他影響了整個社會和全人類
世紀天才馮·諾伊曼

約翰·馮·諾伊曼（1903—1957）

一部電視連續(xù)劇《暗算》又把上個世紀的大數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼拉回到觀眾的視野，引發(fā)了人們對這位學(xué)者的好奇與關(guān)注。電視連續(xù)劇的威力如此之大，以它獨特的方式讓更多的中國人，聽到了這個世界上最響亮的數(shù)學(xué)家的名字，令我又驚又喜。

江山代有人才出，各領(lǐng)風(fēng)騷數(shù)百年。如果讓全世界的數(shù)學(xué)家投票：從上個世紀到如今，誰是最偉大的數(shù)學(xué)家？絕大多數(shù)人會毫不猶豫地把票投給馮·諾伊曼。他不僅是位杰出的數(shù)學(xué)家，而且還是“計算機科學(xué)”、“數(shù)理經(jīng)濟學(xué)”的奠基人。這位學(xué)識淵博的絕頂天才去世時還不到54歲，可謂英年早逝，應(yīng)了一句話：天才是從兩頭點燃的蠟燭，明亮，但不長久。

我生也晚，無緣親眼見識大師馮·諾伊曼的風(fēng)采。然而有關(guān)他的故事卻從師長們那里聽了不少。

世界著名的大數(shù)學(xué)家樊教授，是我上個世紀80年代在美國圣塔芭芭拉加州大學(xué)讀博士學(xué)位時的導(dǎo)師，他年輕時曾在普林斯頓高等研究院和馮·諾伊曼共事與合作，在數(shù)學(xué)的豐碑上刻下了以他們兩位的名字共同命名的著名數(shù)學(xué)定理。樊先生十分推崇前輩馮·諾伊曼教授，喜歡給我講有關(guān)馮·諾伊曼的故事。

90年代，我曾在美國圣塔克拉拉大學(xué)數(shù)學(xué)系教書，恰與著名數(shù)學(xué)家哈爾默斯同事。哈爾默斯早年曾在普林斯頓高等研究院給馮·諾伊曼當(dāng)助手，深受其影響。他也是樊先生的老同事與好朋友。哈爾默斯年輕時撰寫的《測度論》成為經(jīng)典名著，后來被譯成中文在中國出版發(fā)行，是非常流行的一本著作。他很喜歡拍照片，但我覺得他的攝影技術(shù)也就是業(yè)余水平?？伤霭媪艘槐居凹?，包羅從40年代到70年代，他抓空拍攝的許多大數(shù)學(xué)家參加國際學(xué)術(shù)活動的瞬間特寫，加上他做的少許文字說明，便妙趣橫生，亦彌足珍貴。哈爾默斯為馮·諾伊曼拍下了許多有趣的照片，記錄下這位大天才的身影。我很喜歡到他的辦公室“串門”，聽他“侃”馮·諾伊曼。

與我交往了20年的恩師華羅庚教授，年輕時也曾在普林斯頓高等研究院與馮·諾伊曼共事，目睹了馮·諾伊曼當(dāng)年正在研制的計算機，深受啟發(fā)，于是萌發(fā)了在中國開啟、帶動計算機科學(xué)研究的愿望。華先生回國后，極力推動計算機與計算數(shù)學(xué)的發(fā)展，不懈地培養(yǎng)、儲備人才。他把計算數(shù)學(xué)的思想與方法融會貫穿在他的科學(xué)研究里，寫進他給大學(xué)生編著的教材中。他寫的《高等數(shù)學(xué)引論》完全脫離一般高等數(shù)學(xué)教程的窠臼，一則體現(xiàn)著這位大數(shù)學(xué)家對高等數(shù)學(xué)的獨到見解，同時，也表現(xiàn)出他對于計算數(shù)學(xué)的重視。

布達佩斯的神童，普林斯頓最年輕的教授

1903年12月3日，約翰·馮·諾伊曼出生于匈牙利布達佩斯，一個傳統(tǒng)保守的猶太家庭。父親是位非常成功的銀行家，為了擠入上層社會，花錢買了個爵位，于是他們的姓氏“諾伊曼”前面加上了個“馮”字，那是對貴族的尊稱。

馮·諾伊曼是家中三個兒子中的老大，在很小的時候就展現(xiàn)出他那與眾不同的大腦，那無與倫比的記憶力。在他還是個孩子的時候，只需要慢慢地看上一遍，他就能把電話簿上整頁的姓名和電話號碼記住，過目不忘，簡直像照相機似的。馮·諾伊曼把這當(dāng)成一項游戲，一直到他成年，還不斷地把他的這種本事給朋友們“表演”。如此超常的記憶力，使他興趣極其廣泛，除了科學(xué)之外，他還喜歡歷史與哲學(xué)，只要他讀過的東西，都記得清清楚楚。馮·諾伊曼的淵博是有名的，宛如百科全書。難怪有歷史學(xué)家說：歷史學(xué)也有許多未解之謎，并不比數(shù)學(xué)少。如果馮·諾伊曼當(dāng)初選擇歷史學(xué)而不是數(shù)學(xué)，世界歷史學(xué)家們的日子可能會好過得多！

童年，就已經(jīng)展現(xiàn)出與眾不同的智力

馮·諾伊曼的另一項“絕活”就是他的心算，從小就會，一直到晚年，他計算數(shù)字的大乘、大除從不用筆，運算速度之快，不僅無人能望其項背，而且在他有生之年，也沒有一臺電子計算機能超過他。

