人物简介
冯·诺依曼(1903年12月28日-1957年2月8日),美籍匈牙利科数学家、计算机科学家、物理学家,是20世纪最重要的数学家之一。冯·诺依曼是布达佩斯大学数学博士,在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域的科学全才之一,被后人称为“现代计算机之父”、“博弈论之父”。
冯·诺依曼先后执教于柏林大学和汉堡大学,1993年前往美国,后入美国国籍。历任普林大学教授、普林斯顿高等研究院教授,入选美国原子能源委员会、美国国家科学院院士。早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究闻名,开创了冯·诺依曼代数。冯·诺依曼第二次世界大战期间曾参与曼哈顿计划,为第一颗原子弹的研制做出了贡献。
人物生平
冯·诺依曼,1903年12月28日生于匈牙利布达佩斯的一个犹太人家庭。冯·诺依曼的父亲麦克斯年轻有为、风度翩翩,凭借着勤奋、机智和善于经营,年轻时就已跻身于布达佩斯的银行家行列。冯·诺依曼的母亲是以为善良的妇女,贤慧温顺,受过良好教育。冯·诺依曼从小就显示出数学家和记忆方面的天才,从孩提时代起,冯·诺依曼就有过目不忘的天赋,六岁时他就能用希腊语和父亲互相开玩笑。六岁时他能心算八位数除法,八岁时掌握微积分,在十岁时他花费数月读完了一部四十八卷的世界史,并可以对当前发生的事和历史上,某个事件作出对比,并讨论两者的军事理论和政治策略,十二岁就读懂领会了柏来尔的大作《函数论》要义。
1914年夏天,冯·诺依曼进入了大学预科班学习,是年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·诺依曼全家离开匈牙利,以后再重返布达佩斯。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(除体育和书写外,都是A)。
1921年,冯·诺依曼通过“成熟”考试时,已被大家当做数学家了。他的第一篇论文是和菲克特合写的,那是他还不到18岁。麦克斯由于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。其后的四年时间,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,考试都得A。与此同时,冯·诺依曼进入柏林大学,通过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。
1926年春,冯·诺依曼到哥廷根大学任希尔伯特的助手。1927~192年,冯·诺依曼在柏林大学任兼职讲师,期间他发表了集合论、代数和量子方面的文章。1927年,非常·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。1929年,冯·诺依曼转任汉堡大学兼任讲师。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。
1930年冯·诺依曼和玛丽达·柯维斯结婚。1935年他们的女儿马丽娜出生在普林斯顿。冯·诺依曼家里常常举办持续时间很长的社交聚会,这是远近皆知的。1937年冯·诺依曼与妻子离婚,1938年又与克拉拉·丹结婚,并一起回到普林斯顿。丹随冯·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·诺依曼仍是科学家聚会的场所,还是那样殷勤好客,在哪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·诺依曼的活动超越了普林斯顿,参与了同反法西斯战争有关的多项科学研究计划。1943年2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。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。后来他被安置在轮椅上,继续思考、演说及参加会议。长期而无情的疾病折磨着他,慢慢地终止了他所有的活动。1956年4月,他进入华盛顿的沃尔特·里德医院,1957年2月8日在医院逝世,享年53岁。
个人成就
冯·诺依曼是二十世纪最重要的数学家之一,在纯粹数学和应用方面都有杰出的贡献。他的工作可以分为两个时期:1940年以前,主要是纯粹的数学研究:在数理逻辑方面提出简单而明确的序数理论,并对集合理论进行新的公理化,其中明确区别集合与类;其后,他研究希尔伯特空间上线性自伴算子谱理论,从而为量子力学打下数学基础;1930年,他证明平均遍历定理开拓了遍历理论的新领域;1933年,他运用紧致群解决了希尔伯特第五问题;此外,他还在测度论、格论和连续几何学方面也有开创性的贡献;从1936年~1943年,他和默里合作,创造了算子理论,即所谓的冯·诺依曼代数。
1940年以后,冯·诺依曼转向应用数学。如果说他的纯粹数学成就属于数学界,那么他在力学、经济学、数值分析和电子计算机方面的工作则属于全人类。第二次世界大战开始,冯·诺依曼因战事的需要研究可压缩气体运动,建立冲击波理论和湍流理论,发展了流体力学;从1942年起,他同莫根斯特恩合作,写作《博弈论和经济行为》一书,这是博弈论(又称对策论)中的经典著作,是他成为数理经济学的奠基人之一。
冯·诺依曼对世界上第一台电子计算机ENIAC的设计提出过建议,1945年3月他在共同讨论的基础上起草了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案--EDVAC。这对后来计算机的设计有决定性的影响,特别是缺点计算机的结构,采用存储程序以及二进制编码等,至今仍为电子计算机设计者所遵循。1946年,冯·诺依曼开始研究程序编制问题,他是现代数值分析--计算数学的缔造者之一,他首先研究线性代数和算术的数值计算,后来着重研究非线性微分方程的离散化及稳定问题,并给出误差的估计。他协助发展了一些算法,特别是蒙特卡罗方法。40年代末,他研究自动机理论,研究一般逻辑理论以及自复制系统。在生命最后时刻他深入比较天然自动机与人工自动机。他逝世后其未完成的手稿在1958年以《计算机与人脑》为名出版。
经典理论
冯·诺依曼体系结构:数字计算机的数制采用二进制;计算机应该按照顺序执行。人们把冯·诺依曼的这个理论称为冯·诺依曼体系结构。从ENAC到当前最先进的计算机都采用的是冯·诺依曼体系结构。所以冯·诺依曼是当之无愧的数字计算机之父。
主要著作
未完成的手稿与1958年以《计算机与人脑》为名出版。他的主要著作收集在六卷《冯·诺依曼全集》中,1961年出版。