約翰·馮·諾伊曼 - 簡介
馮·諾伊曼（John von Neumann，公元1903年12月28日─公元1957年2月8日）是一位匈牙利─美國數(shù)學(xué)家，電子計算機(jī)之父。生于匈牙利布達(dá)佩斯，卒于美國華盛頓。他從小就顯露出數(shù)學(xué)才能，早年在柏林大學(xué)（Freie Universität Berlin）和蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)，1926年取得化學(xué)工程師的資格。在此期間他自學(xué)數(shù)學(xué)，受到希爾伯特和外爾等數(shù)學(xué)家的影響。1926年獲得博士學(xué)位。先后在柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)任職。1930年應(yīng)聘到普林斯頓大學(xué)任教。1933年成為普林斯頓高等研究院終身教授。第二次世界大戰(zhàn)期間，擔(dān)任制造原子彈的顧問，并參與電子計算機(jī)的研制工作。1954年成為美國原子能委員會委員并移居華盛頓。
約翰·馮·諾伊曼 - 生活經(jīng)歷
John von Neumann出生時叫Janos von Neumann。小時候他叫Jancsi,這是Janos的昵稱，然后他去了美國改叫Johnny。他的父親Max Neumann是個大銀行家。Von Neumann在一個大家庭中成長，他的家位于布達(dá)佩斯。童年時，他的家庭教師教他德語和法語。盡管是猶太人，Max Neumann并不完全遵守嚴(yán)格的猶太教義，他的家似乎更像一個猶太教與基督教的混合體。
Max Neumann的兒子是如何得到“von”從而取名為Janos von Neumann的這件事也是很值得一提的。1913年Max Neumann買下了一個頭銜，但卻并不想改自己的名字。不過，他的兒子就用了德文的von，改姓氏為von Neumann,這里的“von”代表了他的頭銜。
1911年von Neumann進(jìn)入了Lutheran Gymnasium。這所學(xué)校有很強(qiáng)的學(xué)術(shù)傳統(tǒng)。這點(diǎn)在von Neumann眼里和學(xué)校看來都似乎比宗教更重要。他的數(shù)學(xué)老師很快就發(fā)現(xiàn)了他的天分并給他減免了學(xué)費(fèi)。學(xué)校里還有一位出色的數(shù)學(xué)家，比von Neumann高一年級，叫Eugene Wigner。
第一次世界大戰(zhàn)幾乎沒有影響到von Neumann的學(xué)習(xí)。但是一戰(zhàn)結(jié)束后，1919年匈牙利由共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)人Bela Kun掌管了5個月。Neumann一家作為富人逃往了奧地利。但是，一個月之后，他們又不得不回來面對布達(dá)佩斯所發(fā)生的一切。因?yàn)锽ela Kun的政府中猶太人占了大部分，所以當(dāng)他倒臺后猶太人成為被攻擊的對象。在當(dāng)時那種情況下是毫無邏輯可言的。盡管Neumann一家是反對Kun政府的，可這一點(diǎn)并不能使他們免遭迫害。
1921年von Neumann完成了他在Lutheran Gymnasium的學(xué)業(yè)。1922年他的第一篇數(shù)學(xué)論文就發(fā)表了。他的合寫人是Fekete，他是布達(dá)佩斯大學(xué)的助教，也是von Neumann的導(dǎo)師。不過，Max Neumann并不想讓他的兒子學(xué)習(xí)一門不賺錢的學(xué)科。Max Neumann讓Theodore von Karman去勸說von Neumann從商。也許von Karman并不適合去完成這樣一個艱巨的任務(wù)。不過最后大家都同意了一個折衷的方案，就是讓von Neumann在大學(xué)時修讀化學(xué)。
從很多方面講匈牙利對于猶太人來說不是個閑適的國家。對于想進(jìn)入布達(dá)佩斯大學(xué)學(xué)習(xí)的猶太學(xué)生有嚴(yán)格的數(shù)量限制。當(dāng)然，盡管名額有限，von Neumann的成績也足以讓他輕松地在1921年進(jìn)入數(shù)學(xué)系，但他從不去聽課，而是進(jìn)入柏林大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)。