童年的馮·諾伊曼最喜歡的學(xué)科無疑是數(shù)學(xué)。6歲時他能憑心算做8位數(shù)的乘除法，這么大的數(shù)目即便用筆算，今天的中小學(xué)生怕也視為畏途；8歲時他自己學(xué)會了“微積分”，那可是今天理工科大學(xué)生的重頭基礎(chǔ)課；12歲就弄懂了《函數(shù)論》，一門數(shù)學(xué)系三年級的課程；18歲發(fā)表了第一篇數(shù)學(xué)論文，他開始有所創(chuàng)造，嶄露頭角。

18歲那年，馮·諾伊曼考進了布達佩斯大學(xué)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。但父親希望他學(xué)習(xí)化學(xué)，認為那將來能賺錢，猶太人的選擇非常務(wù)實。盡管酷愛數(shù)學(xué)，馮·諾伊曼不愿意違拗父親，于是又考進了瑞士蘇黎世的聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)攻讀化學(xué)專業(yè)。23歲那年，馮·諾伊曼不僅在蘇黎世獲得化學(xué)學(xué)士學(xué)位，同年他也獲得了布達佩斯大學(xué)的數(shù)學(xué)博士學(xué)位。其實他并沒有在布達佩斯大學(xué)跟班上課聽講，只是在每個學(xué)期的期末回布達佩斯探親時，趕回學(xué)校，參加并且通過了所有課程的考試而已。德國哥廷根大學(xué)的大數(shù)學(xué)家希爾伯特招聘研究助理，應(yīng)聘者爭先恐后，年輕的數(shù)學(xué)家們都希望獲得在大師身邊工作的機會。希爾伯特百里挑一，選中了剛剛畢業(yè)的馮·諾伊曼當(dāng)他的助手。一年之后，馮·諾伊曼更上一層樓，又應(yīng)聘去漢堡大學(xué)和柏林大學(xué)任兼職講師。

上個世紀20年代中期，歐洲的許多大數(shù)學(xué)家開始關(guān)注“數(shù)學(xué)基礎(chǔ)”的研究，“公理化”成為數(shù)學(xué)研究中最引人矚目的進展。德國大數(shù)學(xué)家希爾伯特帶領(lǐng)著歐洲的數(shù)學(xué)家們?nèi)〉昧艘粋€又一個的輝煌成就。二十來歲的馮·諾伊曼很快就領(lǐng)悟了希爾伯特的思想，繼而把它發(fā)揮得淋漓盡致。他迅速超越同儕，一年之內(nèi)，就發(fā)表了7篇極有分量的學(xué)術(shù)論文，把“數(shù)學(xué)基礎(chǔ)”的研究推向新的高峰。馮·諾伊曼年方弱冠，一鳴驚人，他發(fā)表的一篇關(guān)于“集合論”的研究論文具有劃時代意義，這位年輕的數(shù)學(xué)奇才的出現(xiàn)引起了世界轟動。直到今天，我們在讀他的這篇文章時，仍然會心情激動，越發(fā)體會到大師的“先見之明”。

馮·諾伊曼在他30歲以前，就展現(xiàn)了非凡的才華，成就卓著，他同時在幾個不同的領(lǐng)域“集合論”、“代數(shù)”和“量子理論”從事研究，他發(fā)表的每篇研究論文都引起巨大反響，成為當(dāng)時最年輕的著名數(shù)學(xué)家。

馮·諾伊曼與眾不同之處在于，他喜歡并且習(xí)慣于同時展開幾個完全不同領(lǐng)域的研究工作。正當(dāng)他在“數(shù)學(xué)基礎(chǔ)”的研究得心應(yīng)手之時，又注意到理論物理學(xué)泰斗海森堡的“量子力學(xué)”，那是當(dāng)時物理學(xué)中最熱門的方向。馮·諾伊曼很快弄明白了“量子力學(xué)”是怎么一回事，然后把數(shù)學(xué)“公理化”的想法與“量子力學(xué)”結(jié)合起來，誕生了他獨特的“公理化量子力學(xué)”。他的貢獻遠遠超越了學(xué)科本身，不僅為物理學(xué)提供了新的計算模型，也為純粹數(shù)學(xué)的發(fā)展賦予了強大動力。后來稱之為“馮·諾伊曼代數(shù)”的算子理論就發(fā)源于此。這個分支正是筆者在美國攻讀博士學(xué)位時期的一個論文方向。這個學(xué)科現(xiàn)在稱為“算子代數(shù)”，起源于馮·諾伊曼。

1930年，馮·諾伊曼來到美國，成為普林斯頓大學(xué)的客座講師。這年他結(jié)了婚，娶的是篤信天主教的瑪麗艾特。為此，馮·諾伊曼表示放棄家傳的猶太教，改奉天主教。馮·諾伊曼對宗教并不特別認真。

三年后，恰逢普林斯頓高等研究院組建成立，馮·諾伊曼應(yīng)聘擔(dān)任了研究院的教授。當(dāng)時，那個研究院僅聘有六名教授，其中就包括發(fā)明“相對論”的大物理學(xué)家愛因斯坦，前輩天才大數(shù)學(xué)家外爾等。馮·諾伊曼那年30歲，而立之年，是普林斯頓最年輕的教授。普林斯頓高等研究院因著這些天才們的聚集而飛速發(fā)展，其研究水平之高，令世人矚目。普林斯頓很快就成為世界數(shù)學(xué)的中心，是全世界的數(shù)學(xué)家們的向往之地，著名的華人數(shù)學(xué)家陳省身、華羅庚與樊都先后在這所研究院工作過。

