读《冯诺伊曼传》

Posted 2022-12-17 超人汪小建(seaboat)

关于冯诺依曼

几年前读了本冯诺依曼的书，冯诺依曼是20世纪的全才，原名约翰尼，匈牙利美籍科学家，被称为计算机之父和博弈论之父。计算机和博弈论都深刻改变人类的生活工作和思维方式，极大地促进了社会和人类文明的进步发展。在六个哲学领域他都做出了相当大的贡献，把模糊的问题用数学精确地表述出来。分别为数学哲学领域（包括集合论、数论和希尔伯特空间）、物理学哲学（主要是量子力学）、经济学哲学、理性行为哲学、生物学哲学以及计算机和人工智能哲学。

物理学家诺奖得主贝特说过，冯诺依曼这样的大脑是不是意味着存在比人类更高一级的生物物种。很多人还说他不是人，是半人半神，这个半人半神在深入研究人类。

小学时光

1903年出生在布达佩斯，当时那个地方经济发展迅速，奉行精英教育，聪明富裕的约翰尼从小就有大把优秀的教师提供教育。在上小学之前一个又一个小学老师让他接受了常规的小学教育，自从他断奶后家人就肯定他长大后会称为数学家，从小就能从周围摄取知识。父亲直接买一个庄园整个图书馆，让他能以野蛮的方式大量阅读。后来父亲被授予世袭的贵族头屑，在德国他的后代就可以以冯·诺依曼为姓。

中学时光

匈牙利的精英教育目的是将10%的智力水平高的孩子培养成真正的精英，而基本将其它的90%的孩子丢弃。这种精英模式好处在于能激励有巨大能力和潜力的孩子达到他们的极致，不足之处在于造成严重的两极分化。

中学时约翰尼在布达佩斯有三所公认的优秀中学可以选择，虽然费用高但是作为银行家儿子的他根本不是问题，这三所中学都能培养孩子成为学着，可以任意挑选欧洲的大学。布达佩斯的中学培育了一个美国神话，四个年轻的匈牙利犹太人在布达佩斯成为科学家后移居到美国后参与发明了原子弹，而约翰尼就是其中一个。

约翰尼进入路德教会中学后，由于校长是数学家，所以他很快发现约翰尼是一个数学天才，然后推荐给了布达佩斯大学的数学家，于是便得到赛格到时的训练。赛格是匈牙利最杰出的数学家之一，后备纳粹驱逐去了美国斯坦福大学作为数学系主任，后将斯坦福数学系发展成一流的院系。

约翰尼完成中学学业前就已经与很多大学里的数学家共事并发表期刊。约翰尼在学生时代很想与其它孩子打成一片，他尽力想融入，但他总显得格格不入，但他不是傲慢的人。他总是一个旁观者，觉得自己是个看客，而不是参与者。在路德教会中学，除了书写、体育和音乐，其它所有科目都是优秀。

大学时光

17岁的约翰尼先后在柏林大学和苏黎世联邦工业大学学习，父亲分析了当时的形式后让他投身与化学工程，但约翰尼并没有化学或工程学的任何禀赋。此外，他还在布达佩斯大学注册为数学高级博士学位候选人，所以他其实是同时读着本科和研究生，博士论文是要使康托尔的集合论公理化。希尔伯特当时就称赞他是最伟大的年轻数学家，他在化学系读本科的时候已经是数学界的雄狮了。他在苏黎世联邦工业大学学化学的过程中还同时准备通过他在布达佩斯大学为上过课的课程考试，最终在苏黎世联邦工业大学完成论文后到布达佩斯大学参与最终考试，并获得了最高荣誉的博士，他也从苏黎世联邦工业大学毕业时才23岁，而且还拿到了布达佩斯大学博士。随后获得洛克菲勒基金会的自主去了德国哥廷根大学。

在欧洲的大学

1926年，23岁的约翰尼到了哥廷根大学，这里有另一个23岁的神童海森伯，他设计出了与薛定谔在理论上有分歧的量子力学，当时希尔伯特不知道海森伯的论文讲了些什么，而约翰尼只花了几天时间就将这篇论文改造成优雅的公理化形式，非常适合希尔伯特的胃口，而且还运用了希尔伯特空间概念。约翰尼最初的著述是1927年与希尔伯特和诺德海姆和谐的一篇论文，而就在几个月后就能独立发表另一篇论文，他已经能单独在该领域闯荡。然而当年出于生计所需他就接受了柏林大学的无薪讲师职位，成为柏林大学最年轻的无薪讲师。两年后他又转到汉堡大学担任无薪教授。

