計(jì)算機(jī)時(shí)代的偉大先知

一輛英國(guó)制造的蒸氣火車正緩緩駛向美國(guó)的普林斯頓市，車窗那厚厚的窗簾后面，一個(gè)人不停的在紙上寫著畫著。旁人無法看懂紙上古怪的文字和符號(hào)，不時(shí)投來詫異的目光并低聲議論著。這個(gè)旁若無人的中年人叫馮·諾伊曼（John Von Neumann），他正編寫著自己的第一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，時(shí)間是1943年4月。

《財(cái)富時(shí)代》雜志的Peter Martin說：“在那個(gè)‘Computer’還未進(jìn)入英文字典的時(shí)代，馮·諾伊曼編寫的程序沒有任何實(shí)際用途，但他的努力卻有著非凡的意義，他在幾十年前提出的思想恰恰是20世紀(jì)技術(shù)世界的核心內(nèi)容。”

除了在計(jì)算機(jī)技術(shù)上的貢獻(xiàn)，馮·諾伊曼在其它領(lǐng)域同樣也是聲明顯赫。在數(shù)學(xué)界，他被評(píng)為本世紀(jì)最偉大的數(shù)學(xué)家之一，是遍歷理論、拓樸群理論、集合論、測(cè)度論的創(chuàng)始人，算子代數(shù)甚至以他本人的名字來命名。而在物理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、人工智能學(xué)等許多領(lǐng)域，他也有著驚人成就。正如美國(guó)普林斯頓研究院的終身教授查理·布朗的評(píng)價(jià)：“雖然馮·諾伊曼沒有愛因斯坦知名，但他的成就和對(duì)人類的影響并不比他低多少。”

在紀(jì)念馮·諾伊曼誕辰100周年的活動(dòng)上，他的學(xué)生比爾·希斯特說：“馮·諾伊曼的貢獻(xiàn)已經(jīng)延伸到各個(gè)領(lǐng)域，作為科學(xué)家，他是那些科學(xué)理論的創(chuàng)立者，他所帶來的技術(shù)革命，相當(dāng)于比爾·蓋茨的數(shù)千倍。”馮·諾伊曼早在大學(xué)時(shí)就設(shè)計(jì)過天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，提出從計(jì)算機(jī)角度研究人類思維的人工智能理論，甚至預(yù)測(cè)出電腦病毒的出現(xiàn)，在他去逝50年后人們才發(fā)現(xiàn)正是這些早期的研究成果和思維方式改變著整個(gè)世界。

1903年12月，馮·諾伊曼出生在匈牙利的首都布達(dá)佩斯。他生長(zhǎng)在猶太家庭，自幼便接受了良好的教育，在上學(xué)之前，他就學(xué)過數(shù)學(xué)、歷史、外語、自然等學(xué)科，并顯示出超人的記憶力和理解力。在25歲時(shí)，馮·諾伊曼的名聲就已享譽(yù)全球數(shù)學(xué)界，在很多學(xué)術(shù)大會(huì)上，他都被看作是年輕的天才。

馮·諾伊曼曾先后就讀于德國(guó)的柏林大學(xué)、瑞士蘇黎世高等技術(shù)學(xué)院和布達(dá)佩斯特大學(xué)。1930年，他進(jìn)入美國(guó)普林斯頓大學(xué)數(shù)學(xué)系，次年被任命為終身教授。1933年，普林斯頓高級(jí)研究院成立，年僅29歲的馮·諾伊曼被聘為數(shù)學(xué)和物理學(xué)終身教授，當(dāng)時(shí)這里已經(jīng)匯集了許多著名的數(shù)學(xué)和物理學(xué)家。二戰(zhàn)期間直到戰(zhàn)后，他一直擔(dān)任美國(guó)軍方的顧問，在這個(gè)階段他的重要貢獻(xiàn)包括了提出以內(nèi)爆方式引爆核燃料的建議以及參與氫彈的研究。

馮·諾伊曼在1943年開始轉(zhuǎn)向計(jì)算機(jī)方面的研究，他參與設(shè)計(jì)了第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC。之后，他的主要精力全部用在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，并提出了一系列的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)新思想—EDVAC方案（存儲(chǔ)程序通用電子計(jì)算機(jī)方案）和IAS方案。在他提出的計(jì)算機(jī)組織和結(jié)構(gòu)理論中，計(jì)算機(jī)的組成部分被明確細(xì)分為計(jì)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出裝置，程序由指令組成并和數(shù)據(jù)一起存放在存儲(chǔ)器中，機(jī)器則按程序指定的邏輯順序把指令從存儲(chǔ)器中讀出來并逐條執(zhí)行，從而自動(dòng)完成程序描述的處理工作。1951年，IAS計(jì)算機(jī)研制成功，運(yùn)用這套理論研制的IAS計(jì)算機(jī)要比當(dāng)時(shí)的ENIAC機(jī)快上百倍，因而屢屢被仿制，并因此成為諾伊曼電子計(jì)算機(jī)的鼻祖。

正是這些原始的計(jì)算機(jī)理論構(gòu)筑了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的雛形。馮·諾伊曼設(shè)計(jì)的指令器創(chuàng)新性的引入了自動(dòng)編程法，為日后的計(jì)算機(jī)程序開發(fā)指明了方向；他的《自動(dòng)機(jī)一般邏輯理論》開辟了計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)新領(lǐng)域，為人工智能學(xué)奠定了基礎(chǔ)……他的成就幾乎難以計(jì)數(shù)，就拿他在1952年開創(chuàng)的冗余技術(shù)和所發(fā)明的諾伊曼自動(dòng)機(jī)來說，其中包含的數(shù)十個(gè)計(jì)算機(jī)理論無疑都成為后世寶貴的理論財(cái)富。

不幸的是，馮·諾伊曼在1955年被確診為患有骨癌，1957年2月，他在美國(guó)華盛頓陸軍醫(yī)院去逝。他當(dāng)年的助手，Paul Halmos在他去逝后發(fā)表的文章中總結(jié)到：“我們都可以思考和研究，但我們的思想永遠(yuǎn)無法與馮·諾伊曼相提并論。他最杰出的成就是把幾個(gè)技術(shù)學(xué)科的理論聯(lián)系在一起，為后人打開了一個(gè)全新的技術(shù)眼界?！?/p>