计算机之父冯·诺伊曼诞辰

1903年12月28日，计算机之父约翰·冯·诺依曼（John Von Neumann）出生于匈牙利的布达佩斯。诺依曼是20世纪最重要的数学家之一，他在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等诸多领域有杰出的贡献，被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。

诺依曼的工作大致可以分为两个时期：一个时期是1940年以前，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。

1923年关于集合论中超限序数的论文，显示了诺依曼处理集合论问题所特有的方式和风格。他把集合论加以公理化，他的公理化体系奠定了公理集合论的基础。他从公理出发，用代数方法导出了集合论中许多重要概念、基本运算、重要定理等。特别是在1925年的一篇论文中诺依曼指出，任何一种公理化系统中都存在着无法判定的命题。

1933年，诺依曼解决了希尔伯特第五问题，即证明了局部欧几里得紧群是李群。1934年他又把紧群理论与波尔的殆周期函数理论统一起来。他还对一般拓扑群的结构有深刻的认识，弄清了其代数结构和拓扑结构与实数是一致的。

诺依曼对算子代数进行了开创性工作，并奠定了它的理论基础，从而建立了算子代数这门新的数学分支。这个分支在当代的有关数学文献中均称为冯·诺依曼代数。这是有限维空间中矩阵代数的自然推广。

冯·诺依曼还创立了博弈论这一现代数学的又一重要分支。诺依曼工作的另一个时期是1940年以后，他转向应用数学。如果说诺依曼的纯粹数学成就属于数学界，那么他在力学、经济学、数值分析和电子计算机方面的工作则属于全人类。

第二次世界大战开始，诺伊曼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；从1942年起，他与莫根施特恩合作撰写了《博弈论和经济行为》一书，这是博弈论（又称对策论）中的经典著作，使他成为数理经济学的奠基人之一。

冯·诺依曼对人类的最大贡献，要数他对计算机科学、计算机技术、数值分析和经济学中博弈论的开拓性工作。

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。一般认为ENIAC是世界第一台电子计算机，它是由美国科学家研制的，于1946年2月14日在费城开始运行。

ENIAC机证明电子真空技术可以大大地提高计算技术，不过，ENIAC存在两大缺点：一是它没有存储器；二是它用布线接板进行控制，甚至要搭接几天，计算速度也就被这一工作抵消了。

诺伊曼在一次极为偶然的机会中知道了ENIAC的研制计划，从此他投身到计算机研制这一宏伟的事业中。诺依曼发现ENIAC有两个致命缺陷：一是采用十进制运算，逻辑元件多，结构复杂，可靠性低；二是没有内部存储器，操纵运算时非常麻烦且费时。

针对这两个问题，诺依曼和其他合作者进行了半年多时间的改革性研究，其研究成果得到了ENIAC研制小组专家的青睐，他们在ENIAC尚未竣工之前，就着手计划一个结构全新的电子计算机——EDVAC方案。

1945年6月底，由诺依曼执笔写出了EDVAC计划草案。在这个方案中，诺依曼提出了在计算机中采用二进制算法和设置内存贮器的理论，并明确规定了电子计算机必须由运算器、控制器、存贮器、输入设备和输出设备等五大部分构成的基本结构形式。

EDVAC最终于1952年建成，它的运算速度与ENIAC相似，而使用的电子管却只有5900多个，比ENIAC少得多。EDVAC的诞生，使计算机技术出现了一个新的飞跃。它奠定了现代电子计算机的基本结构，标志着电子计算机时代的真正开始。

1946年，诺依曼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，诺依曼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。诺依曼逝世后，其未完成的手稿在1958年以《计算机与人脑》为名出版。

无论在纯粹数学还是在应用数学研究方面，冯·诺依曼都显示了卓越的才能，取得了众多影响深远的重大成果。不断变换研究主题，常常在几种学科交叉渗透中获得成就是他的特色。简单来说，他的精髓贡献就是：二进制思想和程序内存思想。

（本刊记者 许瑶）