Von Neumann在柏林大學(xué)學(xué)習(xí)化學(xué)，直到1923年去了蘇黎世。盡管他沒去聽過一節(jié)課，von Neumann仍就在布達(dá)佩斯大學(xué)的數(shù)學(xué)考試中獲得了優(yōu)異的成績。1926年他又獲得了蘇黎世的Technische Hochschule學(xué)院的化學(xué)工程的畢業(yè)證書。盡管在蘇黎世學(xué)習(xí)化學(xué)，他仍對數(shù)學(xué)充滿了興趣，并且和當(dāng)時也在蘇黎世的Weyl和Polya倆人交流學(xué)術(shù)。甚至有一次，當(dāng)Weyl不在蘇黎世的時候，他還替Weyl代過課。Polya說過，Johnny是唯一讓我感到有壓力的學(xué)生。每當(dāng)我在課堂上提出一個未解的問題，一下課他就過來找我，手里還拿著他在小紙片上了了數(shù)筆寫出的完整的解題方法。
同在1926年，von Neumann還以一篇關(guān)于集合論的畢業(yè)論文獲得了布達(dá)佩斯大學(xué)的數(shù)學(xué)博士學(xué)位。當(dāng)他20歲時，他就發(fā)表了序數(shù)的定義，這個定義今天仍在使用。
1926至1929年von Neumann在柏林講學(xué)，1929至1930年他又去了漢堡講學(xué)。那時他還擁有一份洛克菲洛研究員薪金，這筆錢使得它可以在Guttingen大學(xué)繼續(xù)他的數(shù)學(xué)博士后的學(xué)習(xí)。1926至1927年在Guttingen大學(xué)時，他就在Hilbert的門下學(xué)習(xí)。那時，von Neumann已經(jīng)很有聲望了。
在他25歲時，von Neumann的名聲已經(jīng)享譽(yù)全球的數(shù)學(xué)界。在學(xué)術(shù)大會上，它通常被看作是一位年輕的天才。
1929年Veblen邀請von Neumann到普林斯頓大學(xué)作關(guān)于量子論的演講。von Neumann回復(fù)Veblen說，他辦完一些個人事情就會去普林斯頓。von Neumann回到了布達(dá)佩斯，與他的未婚妻Marietta Kovesi結(jié)了婚，然后就出發(fā)去了美國。1930年von Neumann成為了普林斯頓的客座教授，1931年就被任命為教授。
1930到1933年，von Neumann一直在普林斯頓講課。但這不是重點(diǎn)。我們要說的是，他那不定的思維方式讓那些天份稍遜的人難以跟上。而且學(xué)生們對他總是只在一大塊黑板的一小部分上寫一大串方程式，然后不等學(xué)生們抄下來就擦掉的做法意見很大。
1933年，在剛成立的普林斯頓的高等數(shù)學(xué)研究所，他成為最初的六位數(shù)學(xué)教授之一。他一直擁有這個位置，直到去世。
在美國的頭幾年里，每到暑假von Neumann都回歐洲。直到1933年他在國內(nèi)還任有一些學(xué)術(shù)上的職務(wù)，不過當(dāng)納粹上臺后，他就把這些都辭掉了。與很多其他人不同，von Neumann到美國不是為了政治避難，而只是考慮到在美國的職位比在德國的更有學(xué)術(shù)發(fā)展上的前途。
同在1933年，von Neumann成為數(shù)學(xué)學(xué)會年刊的編輯。兩年后，他又成為Compositio Mathematica的編輯。在這兩個位置上他一直干到去世。
Von Neumann和妻子Marietta在1936年有了一個女兒叫Marina，但他們在1937年就離婚了。次年，他與同樣來自布達(dá)佩斯的Klara Dan結(jié)婚了。他是在一次歐洲之行中認(rèn)識Klara Dan的。結(jié)婚后，他們乘船來到美國并在普林斯頓安了家。在普林斯頓，von Neumann過上了一種對于頂尖數(shù)學(xué)家來說并不太常有的生活。他很喜歡各種聚會。
聚會和夜生活對von Neumann來說有一種特別的吸引力。還是在德國講課時，他就是Cabaret時代的柏林夜生活圈子的�？�。
與Klara結(jié)婚后，他的聚會又重新開始了。他家經(jīng)常舉辦各種聚會，時間很長，也很有名。
Ulam在概括von Neumann的工作生活中寫道：他青年時期的工作不單單只是關(guān)于數(shù)學(xué)邏輯和集合論的公理體系，而同時還是關(guān)于集合論自身實(shí)質(zhì)內(nèi)容的研究。在這過程中，他得到了一些有關(guān)測度論和真實(shí)變量的有趣結(jié)果。同樣是在這一時期，他開始了自己關(guān)于量子論的經(jīng)典研究，量子論的計量理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和新的統(tǒng)計力學(xué)。
