计算机是谁发明的（计算机之父、博弈论之父---约翰·冯·诺依曼）

一、人物简介

约翰·冯·诺依曼（John von Neumann，1903年12月28日—1957年2月8日），十二生肖属相：兔，出生于匈牙利-布达佩斯，匈牙利犹太裔美国籍数学家、毕业于布达佩斯大学，计算机科学家、物理学家和化学家，美国国家科学院院士，生前是普林斯顿高等研究院教授。

约翰·冯·诺依曼早期从事算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究，后期转向研究自动机理论。

二、出生时代背景

三、家庭背景

1903年12月28日，约翰·冯·诺依曼出生于匈牙利布达佩斯的一个犹太人家庭。约翰·冯·诺依曼的父亲：麦克斯年轻时就已跻身于布达佩斯的银行家行列，母亲：是一位善良的妇女，贤慧温顺，受过良好教育。

冯·诺依曼从小就显示出数学和记忆方面的天赋，6岁时他就能用希腊语同父亲互相开玩笑，还能用心算做8位数除法。

8岁时掌握微积分，在10岁时他花费了数月读完一部四十八卷的世界史，并可以对当前发生的事件和历史上某个事件做出对比，并讨论两者的军事理论和政治策略，12岁就能读懂并领会波莱尔的《函数论》要义。（想想我们6岁、8岁、10岁、12岁的时候都在干嘛？想清楚了你就会慢慢接受我们平庸的自己）

1930年（27岁），约翰·冯·诺依曼和玛丽达·柯维斯结婚。

1935年（32岁），他们的女儿玛丽娜出生在普林斯顿。

1937年（34岁），与妻子离婚。

1938年（35岁），与克拉拉·丹结婚，并一起回到普林斯顿。丹跟着冯·诺依曼学数学，后来成为程序编制家。

四、人生历程

1914年（11岁），进入大学预科班学习，当年7月28日，奥匈帝国借故向塞尔维亚宣战，第一次世界大战正式开始，然后全家离开匈牙利，一段时间后又再次重返布达佩斯。

1921年（18岁），通过“成熟”考试时，已被大家当作数学家了。他的第一篇论文是和菲克特合写的，那时他还不到18岁，就已经进入柏林大学。

父亲麦克斯由于考虑到经济上的原因，请人劝说年方17岁的冯·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。

1923年（20岁），进入瑞士苏黎世联邦工业大学学习化学。

1926年（23岁），在苏黎世联邦工业大学获得化学方面的大学毕业学位，通过在每学期期末回到布达佩斯大学通过课程考试，获得了布达佩斯大学数学博士学位；同年春天，到哥廷根大学任希尔伯特的助手。

1927年—1929年（24-26岁），在柏林大学任兼职讲师。

1929年（26岁），转任汉堡大学兼职讲师。

1930年（27岁），首次前往美国，成为普林斯顿大学客座讲师，每到夏季就回欧洲。

1930年起，证明平均遍历定理开拓了遍历理论的新领域。

1933年（30岁），而立之年担任普林斯顿高级研究院教授，运用紧致群解决了希尔伯特第五问题；此外，还在测度论、格论和连续几何学方面做了一定的工作。

1936年至1943年（33-40岁），和默里合作，创造了算子环理论，即所谓的冯·诺伊曼代数。

1937年（34岁），当选为美国国家科学院院士。

1942年（39岁），与莫根施特恩合作写作《博弈论与经济行为》一书。

1943年（40岁），担任制造原子弹的顾问。

1943年至1955年（40-52岁），担任洛斯·阿拉莫斯国家试验室顾问。

1950年至1955年（47-52岁），担任陆军特种武器设计委员会委员。

1951年至1957年（48-54岁），担任美国空军华盛顿科学顾问委员会成员。

1953年至1957年（50-54岁），担任原子能技术顾问小组成员。

1954年至1957年（51-54岁），担任导弹顾问委员会主席。

1955年夏天（52岁），约翰·冯·诺依曼进行X射线检查，查出患有癌症，但他还是不停的工作，病情不断恶化。后来他被安置在轮椅上，继续思考、演说及参加会议。长期的疾病折磨让他慢慢地终止了所有活动。

