如果你根本不知道自己在讨论什么,那么对其强求精确是毫无意义的。
——冯·诺依曼
我是美籍匈牙利数学家约翰·冯·诺依曼(John Von Nouma),有人把我称为“计算机之父”。1903年12月28日我出生于匈牙利的布达佩斯,父亲是一个银行家,他十分注意对我们的教育。我从小聪颖过人,兴趣广泛,读书过目不忘。我一生总共掌握了7种语言,6岁时就能用古希腊语同父亲闲谈,其中最擅长的是德语。通常我对读过的书籍和论文能很快将内容复述出来,而且若干年之后,仍然如此。1911—1921年,我在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间,崭露头角,深受老师的器重。在费克特老师的精心指导下,我们两人合作发表了一篇数学论文,而此时我还不到18岁。1921—1923年在苏黎世大学学习。在1926年以优异的成绩获得了布达佩斯大学数学博士学位,那年我22岁。1927—1929年,我相继在柏林大学和汉堡大学担任数学讲师。1930年接受了普林斯顿大学客座教授的邀请,1931年成为该校终身教授。1933年我转到该校的高级研究所,成为最初六位教授之一,并在那里工作了一生。此外我还是普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等校的荣誉博士,是美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院士。1954年我任美国原子能委员会委员;1951—1953年任美国数学学会主席。
1945年3月冯·诺依曼领导的设计小组发表了一个全新的存储程序式通用电子计算机方案——电子离散变量自动计算机(EDVAC)。随后于1946年6月,又提出了更为完善的设计报告《电子计算机装置逻辑结构初探》。同年7—8月间,他们又在莫尔学院为美国和英国20多个机构的专家讲授了专门课程《电子计算机设计的理论和技术》,推动了存储程序式计算机的设计与制造。
冯·诺依曼的父亲麦克斯是一位年轻有为、风度翩翩、勤奋、机智和善于经营的商人,年轻时就已跻身于布达佩斯的银行家行列。母亲是一位善良的妇女,贤惠温顺,受过良好教育。
波莱尔,法国数学家。1871年1月7日生于阿韦龙省圣阿弗里克,1956年2月3日卒于巴黎冯·诺依曼从小就显示出他的数学天赋,关于他的童年有不少传说。大多数的传说都讲到冯·诺依曼自童年起就在吸收知识和解题方面具有惊人的能力。6岁时他能心算做八位数乘除法,8岁时掌握微积分,12岁就读懂领会了波莱尔的大作《函数论》要义。
我们知道微积分的实质是对无穷小量进行数学分析。人类探索有限、无限以及它们之间的关系由来已久,17世纪由牛顿、莱布尼茨发现的微积分,是人类探索无限方面取得的一项激动人心的伟大成果。300年来,微积分一直是高等学府的教学内容,随着时代的发展,微积分也在不断地改变它的形式,概念变得更精确了,基础理论扎实了,甚至出现了不少简明恰当的陈述。但不管怎么说,8岁的儿童要弄懂微积分,仍然是罕见的。上述种种传闻虽然不尽可信,但冯·诺依曼的才智过人,则是与他相识的人们的共识。
冯·诺依曼记忆力惊人,读书常常过目不忘,如他自幼爱好历史,读了不少书,后来成了业余的拜占庭史学家。另外,他还谙熟圣女贞德审讯的详情以及南北战争的细节。他的朋友乌拉姆曾回忆说:“1937年圣诞节刚过,我和冯·诺依曼驾车从普林斯顿出发,去达克大学参加美国数学家协会会议。当经过文明战争的4战场时,冯·诺依曼甚至向我叙述了有关战斗的最细微的情节。他的历史知识堪称渊博,宛如百科全书,而他喜爱的和知道的最详尽的是古代史。”
冯·诺依曼小时候就聪明过人。当时,布达佩斯与柏林之间已经可以通长途电话,布达佩斯市内也架起了电话线。用电话算是个新鲜事,有幸冯·诺依曼家中也使用了电话,他时常摆弄电话,对电话号码本也甚感兴趣。尽管电话号码本不厚,但纸上密密麻麻的四位数号码,往往让人看了头痛,要记住它们并不是一件容易的事,但冯·诺依曼却很容易的就把他们全记下来了。当父亲麦克斯得知自己的孩子有如此之好的记忆力时,也感到十分惊异。