他在所寫《Mathematische Grunlagen der Quantenmechanik》一書中建立了新的量子論的完整框架，Van Have寫到：在1925年量子力學(xué)被發(fā)現(xiàn)的最初幾年里，這一問題有幸引起了一個數(shù)學(xué)天才——von Neumann的興趣。正因?yàn)槿绱�，這一理論的數(shù)學(xué)框架得到了改進(jìn)，理論的全新闡釋規(guī)則的形式也由他一個人在兩年之內(nèi)分析研究了。Hilbert空間的有界線性算子的自伴代數(shù)，發(fā)展成為不太完善的拓?fù)鋵W(xué)，這由von Neumann在1929年通過Mathematische Annalen(一本學(xué)術(shù)雜志）介紹給世人。
Kadison 解釋道：正是由于von Neumann對遍歷論，群表示和量子力學(xué)產(chǎn)生興趣，他認(rèn)識到算子代數(shù)理論將是數(shù)學(xué)發(fā)展的又一個重要階段。
于是，算子代數(shù)被von Neumann稱作“算子環(huán)”，之后又被人們命名為W-代數(shù)。J Dixmier在1957年寫的專題著作《Hilbert空間的算子代數(shù)》中稱這門學(xué)科為“馮.諾伊曼代數(shù)”，因?yàn)?9世紀(jì)30年代至40年代里，von Neumann于他的合著者F J Murray合作，寫出了一系列文章，為“馮.諾伊曼代數(shù)”建立了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。
Ulam也曾寫過von Neumann如何對博弈論產(chǎn)生興趣的：von Neumann清楚地認(rèn)識到由其他數(shù)學(xué)家取得的研究結(jié)果和這些結(jié)果的內(nèi)在發(fā)展可能性。在他開始的工作中，一篇由Borel寫出的關(guān)于極小極大性的文章給了他提示，使他將已有的想法發(fā)展成一個原創(chuàng)的觀點(diǎn)，即“博弈論”。
在博弈論中，von Neumann證明了極小極大定理。他逐步擴(kuò)大在這一領(lǐng)域內(nèi)的研究，并和另一個合作者Oskar Morgenstern寫出了經(jīng)典的論文《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》(1944)。同時，koopman提出的用“函數(shù)空間算子”處理經(jīng)典力學(xué)的可能性的想法激發(fā)了von Neumann，使他給出了第一個關(guān)于遍歷定理的嚴(yán)格數(shù)學(xué)證明。并且，Haar的關(guān)于憑借數(shù)群方式計量的方法，又激發(fā)了他的靈感，使他出色地部分解決了“Hilbert第五猜想”，并證明了在緊群中引入分析參數(shù)的可能性。
1938年，美國數(shù)學(xué)委員會向von Neumann頒獎，以表彰他的杰出貢獻(xiàn)，尤其是在周期函數(shù)和周期群方面的優(yōu)異成績。美國數(shù)學(xué)協(xié)會的公報分兩次在1934年和1935年刊登了von Neumann研究成果。于此同時，他開始轉(zhuǎn)向了應(yīng)用數(shù)學(xué)領(lǐng)域。
在30年代中期，Johnny癡迷于有關(guān)液動體紊流的問題。正是在那時他發(fā)現(xiàn)了隱含于非線性偏微分方程式內(nèi)的秘密。從二戰(zhàn)開始時，他的工作就是集中研究流體動力學(xué)方程和振蕩理論。由這些非線性方程所描述的現(xiàn)象用現(xiàn)有的方式分析起來會造成困惑，甚至還違反了原先的認(rèn)識。在他看來關(guān)于數(shù)字的研究是了解這些體系的有效方法。這推動了他在電子機(jī)械上使用計算機(jī)的新的可能性方面的研究。
Von Neumann是計算機(jī)科學(xué)的先驅(qū)之一。他為邏輯設(shè)計做出了卓越的貢獻(xiàn)。Shannon寫道：von Neumann用他生命最后幾年的大部分時間研究自動控制論。這項(xiàng)理論的研究綜合了他早期對于邏輯和論證理論的興趣還有后來二戰(zhàn)和二戰(zhàn)后對于大規(guī)模電子計算機(jī)的研究。既包含了純屬學(xué)和應(yīng)用數(shù)學(xué)，又涉及了其他學(xué)科，自動控制論正是一個完美的領(lǐng)域，以使von Neumann的多方才能得以充分發(fā)揮。他提出了很多新的見解并且為該研究開創(chuàng)了至少兩個新方向。
他發(fā)展了細(xì)胞自動控制論，還提出采用比特（bit）作為計算機(jī)記憶的度量單位，并且解決了如何從不穩(wěn)定的計算機(jī)工作中得到可靠結(jié)果。
