从数学天才到“计算机之父”，全才冯·诺依曼的三十而立

俗话说，男人三十而立。

三十岁可以说

是一个男人人生的转折点。

今天公益哥要讲的这个人，

30岁，就是他重要的转折点，

是他从一个领域到另一个领域的转变。

30岁之前，他是数学天才，

是纯粹数学领域的数学家；

30岁以后，他更是

“计算机之父”、“博弈论之父”。

他就是20世纪举世公认

的天才：冯·诺依曼。

这位“20世纪最具世界性、

最多才多艺、最才思敏捷的数学家”，

因为在发明电子计算机中

所起的关键作用，

被誉为“计算机之父”;

在经济学方面，

他第一个对博弈做出了完整的数学描述，

被誉为“博弈论之父”；

在物理领域，

他的研究为量子力学打下了数学基础；

在化学方面，

他曾获苏黎世高等技术学院化学系大学学位。

他无愧是上世纪最伟大的全才之一。

诺依曼的一生可分为两个阶段，

第一阶段主要是纯粹数学的研究；

第二阶段他转向应用数学，

开始在力学、经济学和电子计算机

等方面进行研究。

公益哥先带大家

感受一下他人生彪悍的前30年。

诺依曼出生于匈牙利，

是一名犹太人，

从小数学天赋过人。

什么6岁就能心算8位数乘除法，

8岁就精通微积分，

10岁读完世界史等等

这种隔壁班的天才学霸也能做的事

公益哥就不说了，

咱们直接从他

影响国际、改变世界开始。

诺依曼18岁时，

就被人们称作数学家了。

大学本科期间

发表的两篇论文

便在当时的重量级人物间传阅，

其中包括德国著名数学家希尔伯特。

（德国著名数学家希尔伯特）

而且，后来

在希尔伯特的帮助下，

诺依曼发表了

论文《量子力学的数学基础》。

这篇论文研究

弥补了量子力学发展史上，

狄拉克对量子理论的数学处理不严格的不足。

诺贝尔物理学奖获得者

维格纳曾评价：

“对量子力学的贡献，就足以

确保诺依曼在当代物理学中的特殊地位。”

1932年，即将30岁的诺依曼，

做出了对纯粹数学领域的

最后一个重要贡献：

解决了遍历定理的证明。

它是20世纪数学分析

研究领域中最有影响的成就之一。

然而，这样一个

对数学有如此造诣的人，

他家人一开始是反对他学数学的。

诺依曼的银行家父亲麦克斯

觉得他应该学习一些“有实际用途”的科学，

掌握一门技术，

以后才能赚钱啊。

便找人劝阻他不要专攻数学专业。

后来，父子俩都做出了让步，

达成妥协：

允许诺依曼在布达佩斯大学

注册为数学专业的学生，

但不听课，只是每年按时参加考试。

与此同时，

他要进入德国柏林大学，

后来转入苏黎世联邦工业大学学化学。

1926年，他获得

苏黎世联邦工业大学化学学位，

同时也获得布达佩斯大学的数学博士学位。

在柏林和苏黎世期间，

他常用空余时间研读数学，

并且与希尔伯特的学生施密德走得很近，

从而接触到数学家希尔伯特。

这种情节是不是很熟悉，

有钱父亲给自己安排的道路不愿意，

偏要坚持自己的路，

而且诺依曼成功了。

聪慧加上努力，

诺依曼在茁壮地成长，

当他结束学生时代的时候，

他已经漫步在数学、

物理、化学三个领域的前沿了。

毕业后，他先后

在柏林大学、汉堡大学

担任兼职讲师，

一直没有正式教授的职位。

1930年，

诺依曼与玛丽达·柯维斯结婚，

成家立业的压力随之而来。

（全才跟我们常人一样有成家立业的压力啊）

而此时恰逢美国数学家韦伯伦

在普林斯顿广罗英才，

诺依曼欣然前往。

1933年，普林斯顿成立高级研究院，

一共设6个高级教授的名额，

而年仅30岁的诺依曼

是其中最年轻的一位，

物理学家爱因斯坦是他的同事。

由于纳粹迫害犹太血统的科学家，

诺依曼无法再回德国，

因而终生在美国定居，

并加入了美国国籍。

差不多正是从这时候起，

刚过30岁的诺依曼的科学生涯

发生了一个重大转变。

在此之前，他是一位通晓

物理学的登峰造极的纯粹数学家，

此后，则成了一位牢固掌握

纯粹数学的出神入化的应用数学家。

他的兴趣转移到了

两个新领域：博弈论和计算机。

其实早在1928年，

诺依曼就发表了论文《团体博弈论》，

第一次对博弈做出了完整的数学描述，

宣告了博弈论的诞生。

只是当时关于这个理论的讨论

还局限在数学的范畴里，

针对的也只是类似象棋与扑克的问题。

（诺依曼和摩根斯特恩）

直到1938年，

诺依曼在普林斯顿遇到了

同是移民的维也纳

经济评论家摩根斯特恩，

两人合著了《博弈论与经济行为》。

因为摩根斯特恩不懂数学，

这本1200多页的论著

几乎是诺依曼独立完成的，

最后由摩根斯特恩执笔

写出了具有煽动性的绪论。

这本书被科学家颂扬为：

可能是20世纪前半期

最伟大的科学贡献之一，

它也启迪了1994年

诺贝尔奖获得者约翰·纳什

发展出现代经济学里著名的“均衡理论”。

（图灵和诺依曼）

而诺依曼对于计算机的兴趣，

还源于一次计算机史上

未被记录的美丽邂逅。

1936年9月，

英国数学家图灵应邀

来到普林斯顿高等研究院学习，

成为了诺依曼的研究助手。

图灵带来的一种关于

万能计算机器“图灵机”的设想，

在当时成功引起了诺依曼的兴趣。

加上后来参与了

同反法西斯战争有关的

多项科学研究计划，

（其中包括原子弹的制造）

其庞大的数据计算工作

全靠手算和心算所花费的时间和精力

让人难以容忍，

急需一台高速计算机。

（诺依曼在世界上第一台计算机前）

但当时计算机研制最大的问题

就是程序存储，

诺依曼大胆地提出了

在数字计算机内部的存储器中

存放程序的概念。

这是所有现代电子计算机的范式，

被称为“冯·诺依曼结构”，

按这一结构建造的电脑称为通用计算机。

而这一方案的提出，

是计算机发展史上的一个划时代的文献，

它向世界宣告：

电子计算机时代开始了。

可惜的是，晚年的诺依曼，

可能是由于工作繁忙，

到1954年他开始感到十分疲劳。

1955年的夏天，

X射线检查出他患有癌症，

但他还是不停的工作，病势扩展，

1957年在华盛顿的一家医院逝世。

这个被大家

普遍认为是现代数学的巨人、

20世纪最具科学头脑的人，

相信很多人一定

很好奇这样的一个全才，

究竟有什么不会的呢？

作为最后的彩蛋，

公益哥悄悄地告诉大家，

他是一个“马路杀手”。

诺依曼非常喜欢开车，

但车技很烂，

主要是他开车时还不专心，老看书，

导致很多车祸，也因此被捕。

在他为IBM做咨询期间，

他的上司经常为他缴纳违章罚款。

30岁，对于诺依曼来说，

无疑是一个人生的转折点。

30岁之前，

他的研究是纯粹数学。

如果说他的纯粹数学成就属于数学界，

那么30岁以后，

他在力学、经济学、电子计算机等应用数学

的工作成就则属于全人类。