樊教授這樣描述：聽馮·諾伊曼演講必須有足夠聰明，極度專心，否則絕對跟不上他。每次演講，只有極少數(shù)的數(shù)學(xué)家能夠勉強聽得懂，奉陪到底。演講的時候，馮·諾伊曼的思維敏捷，內(nèi)容充實豐富，邊講邊寫，板書飛快，一會兒工夫就寫滿了整塊的黑板。只好擦去舊的，再寫新的。當(dāng)要回過頭來引用前面結(jié)果的時候，他會不斷地指著黑板的某個位置說：根據(jù)擦過三次之前，寫在這個位置的一個式子，再加上擦過六次之前，寫在那個地方的一條定理，就可以得到以下結(jié)論。聽?wèi)T了他演講的數(shù)學(xué)家們笑稱：馮·諾伊曼是“用板擦來證明定理的人”。因為他經(jīng)常是根據(jù)早已擦掉的步驟，繼續(xù)進行后面的推理證明。記性不夠好的人當(dāng)然聽不懂他的演講。

馮·諾伊曼也常常去聽別人演講，如果演講人言之有物，想法高明，他會喝彩。但是如果演講內(nèi)容貧乏，缺乏智慧，講話啰嗦，他也會不留情面。有一回，他去普林斯頓大學(xué)物理系聽演講。演講人出示一張幻燈片，上面羅列著一些實驗數(shù)據(jù)，試圖說明那些數(shù)據(jù)是分布在一條曲線上，自以為得意。馮·諾伊曼認為那問題太淺顯，近乎愚蠢，于是挖苦道：“顯然它們是在同一張平面上！”聰明的聽眾們也不耐煩了，哄堂大笑。

晚年的樊教授常?；叵肫瘃T·諾伊曼，給我講過一個他們聯(lián)合“捉弄”馮·諾伊曼的故事。當(dāng)年，普林斯頓高等研究院里的數(shù)學(xué)家們，都是最聰明的人，但他們公認，馮·諾伊曼的智力超過所有的人：別人能解決的難題，馮·諾伊曼一定也能；別人解決不了的難題，馮·諾伊曼或許能。

馮·諾伊曼自己也是這樣自信的，于是研究院里的幾位年輕人設(shè)計了一個圈套，立意要讓馮·諾伊曼“郁悶”一回。

樊先生不僅聰明過人，早年在北京大學(xué)打下了扎實的數(shù)學(xué)基本功；留學(xué)法國，又受到法國數(shù)學(xué)傳統(tǒng)熏陶，練就一身過硬的數(shù)學(xué)證明技巧，在研究院素以善解難題著稱。這次，同事們公推樊，由他負責(zé)出一道難題，必須非常之難，最好難到自己都解決不了。那題目是給馮·諾伊曼準備的。

普林斯頓的數(shù)學(xué)家們每日午后都要在會議室小聚，一起喝午茶、咖啡，聊聊天，談?wù)剶?shù)學(xué)。幾位年輕人準備停當(dāng)，相繼來到會議室，裝作若無其事，等候馮·諾伊曼“上鉤”。馮·諾伊曼走進會議室，端起一杯咖啡，如往常一樣談笑風(fēng)生，和每個人都打個招呼。樊先生不動聲色地和旁邊一位談起數(shù)學(xué)，隨手把他設(shè)計好的難題寫在黑板上，馮·諾伊曼被吸引過去，站在黑板前不再講話，開始思考，其他人也都裝模作樣地思考，會議室里安靜得好像沒有人一樣。5分鐘過去了，只見一位年輕人，走到黑板前，把他“剛想出來”的證明要點寫了下來。竟然被他人拔了頭籌，這令馮·諾伊曼大為懊惱，快快不快，默默地離開會議室。研究院里年輕人的惡作劇，捉弄了他們十分敬佩的馮·諾伊曼。

想要捉弄大天才馮·諾伊曼的并不僅僅有普林斯頓的年輕數(shù)學(xué)家們，還有當(dāng)時舉世公認的大數(shù)學(xué)家們，例如法國大數(shù)學(xué)家巴拿赫。巴拿赫在一篇回憶馮·諾伊曼的文章里寫到：在一個數(shù)學(xué)家的聚會上，他曾與幾位數(shù)學(xué)家“密謀”，一邊和馮·諾伊曼談數(shù)學(xué)，一邊輪番給他敬酒，還專挑烈性酒。馮·諾伊曼生性豪爽，來者不拒，但最終喝過了量，悄悄去洗手間嘔吐了。巴拿赫說：“當(dāng)馮·諾伊曼回來繼續(xù)討論數(shù)學(xué)的時候，原來的思路居然絲毫沒有被打斷！”所有捉弄馮·諾伊曼的數(shù)學(xué)家，不論“密謀”成功了沒有，他們毫不懷疑：馮·諾伊曼，奇才！

打不贏撲克牌，卻開創(chuàng)了“博弈論”

事業(yè)有成，婚姻卻不成功。馮·諾伊曼時常過分地專注令他發(fā)生興趣的問題，冷落了妻子?，旣惏貢r有抱怨，兩人漸行漸遠。1935年，馮·諾伊曼夫婦有了第一個孩子，是個女兒，取名瑪麗安娜。然而，女兒的降生也未能挽救他們的婚姻，兩年之后，瑪麗艾特帶著小女兒離開了馮·諾伊曼。

單身獨居的馮·諾伊曼開始約會克萊拉·丹。不過克萊拉已是有夫之婦，她曾是馮·諾伊曼的“發(fā)小”，兩人青梅竹馬，情投意合。后來他們各奔東西，相繼離開家鄉(xiāng)，斷了音信。幾年后在美國重逢時，已然各自成家。但是，克萊拉仍然非常喜歡馮·諾伊曼，瑪麗艾特與馮·諾伊曼離婚后，她決定與馮·諾伊曼重續(xù)前緣。克萊拉難過地向丈夫說明自己的移情別戀，請求寬恕。她的坦誠得到丈夫的寬容與理解，離婚后隨即改嫁馮·諾伊曼，有情人終成眷屬?？巳R拉不僅是個“賢內(nèi)助”，后來還成了馮·諾伊曼在研制計算機和發(fā)展計算機科學(xué)方面的助手。