二戰(zhàn)期間直到戰(zhàn)后，von Neumann一直擔(dān)任軍方的顧問，他的重要貢獻(xiàn)包括:提出以內(nèi)爆方式引爆核燃料的建議，以及參與氫彈的研究。從1940年起，他就是馬里蘭州Aberdeen Proving Ground 的Ballistic研究實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)顧問委員會的成員。1941至1955年，海軍軍械署吸收他為成員，在此期間，他還加入了Los Alamos科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，1950到1955年，他參與了華盛頓特區(qū)軍方特別武器研究計劃。由于von Neumann的研究成果與奉獻(xiàn)精神，1955年艾森豪威爾總統(tǒng)任命他為原子能委員會委員。1956年，von Neumann榮獲Enrico Fermi獎，但那時，他已身患癌癥。
Eugene Wigner這樣寫道：當(dāng)von Neumann意識到自己患了不治之癥而無法繼續(xù)進(jìn)行研究工作時，他強(qiáng)烈地感到絕望——這意味著他思想的終結(jié)。一個人被命運(yùn)操縱，又陷入了深深的絕望，確實(shí)是一件痛苦的事。
Eugene Wigner又寫道：他的思維嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念^腦，那時已不再可靠了，接著他的精神上徹底崩潰了。他忍受著來自身體的痛苦與精神上的折磨，夜里他時常感到害怕，他的朋友Edward Teller說：“von Neumann遭受的痛苦是常人難以想象的”。任何權(quán)力，榮譽(yù)和成就都幫不了他，他曾經(jīng)很堅強(qiáng)，但對死亡的恐懼徹底擊垮了他。
約翰·馮·諾伊曼 - 卓越貢獻(xiàn)
在數(shù)學(xué)領(lǐng)域的卓越貢獻(xiàn)
另一項(xiàng)重大成果是創(chuàng)立了對策論（GameTheory），并應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，1944年與莫根施特恩（Morgensten）合著的《對策論與經(jīng)濟(jì)行為》已成為經(jīng)典著作。他在病危的情形下，還研究人的神經(jīng)系統(tǒng)與計算器的關(guān)系，未及完成而卒，以后以《計算器與人腦》刊行于世。其主要論著收集在《馮·諾伊曼全集》（6卷，1961）中。
約翰·馮·諾伊曼 - 研制電子計算機(jī)
諾伊曼不僅是個數(shù)學(xué)天才，在其它領(lǐng)域也大有建樹。他精通七種語言，在化學(xué)方面也有相當(dāng)?shù)脑煸劊@蘇黎世高等技術(shù)學(xué)院化學(xué)系大學(xué)學(xué)位。更為難得的是，他并不僅僅局限于純數(shù)學(xué)上的研究，而是把數(shù)學(xué)應(yīng)用到其它學(xué)科中去。他對經(jīng)典力學(xué)、量子力學(xué)和流體力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)進(jìn)行過深入的研究，并獲得重大成果，這些都說明諾伊曼具備了堅實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)，和廣博的知識，為他后來從事計算機(jī)邏輯設(shè)計提供了堅強(qiáng)的后盾。1944年，諾伊曼參加原子彈的研制工作，該工作涉及到極為困難的計算。在對原子核反應(yīng)過程的研究中，要對一個反應(yīng)的傳播做出“是”或“否”的回答。解決這一問題通常需要通過幾十億次的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯指令，盡管最終的數(shù)據(jù)并不要求十分精確，但所有的中間運(yùn)算過程均不可缺少，且要盡可能保持準(zhǔn)確。他所在的洛?斯阿拉莫斯實(shí)驗(yàn)室為此聘用了一百多名女計算員，利用臺式計算機(jī)從早到晚計算，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。無窮無盡的數(shù)字和邏輯指令如同沙漠一樣把人的智慧和精力吸盡。