1956年4月（53岁），进入华盛顿沃尔特·里德医院治疗。

1957年2月8日（54岁），在华盛顿沃尔特·里德医院逝世，享年53岁。逝世后，其未完成的手稿在1958年以《计算机与人脑》为名出版。

五、人物故事

1、科研成果

约翰·冯·诺依曼的工作大致可以分为两个时期：

1940年（37岁）以前，主要是纯粹数学的研究：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了数学基础。

1940年（37岁）以后，转向应用数学。第二次世界大战开始，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。冯·诺伊曼对世界上第一台电子计算机ENIAC（电子数字积分计算机）的设计提出过建议。

1945年3月（42岁），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（Electronic Discrete Variable Automatic Computer的缩写）。这对后来计算机的设计有决定性的影响，特别是确定计算机的结构，采用存储程序以及二进制编码等，一直为电子计算机设计者所遵循。

1946年（43岁），开始研究程序编制问题，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以及稳定问题，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。

20世纪40年代末，开始研究自动机理论，研究一般逻辑理论以及自复制系统。在生命的最后时刻他深入比较天然自动机与人工自动机。

2、智慧结晶：论文

约翰·冯·诺依曼的第一篇论文是和菲克特合写的，是关于切比雪夫多项式求根法的菲叶定理推广，注明的日期是1922年。另一篇文章讨论一致稠密数列，用匈牙利文书写，题目的选取和证明手法的简洁显露出约翰·冯·诺依曼在代数技巧和集合论直观结合的特征。

1923年（20岁），当约翰·冯·诺依曼还是苏黎世的大学生时，发表了超限序数的论文。文章第一句话就直率地声称“本文的目的是将康托的序数概念具体化、精确化”。他的关于序数的定义，已被普遍采用。

强烈企求探讨公理化是冯·诺依曼的愿望，大约从1925年到1929年，他的大多数文章都尝试着贯彻这种公理化精神，以至在理论物理研究中也如此。当时，他对集合论的表述处理，尤感不够形式化，在他1925年关于集合论公理系统的博士论文中，开始就说“本文的目的，是要给集合论以逻辑上无可非议的公理化论述”。

1928年（25岁），约翰·冯·诺依曼发表了论文《集合论的公理化》，是对上述集合论的公理化处理。该系统简洁，它用第一型对象和第二型对象相应表示朴素集合论中的集合和集合的性质，用了一页多一点的纸就写好了系统的公理，它已足够建立朴素集合论的所有内容，并借此确立整个现代数学。

3、量子力学

1927年（24岁），约翰·冯·诺依曼已经在量子力学领域内从事研究工作。他和希尔伯特以及诺戴姆联名发表了论文《量子力学基础》。该文的基础是希尔伯特1926年冬所作的关于量子力学新发展的讲演，诺戴姆帮助准备了讲演，冯·诺依曼则从事于该主题的数学形式化方面的工作。

文章的目的是将经典力学中的精确函数关系用概率关系代替之。希尔伯特的元数学、公理化的方案在这个生气勃勃的领域里获得了施展，并且获得了理论物理和对应的数学体系间的同构关系。

冯·诺依曼在文章中还讨论了物理学中可观察算符的运算的轮廓和埃尔米特算子的性质，这些内容构成了《量子力学的数学基础》一书的序曲。1932年斯普林格出版社出版了他的《量子力学的数学基础》，它是冯·诺依曼主要著作之一，初版为德文，1943年出了法文版，1949年为西班牙文版，1955年被译成英文出版。

约翰·冯·诺依曼还在量子统计学、量子热力学、引力场等方面做了不少重要工作。客观地说，在量子力学发展史上，冯·诺依曼至少作出过两个重要贡献：狄拉克对量子理论的数学处理在某种意义下是不够严格的，冯·诺依曼通过对无界算子的研究，发展了希尔伯特算子理论，弥补了这个不足；

