约翰·冯·诺伊曼
生平
冯·诺伊曼出生在布达佩斯富裕的犹太家庭,是诺依曼·米克萨(Neumann Miksa)和坎恩·玛吉特(Kann Margit)的三个孩子中最大的一个。他小时候外号"Jancsi"("János"的昵称),当时已经显出惊人的记忆力。他6岁时已能用古希腊语同父亲闲谈,还可以心算8位数除法。年少的他不但对数学很有兴趣,亦喜欢阅读历史和社会方面的书籍,读过的书籍和论文能很快一句不漏地将内容复述出来,而且多年以后仍是如此。1913年,他的父亲马克斯·诺伊曼被授予世袭贵族头衔,这样在德国他的后代可以以“冯·诺伊曼”为姓,冯·诺伊曼晋身贵族。约翰加上头衔后的全名成为"Margittai Neumann János"。后来约翰把名字改成德语名"Johann von Neumann"。其名"John"(约翰)意为“主是仁慈的”,姓氏中的"von"是德语介词,而"Neumann"意为"neu"(new)+"Mann"(man),即“新人”。
1926年,冯·诺伊曼以22岁的年龄获得了布达佩斯大学数学博士学位,相继在柏林大学和汉堡大学担任数学讲师。
1930年,冯·诺伊曼接受了普林斯顿大学客座教授的职位。初到美国时,他在纽约对当地居民表演过默记电话簿的惊人记忆力。1931年,冯·诺伊曼成为普林斯顿大学终身教授。1933年转入普林斯顿高等研究院,与爱因斯坦等人成为该院最初的四位教授之一,不须上课。这一年,他部分解决了希尔伯特第五问题,证明了局部欧几里得紧群是李群。1937年成为美国公民,1938年获博修奖。
1954年,冯·诺伊曼任美国原子能委员会委员。1954年夏天,右肩受伤,手术时发现患有骨癌,治疗期间,依然参加每周三次的原子能委员会会议,甚至美国国防部长,陆、海、空三军参谋长聚集在病房开会。晚年,有学生请教他做事的方法,他说:“简单(simple)。”
1957年2月8日,冯·诺伊曼在华盛顿德里医院去世。
学术成就
数学
量子力学
冯·诺伊曼认为,量子理论是普遍有效的,不仅适用于微观粒子世界,也适用于现实的测量仪器。1932年约翰·冯·诺伊曼将量子力学的最重要的基础严谨地公式化。按照诺伊曼的一个物理系统有三个主要部分:其量子态、其可观察量和其动力学(即其发展趋势),此外物理对称性(比镜像对称的含义更广)也是一个非常重要的特性。冯·诺伊曼的量子力学教科书《量子力学的数学基础》首次以数理分析清晰地提出了波函数的两类演化过程。
瞬时的、非连续的波函数坍缩过程
波函数的连续演化过程,遵循薛定谔方程
计算机
1945年6月,冯·诺伊曼与戈德斯坦、勃克斯等人,联名发表了一篇长达101页纸的报告,即计算机史上著名的“101页报告”,是现代计算机科学发展里程碑式的文献。明确规定用二进制替代十进制运算,并将计算机分成五大组件,这一卓越的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础,已成为计算机设计的基本原则。1951年,EDVAC计算机宣告完成。由于他在计算机逻辑结构设计上的伟大贡献,他被誉为“计算机之父”。
经济学
在经济学领域,1944年冯·诺伊曼与奥斯卡·摩根斯腾(英语:Oskar Morgenstern)合著的名作《博弈论与经济行为》出版,标志着现代系统博弈理论的的初步形成。他被称为“博弈论之父”。博弈论被认为是20世纪经济学最伟大的成果之一。
认知与记忆能力
冯·诺伊曼有着过目不忘的记忆。赫尔曼·古德斯汀(Herman Goldstine)写下:“他的一个出众能力是他绝对精准的回忆。就我所知,冯·诺伊曼能够仅仅读过一次某段文字,接着一字不差的背诵出来,甚至在多年之后也可以流畅作到。他还可以将原本的语言翻译成英语,速度丝毫不减。有一次我想测试他的能力于是问他双城记是如何开始的。接着他没有任何停顿,他立即背诵起第一章,一直到十分钟后我要他停止才停止。”
若尔福·兰兹霍夫(Rolf Landshoff)曾回忆,有一次冯诺依曼、费米和费曼都在泰勒的办公室一起讨论和计算问题。他们每隔几分钟就会暂停讨论并开始一轮计算。费米使用计算尺,费曼使用手摇式计算机,而冯诺依曼只凭心算。冯诺依曼几乎能在相差不大的时间内得到与其他二人相似的计算结果。
私人生活
冯·诺伊曼有着广泛的文化兴趣。六岁时,他能流利的使用拉丁文和古希腊文,他对古代历史抱着终身的热情,并且以惊人的历史知识闻名。有一个拜占庭史学家曾经说冯·诺伊曼对拜占庭史所知比他自己还专业。
