開啟主選單

求真百科

變更

诺依曼

增加 2,693 位元組, 1 年前
無編輯摘要
 
{{Infobox person
| 姓名 = '''[[约翰·冯·诺依曼]]'''
| 外文名 = John von Neumann
| 圖像 =
[[File:约翰·冯·诺伊曼.jpg|缩略图| 居中|[https://p1.ssl.qhmsg.com/dr/270_500_/t016a86abfb2754c15c.jpg?size=268x349 原图链接][https://www.cnblogs.com/Mcoming/p/11395018.html 图片来自]]]
| 图像说明
| 出生日期 = {{birth date |1903|12|28}}
| 出生地点 = [匈牙利布达佩斯
| 逝世日期 = {{Death date|1957|.02|.08}}
| 國籍     =  匈牙利-美国
| 民族     = 犹太人
| 活跃时期 = 1903~1957 
| 知名原因 = 冯·诺依曼结构、博弈论,20世纪最重要的数学家之一,被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。
| 知名作品 =《博弈论和经济行为》(与摩根斯特恩合著)<br>《经典力学的算子方法》<br>《量子力学的数学基础》(1932年) [9] <ref>梁宗巨等编.数学家传略辞典.济南:山东教育出版社,1989:175-177 </ref>
}}
'''[[冯·诺依曼]]'''(John von Neumann,1903~年 - 1957 ),20世纪最重要的数学家之一,在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等诸多领域内有杰出建树的最伟大的科学全才之一,被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。
原籍 [[ 匈牙利 ]] 。[[布达佩斯大学]]数学博士。先后执教于[[柏林大学]]和[[汉堡大学]]。1930年前往 [[ 美国 ]] ,后入美国籍。历任[[普林斯顿大学]]、普林斯顿高级研究所教授,美国原子能委员会会员。美国全国科学院院士。早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究闻名,开创了冯·诺依曼代数。 [[ 第二次世界大战 ]] 期间为 [[ 第一颗原子弹 ]] 的研制作出了贡献。为研制电子数字计算机提供了基础性的方案。1944年 与摩根斯特恩(Oskar Morgenstern)合著《博弈论与经济行为》,是博弈论学科的奠基性著作。晚年,研究自动机理论,著有对人脑和计算机系统进行精确分析的著作《计算机与人脑》。  与[[ 奥斯卡· 摩根斯特恩]] (Oskar Morgenstern) 合著《博弈论与经济行为》,是博弈论学科的奠基性著作。 [2-4] [8] 晚年, 冯·诺依曼转向 研究自动机理论,著有对人脑和计算机系统进行精确分析的著作《计算机与人脑》 (1958年),为研制电子数字计算机提供了基础性的方案。 [2-4] 其余主要著作有《量子力学的数学基础》(1926)、《经典力学的算子方法》、《连续几何》(1960)等 [2-4]
与[[奥斯卡·摩根斯特恩]]合著《博弈论与经济行为》,是博弈论学科的奠基性著作。 晚年,冯·诺依曼转向研究自动机理论,著有对人脑和计算机系统进行精确分析的著作《计算机与人脑》(1958年),为研制电子数字计算机提供了基础性的方案。其余主要著作有《量子力学的数学基础》(1926)、《经典力学的算子方法》、《连续几何》(1960)等。
==人物生平==
[[File:Fn.png |缩略图|左|400px|[http://i3.qulishi.com/static/2018/d/5c24770b2360a.png 原图链接][http://www.qulishi.com/article/201812/311826.html 图片来自]]]冯·诺依曼,著名匈牙利裔美籍数学家、计算机科学家、物理学家和化学家 。1903年12月28日生于匈牙利布达佩斯的一个犹太人家庭。 [9]