到1927年底约翰尼已经发表了12篇数学论文，而到1928年底时增至22篇，到1929年底时数学论文则已经多达32篇了，几乎每个月都会写出一篇非常了不起的论文，在年青一代数学家中引起了疯狂的崇拜。甚至有教授说，这些论文使其它数学家惊叹到他们搞了一辈子的数学都不知道自己在忙些什么。他的论文甚至对物理产生了重要的影响，通过希尔伯特空间他成功从量子理论中演化出精确的数学。此外还有博弈论相关的论文，如同流星一样划过不同的专业。博弈论文章中指出在群体斗殴中，逻辑上可以预言到一个最终的鞍点结果，当每个对手都觉得自己正在以最小的风险最大限度地获得他想要获得的利益时就达到鞍点。

他在语言上很有天赋，发明了一条能把外语句法搞清楚的捷径，如果他要获得某种语言的语感他就会迅速专注地阅读该语言的某些书籍，将所选择的文章的每个字都深深烙在自己的脑海中。他还发明了一种睡觉还可以思考的方法，他在睡觉前思考一些问题，然后睡眠4个小时候起来就能获得进展。

移民美国

约翰尼为了事业早就考虑想去美国发展，1929年普林斯顿大学的维布伦教授正在欧洲搜索数学家以帮助美国实现现代化，借这个机会约翰尼受邀到普林斯顿担任一学期的讲师，讲的是量子理论方面课程，一学期薪金是3000美刀外加1000美刀往返费。刚好此时他想布达佩斯大学经济学的本科女生求婚，于是在开往纽约的豪华轮船布莱曼号上度蜜月。1933年约翰尼申请加入美国国籍称为美国公民。假如美国国籍后他就申请了美国陆军军械局预备中尉的考试，一口气直接背完所有相关陆军手册，一字不差背下来，考试比他9岁时参加的各种考试都简单，不过虽然几乎都是满分却最终被拒绝了。然而最终还是通过战争筹备委员会成为了复杂爆破的计算大师，1941年到1942年他还任国防研究委员会第八分部顾问。

原子弹

美国最早的原子弹计划并没有让约翰尼参加，因为他们觉得这是一个物理学家而非数学家的项目。他对原子弹的贡献主要有两个，一是找到了帮助洛斯阿拉莫斯数学化的捷径，二是爆聚炸弹。当原子弹在广岛和长崎爆炸后，奥本海默哀悼现在自己成了死神、世界的毁灭者。约翰尼对参与的科学家的评价是有些人忏悔罪行，有些人为罪责邀功请赏。实际上在1955年时，51岁的约翰尼被发现身患癌症，这与原子弹的实验有很大关系。

经济学领域

约翰尼对经济学作出了两个重大贡献，一个是1944年与摩根斯坦合住的640页鸿篇巨著《博弈论与经济行为》，另一个是“谈经济学的几个方程及布劳威尔不动点定理的推广”，被称为有史以来数理经济学方面最伟大的论文。他把经济学引领入线性与非线性方程、经济发展的动力模型的学科，并在未来能更好地理解计划经济和自由市场经济的无为及有为所在。至少有6位诺贝尔经济学奖获得者承认他们的著作收到了约翰尼的影响。

计算机领域

ENIAC是计算机的正宗鼻祖，但埃克特感到约翰尼掠夺了他的胜利果实。1944年戈德斯坦带约翰尼参观了费城的ENIAC，约翰尼就是这样，他轻易学会了埃克特的天才想法，然后远远地把他抛在后面。无论是对市场的判断，还是法庭上旷日持久的裁决，都如约翰尼所期望。1945年约翰尼应邀为EDVAC起草逻辑框架报告，《关于EDVAC的报告草案》被描绘成有史以来有关计算和计算机的最重要的文献。他为计算机所有逻辑设计确立了模式。1945年后，领导计算机革命的主要任务就落在约翰尼的头上，这项工作成为他的另一份兼职工作，他所完成的论文比他的机器重要的多。

1945年抗日胜利后约翰尼觉得斯大林领导的苏联是最大的威胁，他认为要保全整个世界就需要大型计算机。他做了四项决定，一是要决定从何处开始运作、如何募集资金以及如何调动热情；二是要构思和解释计算机逻辑设计方面的改革；三是决定着手制造自己的特殊计算机，能为大型科学项目提供特殊用处；决定胸怀计算机发展方向的宏伟概念。约翰尼认为当时的数学方法是适应缓慢的、纯粹人工的计算步骤而发展起来的。电子计算机会改变可能性、难点、重点和界限，它会从根本上改变计算的整个内部体系。

最后的时光

约翰尼人生最后的一年他对自己的新型计算机与包含了几十亿神经元的人脑之间的对照十分着迷，大脑进行多位数求和时很慢，但大脑的很多其它能力，比如认知、想象、思考能力等都是计算机没有的功能，这些能力在大脑中是怎样编程的呢？如果能做到，那么他将改变人类的整个未来。1956年约翰尼入院后仍坐着轮椅接受了美国总统艾森豪威尔亲自授予的特别自由勋章。约翰尼也承认他的绝望之情，一个知道如何更好生活的人，却不知道如何面对死亡，他无法想象没有他的思想的世界回事个什么样子。他也拒绝休息，只要有一口气在他就会思考。1957年约翰尼溘然长逝。