世界上很多有所成就的科學(xué)家，他們專心于自己的學(xué)問，似乎與世隔絕，兩耳不聞窗外事，不善于社交活動，人們會覺得他們是“書呆子”，脾氣古怪孤僻。馮·諾伊曼與眾不同，他非常喜歡和別人交往，不論男女老幼，也不論從事任何職業(yè)，都可以成為他的座上客，聊得熱火朝天。這固然是因為馮·諾伊曼博學(xué)多才，平易近人，更是因為他那善良熱情與豪爽開放的內(nèi)心。

馮·諾伊曼夫婦熱情好客，一到周末家里必定賓朋滿座。他家?guī)缀跏敲總€星期都開“派對”，招待同事和朋友。馮·諾伊曼永遠是沙龍的中心，他記性好、笑話多，他用講笑話的辦法活絡(luò)氣氛，還喜歡戴上一頂小丑的滑稽帽子穿梭在人群中間，引逗客人們放松暢談。他仍然時不時地“賣弄”他那超人的記憶力，當(dāng)眾表演他那速記電話簿子的本事，他那自幼就喜歡玩的游戲。馮·諾伊曼夫婦有極好的人緣。

馮·諾伊曼豪爽好客，他的家是友人聚會的中心，幾乎每周都舉辦派對，招待同事朋友

馮·諾伊曼在撲克牌游戲中獲得靈感，引發(fā)出深刻的思考，成為“博弈論”或者稱“對策論”的奠基人。其實，他并不經(jīng)常玩撲克牌，打牌時也不很走運，經(jīng)常是輸家。這位天才的數(shù)學(xué)家猛然醒悟：撲克牌游戲里面不僅僅是數(shù)學(xué)中“概率論”的問題，他之所以輸牌就是由于他總是僅僅依靠運用“概率論”來指揮自己出牌。那是遠遠不夠的，取勝之道在于運用策略：一方面要迷惑對方，另一方面要隱藏好自己的意圖信息，需要虛張聲勢。馮·諾伊曼開始研究“取勝的策略”，一個重要的數(shù)學(xué)分支“博弈論”就這樣誕生了。

馮·諾伊曼才華橫溢，總是開創(chuàng)新的學(xué)科，不論做純粹數(shù)學(xué)的研究，還是研究應(yīng)用數(shù)學(xué)，其貢獻都是奠基性的。馮·諾伊曼的天才還在于他的開創(chuàng)性研究工作具有廣泛的應(yīng)用性，加之他本身學(xué)問淵博，能跨越學(xué)科與他人合作，且游刃有余。

在他建立起完整的“博弈論”基本理論的同時，他就意識到這項數(shù)學(xué)研究工作將對“經(jīng)濟學(xué)”產(chǎn)生影響，可以應(yīng)用“博弈論”指導(dǎo)經(jīng)濟策略。他找來當(dāng)時在普林斯頓工作的著名奧地利經(jīng)濟學(xué)家莫根·斯坦因，共同研究“博弈論”在經(jīng)濟領(lǐng)域中的應(yīng)用。后來兩人合作撰寫了一本書《博弈論與經(jīng)濟行為——經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域的革命》，成為“博弈論”的經(jīng)典著作，也成為“數(shù)理經(jīng)濟學(xué)”的奠基石。雖然這本書講的僅僅是“經(jīng)濟學(xué)”，可其影響卻波及了“心理學(xué)”、“社會學(xué)”、“政治學(xué)”和“戰(zhàn)爭軍事學(xué)”等等學(xué)科，奠定了“博弈論”在這些領(lǐng)域中極其重要的地位。

馮·諾伊曼開創(chuàng)的學(xué)科都是具有強大生命力的科學(xué)理論，一經(jīng)問世，就立即獲得廣泛應(yīng)用，獲得來自許多科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家們的響應(yīng)。他寫書絕非一般書生的著書立說，他的著作中蘊涵著天才的創(chuàng)造性，字里行間充滿智慧與深邃，讀后回味無窮，發(fā)人深省。

馮·諾伊曼最得意的，是他的數(shù)學(xué)理論能在“政治學(xué)”和“戰(zhàn)爭軍事學(xué)”中獲得應(yīng)用。他當(dāng)年的助手哈爾默斯對我說：這也許來自于這位天才未泯的童心。馮·諾伊曼小時候最喜愛的游戲叫做“克銳思匹爾”，一種類似軍棋的游戲。他那潛意識中的興趣驅(qū)使他運用他的“博弈論”中“二人博弈零和對策”的原理，建立了模擬美國與蘇聯(lián)在冷戰(zhàn)中的互動模型?！傲愫蛯Σ摺笔恰安┺恼摗敝械囊粋€基本對策，表現(xiàn)的是博弈雙方完全對抗、強烈競爭的對策，比較適合冷戰(zhàn)時期的美蘇敵對狀態(tài)。據(jù)說馮·諾伊曼的推演結(jié)論是美蘇在未來將不分勝負。運用“博弈論”構(gòu)造這樣一個模型，那是出自一個科學(xué)家本能。我沒有見過他的這個對策模型，也不能判斷這個模型能否放之四海而皆準，但它基本符合后來歷史的發(fā)展。巧合？抑或政治遠見？我想那對策的模型推演至少是表達了馮·諾伊曼的愿望，同時也顯示了他的超脫。