此外，冯·诺依曼明确指出，量子理论的统计特征并非由于从事测量的观察者之状态未知所致。借助于希尔伯特空间算子理论，他证明凡是包括一般物理量缔合性的量子理论之假设，都必然引起这种结果。

4、广泛的研究领域

1940年，约翰·冯·诺依曼开始关注当时把数学应用于物理领域去的最主要工具——偏微分方程。研究同时他还不断创新，把非古典数学应用到两个新领域：对策论和电子计算机。

冯·诺依曼的这个转变一方面来自他长期对数学物理问题的钟情；另一方面来自当时社会方面的需要。第二次世界大战爆发后，冯·诺依曼应召参与了许多军事科学研究计划和工程项目。

约翰·冯·诺依曼研究过连续介质力学，他对湍流现象一直感兴趣。1937年他关注纳维—斯托克斯方程的统计处理可能性的讨论，1949年，为海军研究部写了《湍流的最新理论》。

约翰·冯·诺依曼因为国防需要研究过激波问题，在碰撞激波的相互作用方面做出了一定的工作，其中有一结果是首先严格证明了恰普曼—儒格假设，该假设与激波所引起的燃烧有关。关于激波反射理论的系统研究由他的《激波理论进展报告》开始。

约翰·冯·诺依曼研究过气象学，他搞出的第一个高度规模化的计算，处理的是一个二维模型，与地转近似有关。

约翰·冯·诺依曼还提出用聚变引爆核燃料的建议，并支持发展氢弹。

5、博弈论

1928年（25岁），约翰·冯·诺依曼证明了博弈论（对策论）的基本原理，从而宣告了博弈论的正式诞生，博弈论主要指研究社会现象的特定数学方法。它的基本思想，就是分析多个主体之间的利害关系时，重视在诸如下棋、玩扑克牌等室内游戏中竞赛者之间的讨价还价，交涉，结伙，利益分配等行为方式的类似性。

1944年（41岁），约翰·冯·诺依曼和摩根斯特恩合著的《博弈论和经济行为》是这方面的奠基性著作。将二人博弈推广到n人博弈结构并将博弈论系统的应用于经济领域，从而奠定了这一学科的基础和理论体系。

论文包含了博弈论的纯粹数学形式的阐述以及对于实际应用的详细说明。这篇论文以及所作的与某些经济理论的基本问题的讨论，引起了对经济行为和某些社会学问题的各种不同研究。

6、计算机的逻辑构想

约翰·冯·诺依曼在洛斯阿拉莫斯时期就开始从事电子计算机和计算方法的研究。1944年—1945年间，形成了将一组数学过程转变为计算机指令语言的基本方法。他研究了机器中固定的、普适线路系统，“流图”概念，“代码”概念。

计算机的逻辑图式，现代计算机中存储、速度、基本指令的选取以及线路之间相互作用的设计，都受到了约翰·冯·诺依曼思想的影响。

约翰·冯·诺依曼不仅参与了电子管元件组成的计算机ENIAC的研制，并且还在普林斯顿高等研究院亲自督造了一台计算机。

7、学术论著清单

1932年，出版《量子力学的数学基础》；

1944年，出版《博弈论与经济行为》，是博弈论学科奠基性著作；

1946年，出版《电子计算机逻辑设计初探》；

1958年，出版《计算机与人脑》；是一本对人脑和计算机系统进行精确分析的著作；

1960年，出版《连续几何》；

1961年，出版《冯·诺伊曼全集》（6卷）；《经典力学的算子方法》和《程序内存》。

六、社会评价

约翰·冯·诺依曼是二十世纪最重要的数学家之一，在纯粹数学和应用数学方面都做出过杰出的贡献。

约翰·冯·诺依曼是现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一，在数学的诸多领域都进行了开创性工作，并作出了重大贡献。鉴于他在发明电子计算机中所起到关键性作用，他被西方人誉为“计算机之父”。而在经济学方面，他也有突破性成就，被誉为“博弈论之父”。

约翰·冯·诺依曼在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作出了贡献。