被計算機(jī)所困擾的諾伊曼在一次極為偶然的機(jī)會中知道了ENIAC計算機(jī)的研制計劃，從此他投身到計算機(jī)研制這一宏偉的事業(yè)中，建立了一生中最大的豐功偉績。1944年夏的一天，正在火車站候車的諾伊曼巧遇戈?duì)査固梗⑼M(jìn)行了短暫的交談。當(dāng)時，戈?duì)査固故敲绹鴱椀缹?shí)驗(yàn)室的軍方負(fù)責(zé)人，他正參與ENIAC計算機(jī)的研制工作。在交談在，戈?duì)査固垢嬖V了諾伊曼有關(guān)ENIAC的研制情況。具有遠(yuǎn)見卓識的諾伊曼為這一研制計劃所吸引，他意識到了這項(xiàng)工作的深遠(yuǎn)意義。幾天之后，諾伊曼專程來到莫爾學(xué)院，參觀了尚未竣工的這臺龐大的機(jī)器，并以其敏銳的眼光，一下子抓住了計算機(jī)的靈魂－－邏輯結(jié)構(gòu)問題，令年輕的ENIAC的研制們敬佩不已。因?qū)嶋H工作中對計算的需要以及把數(shù)學(xué)應(yīng)用到其它科學(xué)問題的強(qiáng)烈愿望，使諾伊曼迅速決定投身到計算機(jī)研制者的行列。對業(yè)已功成名就的諾伊曼來說，這樣做需要極大的勇氣，因?yàn)檫@是一個成敗未卜的新征途，一旦失敗，會影響他已取得的名譽(yù)和地位。諾伊曼卻以對新事物前途的洞察力，毅然決然地向此征途邁出了第一步，于1944年8月加入莫爾計算機(jī)研制小組，為計算機(jī)研制翻開了輝煌的一頁。
1954年6月，諾伊曼到美國普林斯頓高級研究所工作，出任ISA計算機(jī)研制小組的主任職位。在那時，他提出了更加完善的設(shè)計報告“電子計算裝置邏輯結(jié)構(gòu)初探”。報告中，諾伊曼對EDVAC中的兩大設(shè)計思想作了進(jìn)一步的論證，為計算機(jī)的設(shè)計樹立了一座里程碑。設(shè)計思想之一是二進(jìn)制，他根據(jù)電子組件雙穩(wěn)工作的特點(diǎn)，建議在電子計算機(jī)中采用二進(jìn)制。報告提到了二進(jìn)制的優(yōu)點(diǎn)，并預(yù)言，二進(jìn)制的采用將大簡化機(jī)器的邏輯線路。實(shí)踐證明了諾伊曼預(yù)言的正確性。如今，邏輯代數(shù)的應(yīng)用已成為設(shè)計電子計算機(jī)的重要手段，在EDVAC中采用的主要邏輯線路也一直沿用著，只是對實(shí)現(xiàn)邏輯線路的工程方法和邏輯電路的分析方法作了改進(jìn)。程序內(nèi)存是諾伊曼的另一杰作。通過對ENIAC的考察，諾伊曼敏銳地抓住了它的最大弱點(diǎn)－－沒有真正的存儲器。ENIAC只在20個暫存器，它的程序是外插型的，指令存儲在計算機(jī)的其它電路中。這樣，解題之前，必需先相好所需的全部指令，通過手工把相應(yīng)的電路聯(lián)通。這種準(zhǔn)備工作要花幾小時甚至幾天時間，而計算本身只需幾分鐘。計算的高速與程序的手工存在著很大的矛盾。針對這個問題，諾伊曼提出了程序內(nèi)存的思想：把運(yùn)算程序存在機(jī)器的存儲器中，程序設(shè)計員只需要云存儲器中尋找運(yùn)算指令，機(jī)器就會自行計算，這樣，就不必每個問題都重新編程，從而大大加快了運(yùn)算進(jìn)程。這一思想標(biāo)志著自動運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)，標(biāo)志著電子計算機(jī)的成熟，已成為電子計算機(jī)設(shè)計的基本原則。馮?諾伊曼為計算機(jī)的發(fā)展道路打通了一道道關(guān)卡。盡管長期以來，關(guān)于二進(jìn)制的引入和程序內(nèi)存的發(fā)明權(quán)一直有爭議，但是，諾伊曼在計算機(jī)總體配置和邏輯設(shè)計上所做的卓越貢獻(xiàn)掀起了一次計算機(jī)熱潮。推動了電子計算機(jī)的發(fā)展。他無愧于“計算機(jī)之父”這一美稱。
約翰·馮·諾伊曼 - von Neumann曾工作過的學(xué)術(shù)團(tuán)體
Academia Nacional de Ciencias Exactas（秘魯,利馬）
Academia Nazionale dei Lincei （意大利,羅馬）
American Academy of Arts and Sciences（美國）
American Philosophical Society（美國）
Instituto Lombardo di Scienze e Lettere（意大利，米蘭）
National Academy of Sciences （美國）
Royal Netherlands Academy of Sciences and Letters（荷蘭，阿姆斯特丹）
約翰·馮·諾伊曼 - 參考資料
http://www.chinavalue.net/wiki/showcontent.aspx?titleid=24439
http://hi.baidu.com/xdavidx/blog/item/d48f6682a4537ba70df4d2c1.html
http://support.iap.ac.cn/portal/viewarticle.php?id=513