二次世界大戰(zhàn)一開始，馮·諾伊曼就堅信盟軍必勝。他再次運用他的“博弈論”，建立了同盟國與協(xié)約國之間的戰(zhàn)爭沖突的模型，然后進行推演，并且預(yù)測勝負。他堅信不疑，并且告訴哈爾默斯：德軍必敗！馮·諾伊曼和哈爾默斯都是來自匈牙利的移民，他們都是猶太人。在所有信奉上帝的人們眼中，猶太人是“上帝親自揀選的民族”，優(yōu)秀但飽經(jīng)磨難。經(jīng)受了多次“國破山河在”的苦難，猶太人流亡到世界各地，頑強地發(fā)展，奇跡般地生存下來，長期是一個沒有國家的民族。二戰(zhàn)初期，法西斯軍隊所向披靡，鐵蹄踐踏之處，猶太人便遭滅頂之災(zāi)。這場大戰(zhàn)之勝負，于猶太民族生死攸關(guān)，馮·諾伊曼擔(dān)心??！

在學(xué)術(shù)問題上，他異常嚴肅認真，但在日常生活上卻是非常平易隨和，因此在他周圍總是充滿歡聲笑語。

普林斯頓高等研究院打算聘用一位工程師，幫助馮·諾伊曼設(shè)計制造計算機。研究院請馮·諾伊曼面試拍板。馮·諾伊曼約那人到家里見面。那位工程師駕駛的老爺車途中拋錨，前不著村后不著店，只能自己動手修理。趕到馮·諾伊曼家時，已是滿身油污，狼狽不堪。馮·諾伊曼絲毫不介意，熱情握手，讓至客廳，請客人在潔白的沙發(fā)落座。一條狗也跟了進來，馮·諾伊曼任憑那狗用它那泥爪子在他家絨毛地毯上踐踏?？腿说固骜T·諾伊曼心疼起來，可是看到主人坦然自若，轉(zhuǎn)念一想：主人既然對自己的狗都如此縱容，一定不會介意我的臟褲子坐在他家潔白的沙發(fā)上吧。于是心情放松，發(fā)揮正常，面試順利，馮·諾伊曼決定雇用他。在工程師出門告別的時候，馮·諾伊曼突然問：“不帶上你的狗一起走嗎？”

有所長必有所短，天才的數(shù)學(xué)家馮·諾伊曼卻是個非常蹩腳的司機，開車時經(jīng)常跑神，思考問題，難免時常出現(xiàn)險情與交通事故。他幾乎每年要撞壞一部汽車。在當(dāng)年普林斯頓的一條街道的盡頭，堆放著所有被馮·諾伊曼“報銷”了的廢車，那塊地方獲得了一個綽號：馮·諾伊曼之角。

“計算機之父”：馮·諾伊曼不接受這個稱號

1943年，馮·諾伊曼應(yīng)美國政府國防部之邀，以顧問身份參與研制原子彈的“曼哈頓計劃”。這個時候，他的視野更加開闊，他的興趣更加不局限于解決數(shù)學(xué)問題，他要運用所掌握的數(shù)學(xué)工具和超人的智力，去解決所有那些他認為可以嘗試的問題。他主導(dǎo)完成了在原子彈爆炸設(shè)計中的關(guān)鍵計算，精確地算出爆炸的最終威力與各個控制因素的關(guān)系。他還建立了一個數(shù)學(xué)模型，模擬攜帶原子彈的轟炸機的飛行軌道。運用他這個模型來計劃飛行路線，把轟炸機被發(fā)現(xiàn)乃至被擊落的風(fēng)險減到了最低。他受邀參與了選擇原子彈轟炸日本的地點位置決策，以最小的傷亡獲得最大的震懾，迫使日本就范，早日結(jié)束太平洋戰(zhàn)爭。

戰(zhàn)爭結(jié)束了，美國海軍決定撥給馮·諾伊曼一筆款子，放手讓他去設(shè)計一臺能夠準確預(yù)測、預(yù)報天氣的機器。馮·諾伊曼研制的電子計算機，每秒鐘能進行2000次運算，是當(dāng)時最快的計算機，叫做“IAS”，它取自于“高等研究院”的三個英文單詞的首字母。雖然在預(yù)測天氣方面還不夠準確，但是IAS成功地完成了氫彈設(shè)計的復(fù)雜計算工作。

馮·諾伊曼和他的計算機IAS，那是當(dāng)年世界上性能最好的一臺計算機

不少人把馮·諾伊曼當(dāng)作是計算機科學(xué)的奠基人，有人甚至稱他為“計算機之父”。其實，他本人并不接受這個稱號。首先，在計算機科學(xué)上，馮·諾伊曼認為他的研究成果是受到了計算機天才科學(xué)家圖靈的思想的啟發(fā)，他僅僅是發(fā)揚光大圖靈的原始概念。其次，關(guān)于電子計算機的發(fā)明權(quán)當(dāng)時就有爭議，馮·諾伊曼清楚地宣稱他本人不是電子計算機的發(fā)明人，那另有別人。

美國依阿華州立大學(xué)的約翰·阿坦納索夫在1939年發(fā)明和研制了世界上的第一臺電子計算機ABC之后，美國的大學(xué)、研究機構(gòu)與軍方相繼研究制造了十幾臺電子計算機。馮·諾伊曼此時就已經(jīng)注意到，速度超過人工計算千萬倍的電子計算機的出現(xiàn)，有可能會把一些傳統(tǒng)上相當(dāng)難處理的繁雜運算，變得可計算，變得輕松簡便。

馮·諾伊曼考察了那個年頭所有的計算機，認為它們都不夠好。他要憑著自己的數(shù)學(xué)能力，改進計算機的邏輯設(shè)計，同時為計算機設(shè)計出好的算法。