冯·诺依曼十几岁时曾得到一位叫拉斯罗·瑞兹的颇有才华的老师的点拨。他的同学菲尔纳在一封回忆小冯·诺依曼早期学习情况的信中说过:“冯·诺依曼的非凡才华引起了瑞兹的注意,他感到冯·诺依曼有超凡的才能,几年来,瑞兹竭尽全力辅导,而冯·诺依曼吸收知识之快,更是非常惊人。现在他感到,再由自己来培养冯·诺依曼,就会心有余而力不足了,必须提醒孩子的父母,采取新的方法。瑞兹认为:“再按传统的办法教冯·诺依曼中学数学课程将是毫无意义的,他应该接受大学教师的单独的数学训练。”于是在寇夏克教授的指导下,由当时在布达佩斯大学当助教的费克特对冯·诺依曼进行家庭辅导。
1914年夏天,冯·诺依曼进入了大学预科班学习,同年7月28日,奥匈帝国借故向塞尔维亚宣战,揭开了第一次世界大战的序幕。由于战争动乱连年不断,冯·诺依曼全家离开过匈牙利,以后又重返布达佩斯。
当然他的学业也会受到影响。但是在毕业考试时,冯·诺依曼的成绩仍名列前茅。1921年,冯·诺依曼通过“成熟”考试时,已被大家当作数学家了。他和费克特布达佩斯合写第一篇论文的时候还不到18岁。但父亲麦克斯考虑到经济上的原因,请人劝阻年方17的冯·诺依曼不要专攻数学,后来父子俩达成协议,冯·诺依曼便去攻读化学。
其后1921-1925年的四年间,冯·诺依曼在布达佩斯大学注册为数学方面的学生,但并不听课,只是每年按时参加考试。与此同时,他进入柏林大学(1921年),1923年又进入瑞士苏黎世联邦工业大学学习化学。1926年他在苏黎世的获得化学方面的大学毕业学位,通过在每学期期末回到布达佩斯大学通过课程考试,他也获得了布达佩斯大学数学博士学位。
冯·诺依曼的这种不参加听课只参加考试的求学方式在当时是特殊的,就整个欧洲来说也是完全不合规则的。但就是这种不合规则的学习方法,却非常适合冯·诺依曼。冯·诺依曼在柏林大学学习期间,曾得到德国著名的化学家弗里茨·哈贝尔的悉心栽培。哈贝尔曾由于合成氨而于1911年获诺贝尔奖。
就在冯·诺依曼逗留苏黎世期间,常常利用空余时间钻研数学、写文章和与数学家通信。在此期间受希尔伯特和他的学生施密特和外尔的思想影响,他开始研究数理逻辑。当时外尔和波伊亚两位也在苏黎世期间,冯·诺依曼和他们有过交往。一次外尔短期离开苏黎世,冯·诺依曼还代他上过课。聪慧加上得天独厚的栽培,使得冯·诺依曼如鱼得水,茁壮成长,当学生时代结束的时候,他已经站在了在数学、物理、化学三个领域的前沿。1926年春,冯·诺依曼到哥廷根大学担任希尔伯特的助手。1927—1929年,冯·诺依曼在柏林大学任兼职讲师,期间发表过集合论、代数和量子理论方面的文章。1927年冯·诺依曼到波兰里沃夫出席数学家会议,那时他在数学基础和集合论方面的工作已经很有名气了。1929年,冯·诺依曼转任汉堡大学兼职讲师。1930年他首次赴美,成为普林斯顿大学的客座讲师。善于汇集人才的美国不久就聘冯·诺依曼为客座教授。
当时德国大学里现有的和可以期待的空缺很少,冯·诺依曼曾经推算,在德国三年内可以得到的教授任命数是3名,而参加竞争的讲师则有40名之多,所以他决定去美国发展。在普林斯顿,冯·诺依曼每到夏季就回欧洲,一直到1933年担任普林斯顿高级研究院教授为止。三年内冯·诺依曼果然当上了教授,当时高级研究院聘有六名教授,其中包括爱因斯坦,而冯·诺依曼是他们当中最年轻的一位,当时他只有30岁。
在普林斯顿高级研究院初创时间,那里充满着一种极好的、不拘礼节的、浓厚的研究氛围。教授们的办公室设置在大学的“优美大厦”里,生活安定,思想活跃,高质量的研究成果层出不穷。可以这样说,那里集中了有史以来最多的有数学和物理头脑的天才。1930年冯·诺依曼和玛利埃塔·科茜斯结婚。1935年他们的女儿玛利娜出生。冯·诺依曼在普林斯顿的家里常常举办时间持续很长的社交聚会,远近皆知。1937年冯·诺依曼与妻子离婚,1938年又与克拉拉·丹结婚,丹跟随冯·诺依曼学数学,后来成为优秀的程序编制家。与克拉拉婚后,冯·诺依曼的家仍是科学家们聚会的场所,他们还是那样殷勤好客,在那里人人都会感到一种聪慧的气氛。
二次大战欧洲战事爆发后,冯·诺依曼的活动范围越出了普林斯顿,参与了同反法西斯战争有关的多项科学研究计划。从1943年起他成了制造原子弹的顾问,战后仍在政府诸多部门和委员会中任职。1954年又成为美国原子能委员会成员。