冯·诺依曼的父亲 [[ 麦克斯 ]] 年轻有为、风度翩翩,凭着勤奋、机智和善于经营,年轻时就已跻身于布达佩斯的银行家行列。冯·诺依曼的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才,从孩提时代起,冯诺依曼就有过目不忘的天赋,六岁时他就能用希腊语同父亲互相开玩笑。六岁时他能心算做八位数除法,八岁时掌握微积分,在十岁时他花费了数月读完了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 [1] ,十二岁就读懂领会了波莱尔的大作《函数论》要义。微积分的实质是对无穷小量进行数学分析。人类探索有限、无限以及它们之间的关系由来已久,17世纪由牛顿莱布尼茨发现的微积分,是人类探索无限方面取得的一项激动人心的伟大成果。三百年来,它一直是高等学府的教学内容,随着时代的发展,微积分在不断地改变它的形式,概念变得精确了,基础理论扎实了,甚至有不少简明恰当的陈述。但不管怎么说,八岁的儿童要弄懂微积分,仍然是罕见的。上述种种传闻虽然不尽可信,但冯·诺伊曼的才智过人,则是与他相识的人们的一致看法。
1914年夏天,约翰进入了大学预科班学习,是年7月28日,奥匈帝国借故向塞尔维亚宣战,揭开了第一次世界大战的序幕。由于战争动乱连年不断,冯·诺依曼全家离开过匈牙利,以后再重返布达佩斯。当然他的学业也会受到影响。但是在毕业考试时,冯·诺依曼的成绩仍名列前茅(除体育和书写外,都是A [1] )。
1921年,冯·诺依曼通过“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。麦克斯由于考虑到经济上原因,请人劝阻年方17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 [1] <ref>庞德斯通.囚徒的困境:北京理工大学出版社,2005:P.15 P.17 P.20 </ref> 。与此同时,冯·诺依曼进入 [[ 柏林大学 ]] (1921年),1923年又进入瑞士苏 [[ 黎世联邦工业大学 ]] 学习化学。1926年他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,他也获得了布达佩斯大学数学博士学位。
冯·诺依曼的这种不参加听课只参加考试的求学方式,当时是非常特殊的,就整个欧洲来说也是完全不合规则的。但是这不合规则的学习方法,却又非常适合冯·诺依曼。
1926年春,冯·诺依曼到哥廷根大学任希尔伯特的助手。1927~1929年,冯·诺依曼在柏林大学任兼职讲师,期间他发表了集合论、代数和量子理论方面的文章。1927年冯·诺依曼到波兰里沃夫出席数学家会议,那时他在数学基础和集合论方面的工作已经很有名气。
1929年,冯·诺依曼转任汉堡大学兼职讲师。1930年他首次赴美,成为普林斯顿大学的客座讲师。 [9] 善于汇集人才的美国不久就聘冯·诺依曼为客座教授。
冯·诺依曼曾经算过,德国大学里现有的和可以期待的空缺很少,照他典型的推理得出,在三年内可以得到的教授任命数是三,而参加竞争的讲师则有40名之多。在普林斯顿,冯·诺依曼每到夏季就回欧洲,一直到1933年担任普林斯顿高级研究院教授为止。当时高级研究院聘有六名教授,其中就包括爱因斯坦,而年仅30岁的冯·诺依曼是他们当中最年轻的一位。
冯·诺依曼的多年老友,原子能委员会主席斯特劳斯曾对他作过这样的评价:从他被任命到1955年深秋,冯·诺依曼干得很漂亮。他有一种使人望尘莫及的能力,最困难的问题到他手里。都会被分解成一件件看起来十分简单的事情,用这种办法,他大大地促进了原子能委员会的工作。
冯·诺依曼的健康状况一直很好,可是由于工作繁忙,到1954年他开始感到十分疲劳。1955年的夏天,X射线检查出他患有癌症,但他还是不停的工作,病势扩展。后来他被安置在轮椅上,继续思考、演说及参加会议。长期而无情的疾病折磨着他,慢慢地终止了他所有的活动。1956年4月,他进入华盛顿的沃尔特·里德医院,1957年2月8日在医院逝世,享年53岁。 [9]
==个人成就==
 
