依曼是6名大師中最年輕的一個。

在高等研究院初創時間,歐洲來訪者會發現,這裏集中了有史以來最多的有數學和物理頭腦的人才。在這裏,充滿著一種極好的不拘禮節的、濃厚的研究風氣。教授們的辦公室設置在大學的“優美大廈”裏,生活安定,思想活躍,高質量的研究成果層出不窮。馮·諾依曼終於找到了發揮自己才幹的沃土,此後,他在這裏工作了一生。

l930年,馮·諾依曼與瑪麗達·柯維斯步入婚姻的殿堂。1935年,他們的女兒瑪麗娜出生。但是,這是一次失敗的婚姻。1938年,馮·諾依曼又與克拉拉·丹結婚。克拉拉隨馮·諾依曼學數學,後來成為優秀的程序編製家。馮·諾依曼家裏常常舉辦時間持續很長的社交聚會,前來聚會的大多都是當時科學界的一流人物。馮·諾依曼殷勤好客,在那裏人人都會感到一種聰慧的氣氛。

一次,在一個數學聚會上,一個年輕人興衝衝地找到馮·諾依曼,向馮·諾依曼求教一個問題。馮·諾依曼看了看,就很快報出了正確答案。年輕人高興地請求馮·諾依曼告訴自己簡便方法,並抱怨其他數學家用無窮級數求解的煩瑣。馮·諾依曼卻微微一笑,說:“你誤會了,我正是用無窮級數求出的。”

“超級高速計算機”

頭腦靈活,思維敏銳的馮·諾依曼給他的同事留下了深刻的印象。他們評價說:“你看,約翰的確不是凡人,但在同人們長期共同生活之後,他也學會了怎樣出色地去模仿世人。”

馮·諾依曼的思維極快,幾乎在別人才說出頭幾句話時,就立即了解到對方最後的觀點。天才出於勤奮,他每天工作到很晚才入睡,也常常因刻苦鑽研而神魂顛倒,鬧出一些笑話來。

據說有一天,馮·諾依曼心神不定地被同事拉上了牌桌。他一邊打牌,一邊還在想他的課題,於是,輸掉了10元錢。這位同事也是個數學家,事後,他想要捉弄一下馮·諾依曼,便用贏得的5元錢,購買了一本馮·諾依曼撰寫的《博弈論與經濟行為》,並把剩下的5元貼在書的封麵,以表明他“戰勝”了這位“賭博經濟理論家”。