09.09 聰明的人,可以同時腳踩幾隻船,優秀的你想追都追不上

在美國的史密森尼學會,收藏著一個巨大的機器,叫做IAS機器。這個機器的名字很有意思,它實際上是用研發單位的名字命名的。IAS,是普林斯頓高等研究院,這是美國一個頂尖的科研機構。注意,說到普林斯頓,你可能知道,美國有一所非常非常有名的大學叫普林斯頓大學,不過普林斯頓高等研究院是一個獨立的機構,不是這個大學的一部分。

IAS就是這個研究院造的大機器。可別小看這個大機器,當年它可做過很了不起的事情,而製造這臺機器的,也是個非常了不起的人,他的名字叫馮·諾依曼。我們今天就來講一講這個馮·諾依曼的故事。

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貴族出身的小天才

馮·諾依曼是生活在德國的猶太人。他父親是一位有名的銀行家,所以家裡很有錢。有錢到什麼程度呢?你注意到他名字裡有個“馮”字嗎? 這個馮不是說他姓馮,它是一個標記,貴族標記 。一個猶太人,怎麼成了德國貴族呢?因為他們家太有錢了,所以馮·諾依曼的父親花錢跟當時德國的皇帝買了一個貴族頭銜。

富裕的家庭給馮·諾依曼提供了非常好的教育條件。但是馮·諾依曼的父母,對他功課太好這件事兒卻一直不太滿意。因為馮·諾依曼幾乎是全身心地投入在數學這一件事上,對其他的事情都毫無興趣。等到上大學的時候,他們便強迫兒子學點兒數學之外的東西。

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馮·諾依曼太聰明瞭,為了父母滿意,他開始了人生第一次的腳踩很多船。這是一段絕大多數人根本無法想象的大學生活,他同時註冊了三所大學:首先,他在瑞士最有名的一所大學——蘇黎士聯邦理工學院學化工;這裡要插播一句,大名鼎鼎的愛因斯坦也是這個學校畢業的。每天晚上,他還在德國首都的柏林大學完成數學專業的作業;每個學期末,還要去匈牙利首都的布達佩斯大學,參加數學考試——雖然他一節課都沒有在這裡上過。

很神奇的是,他不但拿到了蘇黎世聯邦理工學院的學位,也通過了布達佩斯大學的答辯。你可別小看這場答辯,它是數學史上最有名的答辯之一。馮·諾依曼面對的老師是當時最有名的數學家大衛·希爾伯特。希爾伯特對這場答辯應該是非常滿意的,他甚至對馮·諾依曼提出了一個與論文完全無關的問題:你這件禮服真的不錯,我從沒見過這麼好看的晚禮服,你的裁縫是哪位?這說明希爾伯特對馮·諾依曼真的是太滿意了。

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馮·諾依曼——計算機之父

拿到博士學位之後,馮·諾依曼在德國的柏林大學和漢堡大學教了一段時間的書。但很快,他就被美國的名校普林斯頓大學給挖走了。為什麼會被挖走呢?因為馮·諾依曼是個很厲害的數學家嘛,對數字異常敏感,一眼就看出了美國人開出來的工資,是他原先工資的8倍。馮·諾依曼的這個選擇還給他帶來了一層意想不到的好處:當時歐洲上空已經可以說是陰雲密佈,第二次世界大戰已經到了非打不可的程度了,作為一個猶太人,他離開了德國這個是非之地。

去美國教書當然是第一位的,普林斯頓是個好學校。但他沒想到,還有另外一項工作在等著他:原子彈。

不過那要等到1943年,那一年馮·諾依曼39歲。

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可能你要疑惑了,不是造原子彈嘛,造原子彈跟數學家有什麼關係。這裡就要提到當年馮·諾依曼被父親逼著學的化工了。因為有這一層在,所以他很清楚物理學家和化學家在討論什麼,再把它們翻譯成數學的語言講給數學家聽。這麼一來,不同學科的科學家就能在他的幫助下,在一起通力合作了。

更重要的是,研發原子彈,需要做很多計算工作。原先的計算方式不夠用了。得想新的辦法。馮·諾依曼對原先的一些計算設備進行了改進,並且對計算機的設計提出了一套自己的方案,這套方案被稱為體系。他也因此被稱為“計算機之父”——從這個意義上說,我們每個使用電腦的人,都要感謝他。

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新計算機的誕生

第二次世界大戰勝利之後,馮·諾依曼決定,去建造一座更優秀的計算機出來。當時,他已經離開普林斯頓大學,轉入普林斯頓高等研究院了,所以他給研究院的負責人打報告,說我要這麼這麼做。負責人一看那個預算,一看那個工程規模,立即就打了退堂鼓,說這個我可做不了。馮·諾依曼也沒有多爭辯,笑著就回去了。

他可沒有善罷甘休。當年一腳踏幾條船的能耐,這次又用上了。他立即給美國的幾家大機構:哈佛大學、芝加哥大學,還有IBM公司寫信說,我很想去你們那裡工作。

這三個機構一看,這是天上掉餡兒餅的好事兒。趕緊紛紛封官許願,給他發聘書。但馮·諾依曼是多精明的一個人,他把這三家的聘書轉了一圈,把哈佛的給芝加哥大學看,把芝加哥大學的給IBM看,把IBM的給哈佛看。在這三家當中就開始挑事兒,結果,這三家公司紛紛加碼,價錢開得越來越高。慢慢的,這個消息就傳到了普林斯頓高等研究院各位負責人的耳朵裡。他們一聽就緊張了,這事兒鬧得。得了,你說要啥就要啥唄。

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普林斯頓的負責人一服軟,馮·諾依曼也好辦了,於是開始建造新的電子計算機。新計算機在1951年開始測試,並且在1952年正式運行。 這臺被稱作IAS的計算機跟之前所有的電子計算機都不同,它的體形相對較小,而且有儲存功能,所以它可以算是世界上第一臺真正的全能自動電子計算機。

有了這臺機器,科學家們做起研究來可就順暢多了。它首先就給研究院的學生們創造了特別特別好的研究條件。每天一大早,機器打開運行之前,先要安排工人進入機器內部進行檢查,並且更換不穩定的零件。而學生們則排在實驗室的外面,等著在IAS機器上跑自己寫的程序。

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當時,每一個學生都想趕個時髦,嚐嚐IAS機器的鮮。他們每一個人都想方設法在自己的論文裡設計一點需要複雜運算的東西,然後通過IAS機器來完成,再塞進自己的論文裡。後來,甚至有本科生都在論文中使用到了IAS機器的工作。

當然,IAS機器也做了許多非常重要的,了不起的工作,比如 它所接到的第一項工作是:氫彈這種武器的可行性運算。 那一次,它白天黑夜連軸轉地工作了60天。

1960年,IAS機器終於關閉了。它被送進了博物館。可是到它退休的時候,整個美國已經有6000臺真正的計算機了。計算機時代,就這樣開始了。

感謝你能看完我的這篇文字,你就是我在找的有識之士,點下關注對你來說是件小事,慶祝我們的緣分始於今日。


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