冯·诺伊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有杰出的贡献。他的工作大致可以分为两个时期: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;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数学基础;1930年起,他证明平均遍历定理开拓了遍历理论的新领域;1933年,他运用紧致群解决了希尔伯特第五问题;此外,他还在测度论、格论和连续几何学方面也有开创性的贡献;从1936~1943年,他和默里合作,创造了算子环理论,即所谓的冯·诺伊曼代数。
冯·诺依曼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。在第二次世界大战前,他主要从事算子理论、集合论等方面的研究。1923年关于集合论中超限序数的论文,显示了冯·诺依曼处理集合论问题所特有的方式和风格。他把集会论加以公理化,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。特别在1925年的一篇论文中,冯·诺依曼就指出了任何一种公理化系统中都存在着无法判定的命题。
 
[[File:Fn3.png |缩略图|居左|[http://i3.qulishi.com/static/2018/4/5c24779b08e01.png 原图链接][http://www.qulishi.com/article/201812/311826.html 图片来自]]]
1933年,冯·诺依曼解决了希尔伯特第5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,弄清了它的代数结构和拓扑结构与实数是一致的。他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。1944年发表了奠基性的重要论文《博弈论与经济行为》。论文中包含博弈论的纯粹数学形式的阐述以及对于实际博弈应用的详细说明。文中还包含了诸如统计理论等教学思想。冯·诺依曼在格论、连续几何、理论物理、动力学、连续介质力学、气象计算、原子能和经济学等领域都作过重要的工作。
那位数学家怀着崇敬的心情离去,他不无揶揄地想:“还造什么计算机哟,教授的头脑不就是一台‘超高速计算机’吗?”然而,冯·诺依曼却呆在原地,陷入苦苦的思索,许久都不能自拔。有人轻声向他询问缘由,教授不安地回答说:“我在想,他究竟用的是什么方法,这么快就算出了答案。”听到此言,大家不禁哈哈大笑:“他用台式计算器算了整整一个夜晚!”冯·诺依曼一愣,也跟着开怀大笑起来。
4.冯诺依曼的驾驶水平很烂,经常发生事故,有一次他撞坏了车头,在警局里解释道:“我正在路上正常驾驶,右方窗外的树正在以60英里每小时的速度从我车旁穿过,突然,一棵树站在了我的车前,咚!” [10] 5.在冯诺依曼临去世的前几天,肿瘤已经占据了他的大脑,但记忆力有时还是不可思议得好,那天乌拉姆坐在他的病榻前用希腊语朗诵一本修昔底德书中他特别喜欢的亚丁人进攻梅洛思的故事和佩里莱的演说,他记得很牢,会纠正乌拉姆的错误和发音。 [11]
==经典理论==
[[File:Fn4.png |缩略图|居右|冯·诺依曼和摩根斯特恩[http://i3.qulishi.com/static/2018/5/5c247787cebeb.png 原图链接][http://www.qulishi.com/article/201812/311826.html 图片来自]]]
 
===冯诺依曼体系结构===
==纯粹数学==
[[File:Fn49.jpg |缩略图|居右|希尔伯特[http://img.zxxk.com/2008-1/ZXXKCOM2008011516221979659.jpg 原图链接][http://www.zxxk.com/article/32392.html 图片来自]]]
 
在1930~1940年间,冯·诺依曼在纯粹数学方面取得的成就更为集中,创作更趋于成熟,声誉也更高涨。后来在一张为国家科学院填的问答表中,冯·诺依曼选择了量子理论的数学基础、算子环理论、各态遍历定理三项作为他最重要数学工作。
==应用数学==
 