1946年，毛克利剽竊了阿坦納索夫的設(shè)計原理，在美國軍方的財力支持下，制造了一臺稱之為“埃尼阿克”的計算機，它在性能上比ABC強大很多。馮·諾伊曼曾被邀請參觀“埃尼阿克”。他看到在那里大約有二百人在操作“埃尼阿克”，因為每換一個新的問題，就得一起上陣，重新連線，花上幾天時間進行計算前的準備工作。而一旦機器啟動，運算結(jié)果僅僅是彈指之間的事。馮·諾伊曼一下子就看出癥結(jié)之所在，并且慷慨地提出改進的想法。但毛克利等人聽不懂，那智力上的差別不是一星半點，他們還認為馮·諾伊曼所說的是天方夜譚一樣的神話，根本無法實現(xiàn)。

馮·諾伊曼大概也覺察到他高估了毛克利等人的理解力，不再對牛彈琴。但是在他自己設(shè)計計算機的時候，成功地實現(xiàn)了他關(guān)于在機器存儲器里內(nèi)存程序的想法。程序員要做的是命令機器去存儲器中尋找相關(guān)的運算指令，計算機就可以自動完成計算，而不必為每個問題重新編寫程序，使計算機功能發(fā)生突變。計算機的設(shè)計原理在馮·諾伊曼手中最終成熟，直至今天仍然是計算機設(shè)計必須遵從的基本原則。

馮·諾伊曼充分肯定阿坦納索夫采用“二進制”和“邏輯代數(shù)”的設(shè)計思想，否定了毛克利自以為得計的“十進制”設(shè)計，這也成為今日計算機設(shè)計的基本原則。

馮·諾伊曼迅速把頭腦中的概念變成了實施方案。1945年，一篇長達101頁的科學(xué)報告問世，這就是計算機史上著名的“101頁報告”，稱之為“EDVAC方案”，刻畫出了現(xiàn)代計算機的體系結(jié)構(gòu)：計算機必須包含運算器、控制器、存儲器、輸入器和輸出器這五大器件，詳細描述了五大器件的功能和相互關(guān)系。今天，人們稱之為“馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)”。馮·諾伊曼洋洋萬言的“EDVAC方案”是現(xiàn)代計算機科學(xué)發(fā)展的里程碑。

雖然馮·諾伊曼不是第一個提出計算機科學(xué)理論的人，那人是艾蘭·圖靈；也不是第一個發(fā)明研制電子計算機的人，那人叫阿坦納索夫。但他所確立的計算機設(shè)計基本原則已成為萬古不變的教條，他和艾蘭·圖靈，約翰·阿坦納索夫都是當(dāng)之無愧的“計算機之父”。

遠離了在電子計算機發(fā)明權(quán)上的爭執(zhí)，馮·諾伊曼繼續(xù)以普林斯頓高等研究院為基地，領(lǐng)導(dǎo)他的團隊在1952年研制了另一臺計算機，叫做“EDSAC”，完整體現(xiàn)了他在“EDVAC方案”中提出的設(shè)計準則。這是世界上第一臺使用磁帶輸入，并且可以把程序儲存在機器內(nèi)部的計算機，效率大大提高，電耗大大降低，實現(xiàn)了又一個突破。計算機IAS和EDSAC，凝聚著這位世紀天才的智慧和心血，毫無疑問，在當(dāng)時都是最棒的！

馮·諾伊曼為他的計算機開創(chuàng)性地設(shè)計了程序，以編碼的形式存儲在計算機的記憶單元里或磁帶上，取代了當(dāng)時流行的紙帶打孔的程序輸入方式。如今，計算機程序員已經(jīng)成為一項頗受年輕人青睞的職業(yè)，但人們可否知道，正是馮·諾伊曼讓他的妻子克萊拉成為了世界上的第一位程序員?？巳R拉承擔(dān)了那繁瑣而枯燥的編碼操作，為她那天才丈夫騰出時間和精力，讓他把心智集中在發(fā)明創(chuàng)造上，她愿意協(xié)助丈夫?qū)崿F(xiàn)他那天才頭腦里產(chǎn)生的奇思妙想。

真正的大天才從不畫地為牢，固守自己的研究界線。馮·諾伊曼在計算機科學(xué)上的貢獻完全不亞于他在數(shù)學(xué)上的成就。他研究了“線性代數(shù)”的數(shù)值計算，后來著重研究“非線性微分方程”的離散化以及穩(wěn)定性問題。他協(xié)助發(fā)展了一些重要的算法，特別是使用隨機數(shù)處理確定性數(shù)學(xué)問題的“蒙特卡羅方法”。他在計算數(shù)學(xué)上的成就與貢獻，無人能出其右。

馮·諾伊曼對于政治與軍事的興趣絕不亞于科學(xué)。1948年，美國國防部與空軍聯(lián)合成立了一個智庫，取名“蘭德”，宗旨是“思考那些不可思議的問題”，馮·諾伊曼出任“蘭德”的顧問。當(dāng)時關(guān)注的焦點是核子戰(zhàn)爭發(fā)生的可能性，以及應(yīng)對策略。他作為一位跨越許多領(lǐng)域的杰出科學(xué)家，向美國政治、軍事和經(jīng)濟的高層決策人士提供科學(xué)咨詢與政策建議。

離開普林斯頓之后，馮·諾伊曼到美國原子能委員會工作

1954年，馮·諾伊曼被任命為“原子能委員會”成員，一年后，他被診斷出骨癌。馮·諾伊曼患病的消息，震驚了全世界，科學(xué)家們在惋惜之余，疑云重重，病因何在？馮·諾伊曼曾親臨夏威夷的比基尼珊瑚島，近距離觀察原子彈爆炸試驗，以驗證他的理論計算，曾經(jīng)暴露在過量的放射性元素之下，這是他患病的最可能的原因。不只他一位，當(dāng)年參與原子彈設(shè)計與試驗的許多物理學(xué)家，凡未采取嚴格保護措施而在核爆現(xiàn)場工作的，也都不幸因患癌癥而英年早逝。當(dāng)年科學(xué)家們僅僅關(guān)注于核能以及用它制造的核武器的巨大殺傷力，卻完全沒有覺察到自己已經(jīng)被它殺傷，人類在探索原子能的路途上付出了巨大的代價，世界上最優(yōu)秀的科學(xué)家們，工作在第一線，為之獻身。失去頂級的科學(xué)家，于人類和科學(xué)的進步，那損失是無法彌補、無從估計的。