他善于社交,在他的第一个婚姻中,他喜欢在他家举办大型派对,时常一周两次。他的房子是普林斯顿中最大的一个。
冯·诺伊曼在美国交情最深厚的朋友是斯塔尼斯拉夫·乌拉姆。乌拉姆的朋友技安卡罗罗塔写道“他们会花好几个小时谈笑聊八卦,交换犹太笑话,时常在其中穿插数学话题。”当冯·诺伊曼在医院接近死亡时,每次乌拉姆拜访时都会准备一套新的笑话,希望冯·诺伊曼可以高兴起来。
名言
“若人们不相信数学简单,只因他们未意识到生命之复杂。”
“当一门数学学科远离它的经验来源,或者甚至它只是由来自‘实际’的思想间接激发产生的第二代和第三代,这门学科就危机四伏了。它会越来越走向纯美学化,越来越纯粹地为艺术而艺术......现在有一种巨大的危险:这门学科将沿着那条阻力最小的路线发展......将会分崩离析,成为许多无足轻重的分支......无论如何,我觉得唯一的补救办法就是恢复到青春回到起源,重新注入多少是直接经验的思想。”
奖项
1994年被授予美国国家基础科学奖。
有两个奖项以他为名:
运筹研究与管理学机构(Institute for Operations Research and the Management Sciences, INFORMS)的冯·诺伊曼理论奖(英语:John von Neumann Theory Prize) (授予在运筹学与管理学方面有基础性和持续性贡献的人)
IEEE的IEEE冯·诺伊曼奖
相关著作
1923. 《关于超限数的引入》(On the introduction of transfinite numbers), 346–54.
1925. 《集合论的一种公理化》(An axiomatization of set theory), 393–413.
1932. 《量子力学的数学基础》(Mathematical Foundations of Quantum Mechanics), Beyer, R. T., trans., Princeton Univ. Press. 1996 edition: ISBN 978-0-691-02893-4.
1944. 《博弈论与经济行为》(Theory of Games and Economic Behavior), with Morgenstern, O., Princeton Univ. Press,online at archive.org. 2007 edition: ISBN 978-0-691-13061-3.
1945. 《就EDVAC的报告的首份手稿》(First Draft of a Report on the EDVAC)TheFirstDraft.pdf.
1963. 《冯诺依曼作品选集》(Collected Works of John von Neumann), Taub, A. H., ed., Pergamon Press. ISBN 978-0-08-009566-0.
1966. 《自复制自动机理论》(Theory of Self-Reproducing Automata), Burks, A. W.(英语:Arthur Burks), ed., University of Illinois Press. ISBN 978-0-598-37798-2.
von Neumann, John.Continuous geometry. Princeton Landmarks in Mathematics.普林斯顿大学出版社. 1998 [1960]. ISBN 978-0-691-05893-1. MR 0120174.
von Neumann, John. Halperin, Israel, 编.Continuous geometries with a transition probability. Memoirs of the American Mathematical Society 34. 1981 [1937]. ISBN 9780821822524. MR 634656.
1958. 《计算机与人脑(英语:The Computer and the Brain)》(The Computer and the Brain, 去世后出版)
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