1940年,是冯·诺依曼科学生涯的一个转换点。在此之前,他是一位通晓物理学的登峰造极的纯粹数学家;此后则成了一位牢固掌握纯粹数学的出神入化的应用数学家。他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。
==主要著作==
[[File:Fn5.png |缩略图|居右|冯·诺依曼和奥本海默在第一台计算机前合影[http://i3.qulishi.com/static/2018/5/5c247755157db.png 原图链接][http://www.qulishi.com/article/201812/311826.html 图片来自]]] 冯·诺依曼逝世后,未完成的手稿于1958年以《计算机与人脑》为名出版。 [9] 他的主要著作收集在六卷《冯·诺依曼全集》中,1961年出版。
另外,冯·诺依曼40年代出版的著作《博弈论和经济行为》(与奥斯卡·摩根斯特恩合著),使他在经济学和决策科学领域竖起了一块丰碑。他被经济学家公认为博弈论之父。当时年轻的约翰·纳什在普林斯顿求学期间开始研究发展这一领域,并在1994年凭借对博弈论的突出贡献获得了[[诺贝尔]]经济学奖。
对于冯·诺依曼的贡献,诺贝尔物理学奖获得者[[威格纳]]曾作过如下评价:“在量子力学方面的贡献,就是以确保他在当代物理学领域中的特殊地位。”
Hans Bethe(诺贝尔奖物理学获得者): [12] <ref>Blair, Clay, Jr. .Passing of a Great Mind:Life.,1957 </ref> 我有时在思考冯诺伊曼这样的大脑是否暗示着存在比人类更高级的生物物种。
David Blackwell: [13] <ref>Rosemary Schmalz.Out of the Mouths of Mathematicians:Mathematical Association of America,1993:p. 213 </ref> 他是个出类拔萃的人,我给他大概地讲了一下我最近研究的课题,在十分钟之后他已经比我知道的更多了。他的思维真的是异常的敏捷。
George Pólya: [14] <ref>Famous puzzles of great mathematicians,.Petković, Miodrag :American Mathematical Society,2009:p. 157 </ref> 他是唯一的令我感到自己的教师地位受到威胁的学生,他实在是太敏锐了.有一次我在苏黎世为研究生们作演讲,当时冯诺依曼也在听课,我提出了一个悬而未决的问题,过了5分钟冯诺依曼举起了手,当我叫他的时候他径直走到了讲台前,写下了此问题的证明,自此之后我对冯诺依曼感到畏惧。
Eugene Wigner(诺贝尔物理学奖获得者): [15] <ref>Eugene P. Wigner.Year book of the American Philosophical Society:American Philosophical Society,1958:p. 261 </ref> 他很有幽默感,因他这种讲故事和笑话的能力很受人即使是陌生人的喜爱,他可以在必要的时候变得简单快乐,但绝不轻浮愚蠢。冯诺依曼这种非凡的大脑需要理解大部分像我们一样的人不想去理解的甚至不奢求理解的东西。这个事实影响了冯诺依曼的道德判断,只有在科学上的错误和不和谐的地方会让他感到愤怒或者遗憾,在任何人犯了科学上面的错误时,他都会毫不犹豫地纠正别人的错误。
Herman Goldstine: [16] <ref>Goldstine, Herman.The Computer from Pascal to von Neumann:Princeton University Press,1980 </ref> 他的一个非凡的能力就是绝对精准的记忆力,据我所知,冯诺依曼有能力看过一本书或者一篇文章后一字不错地背诵出来,更甚,他同样能够在多年以后不带丝毫犹豫地做到。他还可以将其实时翻译成英文背诵出来,而且速度丝毫不减。有一次我为了测试他的能力,问他《双城记》是怎么开头的,片刻,他开始背诵第一章节,直到可能10或者15分钟后我让他停下来。
Miklós Rédei:[10] <ref>Glimm, James; Impagliazzo, John; Singer, Isadore Manuel.The Legacy of John von Neumann:American Mathematical Society,1990 </ref> 如果论谁是在科学领域之间因为数学工作而辗转,而每做一份工作都能在其领域应用数学并产生长远的影响的,冯诺依曼可以说是有史以来最具有影响力的数学家。
Glimm: 他被普遍认为是现代数学的一位巨人。Jean Dieudonné: 最后一位杰出数学家。Peter Lax:20世纪最具科学头脑的人。 [10] <ref>Glimm, James; Impagliazzo, John; Singer, Isadore Manuel.The Legacy of John von Neumann:American Mathematical Society,1990 </ref>
  
==相關影片==
{{#evu:https://www.youtube.com/watch?v=Ml3-kVYLNr8
|alignment=inline
|dimensions=640
|container=frame
|description= Von Neumann Architecture - Computerphile
}}
 
{{#evu:https://www.youtube.com/watch?v=vLbllFHBQM4
|alignment=inline
|dimensions=640
|container=frame
|description= John Von Neumann Interview
}}
 
{{#evu:https://www.youtube.com/watch?v=XZ9tt72feL8
|alignment=inline
|dimensions=640
|container=frame
|description= The Mind of a Genius: John von Neumann I The Great Courses
}}
 
{{#evu:https://www.youtube.com/watch?v=Y2jiQXI6nrE
|alignment=inline
|dimensions=640
|container=frame
|description= John von Neumann
}}
 
{{clear}}
==文献参考==
{{Reflist}}
 
[[Category:科学家]]
[[Category:数学家]]
[[Category:化学家]]
[[Category:物理学家]]
[[Category:技术工程师]]
[[Category:匈牙利人]]
2,597
次編輯