樊說：“馮·諾伊曼的工作影響了整個社會和全人類！”

在馮·諾伊曼放下他已經(jīng)做得那么好的理論數(shù)學(xué)研究，而轉(zhuǎn)向計算數(shù)學(xué)問題的研究時，引發(fā)了普林斯頓高等研究院里數(shù)學(xué)家的紛紛議論，似乎馮·諾伊曼有些“發(fā)神經(jīng)”，是在浪費他的時間和才氣，實在太可惜了！在普林斯頓的數(shù)學(xué)家眼里，那些計算方法和程序設(shè)計實在是太簡單了，難登大雅之堂。馮·諾伊曼天分如此之高，居然擺弄計算機，還津津有味！

大數(shù)學(xué)家外爾有一次在課堂上大聲對學(xué)生說：“過去的馮·諾伊曼數(shù)學(xué)做得多么好，可如今不務(wù)正業(yè)！我簡直不知道他在干什么！”嚇得學(xué)生趕緊把教室的門關(guān)上，因為馮·諾伊曼的辦公室就在教室的對面。老外爾對馮·諾伊曼沒有惡意，只是不及馮·諾伊曼高瞻遠矚。他們兩位同為普林斯頓高等研究院的元老和靈魂，共同帶領(lǐng)著研究院里聚集著的年輕數(shù)學(xué)家們。外爾是以自己的方式，勸告比他年輕許多的老朋友。

馮·諾伊曼不僅能夠在普林斯頓高等研究院“擺弄”計算數(shù)學(xué)，還能夠在研究院里成功地研制計算機，真是奇跡，是異數(shù)，要知道一個轟隆作響的計算機與普林斯頓高等研究院里高雅沉穩(wěn)的傳統(tǒng)學(xué)術(shù)氣氛是多么不協(xié)調(diào)！只有馮·諾伊曼，能夠憑著他那超級人望和威信，說服研究院同仁，加之他長袖善舞，成功游說政府和軍方慷慨解囊，方使得計算機的科研項目在普林斯頓高等研究院上馬啟動。雖然研究院容忍他聘雇進來一批工程師，制造了計算機，但是沒有多少數(shù)學(xué)家對他的計算機研究項目真正感興趣。

馮·諾伊曼是數(shù)學(xué)家出身，深深理解他的同行同事，他明白普林斯頓高等研究院絕非計算機科學(xué)和計算數(shù)學(xué)生長的好土壤，數(shù)學(xué)家們對計算機程序設(shè)計不屑一顧。在他將要離開普林斯頓，前往首都華盛頓聯(lián)邦政府就職的時候，他必須為他的計算機找個棲身之地。他選中了附近的普林斯頓大學(xué)，而普林斯頓大學(xué)也樂意接受馮·諾伊曼“捐贈的禮物”，并承諾馮·諾伊曼提出的唯一條件：保持機器正常運轉(zhuǎn)。后來，普林斯頓大學(xué)后悔不迭，因為計算機的運轉(zhuǎn)與維護費用一年高達十萬美元。馮·諾伊曼去世的不幸消息傳來，普林斯頓大學(xué)立即關(guān)閉了計算機。馮·諾伊曼的計算機一時之間成了“食之無味，棄之可惜”的一堆廢鐵。IBM趁機索要，普林斯頓大學(xué)樂得甩掉“包袱”，讓IBM用大卡車運走了。擁有當(dāng)年馮·諾伊曼的計算機，IBM在制造電子計算機的廠商中間鶴立雞群，風(fēng)頭更勁。普林斯頓大學(xué)再一次后悔莫及，當(dāng)年IBM沒有拆走的、釘在墻上的6英寸的計算機開關(guān)控制器，成為僅存的珍貴文物。更為可惜的是，當(dāng)年馮·諾伊曼的追隨者們，后來都成為計算機科學(xué)的先鋒，他們各奔東西，另謀發(fā)展，沒有一個留在普林斯頓，那個讓他們受盡歧視的地方。

樊先生90年代對我說：“現(xiàn)在看來馮·諾伊曼當(dāng)時是有道理的?？墒钱?dāng)年，普林斯頓的人都不理解他。他如果只做數(shù)學(xué)，那他頂多是影響數(shù)學(xué)界。今天我們終于看到了，馮·諾伊曼的工作影響了整個社會和全人類！”真是“千載誰堪伯仲間”，馮·諾伊曼的遠見卓識是無人能望其項背的。

高山流水，知音難覓。樊是馮·諾伊曼的知音。兩位無疑都是20世紀非常重要的數(shù)學(xué)家。馮·諾伊曼純粹數(shù)學(xué)的研究領(lǐng)域很寬，包括“數(shù)理邏輯”、“集合論”、“希爾伯特空間上的線性自伴算子譜理論”、“希爾伯特第五問題”、“測度論”、“格論”、“連續(xù)幾何學(xué)”、“算子環(huán)理論”或稱為“馮·諾伊曼代數(shù)”等等。樊把馮·諾伊曼開了頭的工作，繼續(xù)推廣、完善，并發(fā)揮到了極致。例如，無窮維空間中的、涉及多個函數(shù)的那些“極小極大定理”，已經(jīng)是無人能夠再超越。也正是由于馮·諾伊曼和樊兩位的合作，方使得那些抽象的數(shù)學(xué)理論不再是曲高和寡，而是可以應(yīng)用，獲得了生命力，能夠為“數(shù)理經(jīng)濟學(xué)”的長足進展提供有力的數(shù)學(xué)工具。上個世紀80年代，法裔美國數(shù)學(xué)家德布魯成功地運用樊所創(chuàng)造的“極小極大定理”，創(chuàng)立了關(guān)于“商品的經(jīng)濟與社會均衡的存在定理”，并因此在1983年榮獲諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎。

巨星隕落，光輝永在人間

在原子能委員會工作時期，馮·諾伊曼不斷向人們傳播和平利用原子能的觀念。他不僅告誡美國政府的官員必須科學(xué)利用原子能并嚴格控制核武器，也向平民百姓解釋相關(guān)的科學(xué)知識。有一次，一群青少年來原子能委員會參觀原子能展覽，他當(dāng)時已經(jīng)病入膏育，仍親自出馬接待。好奇的孩子們圍著他問這問那，他耐心講解。當(dāng)孩子們問到“放射性探測儀”的時候，馮·諾伊曼向孩子們詳細解釋放射性元素會對人體造成的嚴重傷害以及如何躲避，孩子們看見他的眼睛里閃現(xiàn)淚光。這次的實況采訪，后來在一個名叫“青少年想知道”的電視節(jié)目中播出。

馮·諾伊曼智者千慮，卻沒有慮及放射性射線對自己和其他參與核試驗的科學(xué)家的致命傷害，令人扼腕?；疾∑陂g的馮·諾伊曼不得不整天坐在輪椅上，即使如此，他仍然馬不停蹄，沒有停止工作。1963年美國一部影片《斯淳芝博士》的主人公的原型就是馮·諾伊曼，主人公斯淳芝博士是一位坐在輪椅上忘我工作的勤奮的天才，受到世人無比的尊敬。

馮·諾伊曼最后一次公開露面是在1956年2月。在白宮，艾森豪威爾總統(tǒng)代表美國政府和人民為他頒授“自由勛章”。到了4月，馮·諾伊曼不得不住進醫(yī)院。然而就在醫(yī)院的病房里，他設(shè)置了一間辦公室，便于工作和接待訪客。來自空軍和國防部長辦公室的客人絡(luò)繹不絕，馮·諾伊曼繼續(xù)為高層政治家們提供咨詢，直至去世的前一天。1957年2月8日，馮·諾伊曼在華盛頓辭世，一顆超級明亮耀眼的科學(xué)巨星隕落。

1961年，《馮·諾伊曼全集》出版，共6卷，收集了馮·諾伊曼畢生的著作。馮·諾伊曼的遺孀克萊拉·馮·諾伊曼是這套文集的主要編纂者。在失去丈夫的幾年里，克萊拉無時無刻不在懷念她深愛的丈夫，她全身心地投入到搜集、整理與匯編馮·諾伊曼在歷年發(fā)表的論文與報告。

兩年后，克萊拉·馮·諾伊曼自殺。她生前曾對親友們多次表示：她這輩子似乎就是為馮·諾伊曼而生的?！恶T·諾伊曼全集》出版之后，克萊拉公開表示厭世。

馮·諾伊曼的獨生女兒，瑪麗安娜·馮·諾伊曼·惠特曼博士，學(xué)有所成，被尼克松總統(tǒng)任命為“總統(tǒng)的經(jīng)濟顧問”，她是美國歷史上第一位出任這個職務(wù)的女性。在此前后，她在匹茲堡大學(xué)和密西根大學(xué)教授經(jīng)濟學(xué)，還曾出任美國通用汽車公司副總裁長達13年。在瑪麗安娜心中，馮·諾伊曼永遠是個精力充沛、不知疲倦的數(shù)學(xué)家，是個笑口常開、風(fēng)趣快樂的父親。

2005年，美國發(fā)行一套紀念郵票，特別紀念包括馮·諾伊曼在內(nèi)的四位偉大科學(xué)家，那是從上千位有杰出貢獻的美國科學(xué)家中甄選出來的。另外那三位獲此殊榮的科學(xué)家分別是加舒華·吉布斯，被稱為19世紀最偉大的科學(xué)家，他對于自然科學(xué)的奠基性貢獻可與伽利略和牛頓比肩，是熱力學(xué)的創(chuàng)始人；芭芭拉·麥克林托克，生物學(xué)家，因其對于基因理論和基因轉(zhuǎn)移技術(shù)的劃時代貢獻而榮獲諾貝爾獎；理查德·費因曼，最偉大的理論物理學(xué)家，因其在量子電動力學(xué)等領(lǐng)域的奠基性貢獻榮獲諾貝爾獎。紀念郵票的首發(fā)儀式在耶魯大學(xué)舉行，極為隆重，美國郵政服務(wù)指導(dǎo)委員會主席主持揭幕，他在演講中稱：“這四位學(xué)者是當(dāng)代最偉大的科學(xué)家，他們那先驅(qū)性的發(fā)明依然深深地影響著今天。”

2005年，馮·諾伊曼的女兒（左1）及孫輩在紀念郵票發(fā)行會上

古語說，“人事有代謝，往來成古今?！瘪T·諾伊曼仙逝已經(jīng)50年，但他在世人心中的魅力與光彩卻絲毫沒有衰減褪色。拿破侖有一句名言，“天才人物就像流星一樣：注定要燃燒自己，照亮他所在的時代。”這話說得真好。科學(xué)天才如馮·諾伊曼者，他們的有生之年可能短暫，恰似流星。但在他們身后，留下的光輝卻會長久地照耀人間。

　　2007年6月5日于北京回龍觀閑野齋