馮·諾依曼逝世60周年:他做了無數一流的工作,包括奠定了計算機...
2020-11-22 界面新聞今天是馮·諾依曼逝世60周年的日子。
馮·諾依曼在數學、理論物理和邏輯領域貢獻良多，也影響、改變了許多人，比如圖靈、納什。今天我們熱烈討論的AlphaGo、人工智慧，與馮·諾依曼同樣分不開。馮·諾依曼在計算機工程的開創性工作是計算機產業的基礎，所有的人都在受益。
馮·諾依曼生於1903年12月28日，逝於1957年2月8日。馮·諾依曼在數學、理論物理和邏輯領域都做出了很多貢獻。
他同輩的朋友和晚一輩的同行都認為他是當時最聰明的人。他1930年先知先覺地加入普林斯頓大學任教，1933年再加入普林斯頓高等研究院作為創始數學家之一。二戰期間他為曼哈頓計劃工作。二戰結束後，他的大部分精力都花在電子計算機項目。
馮·諾依曼
計算機科學一直都有兩條互相交錯的路線，工程路線終究可以追溯到馮·諾依曼，而理論的起源則在圖靈。他們共同關注的課題是大腦和智能。
馮·諾依曼做了無數一流的工作，但他沒有造成像哥德爾定理或圖靈機一樣的特級成果。
以賽亞·伯林曾借用古希臘詩人阿基羅庫斯關於刺蝟和狐狸的比喻，把思想家分為刺蝟和狐狸兩種，狐狸是全才，知道很多事，但刺蝟只知道一件大事。
全才科學家弗裡曼·戴森借用同樣的說法把科學家也照此分類，但他用了飛鳥和青蛙的比喻，鳥更像是刺蝟，而青蛙更像是狐狸。
在戴森看來，希爾伯特、楊振寧都是高瞻遠矚的鳥，而馮·諾依曼和費曼則屬接地氣的青蛙。愛因斯坦當然是超級大鳥。
是馮·諾依曼發現了哥德爾定理的重要性，他稱哥德爾是亞里斯多德以來最偉大的邏輯學家。
他曾半開玩笑：要是他不知道哥德爾不完全性定理的話，說不定他很快就能證明一階邏輯是完全的呢——就在他得知哥德爾不完全性定理的前幾天，他做夢證明了完全性定理。
圖靈
馮·諾依曼欣賞並提攜了圖靈。其實，在圖靈1936年那篇開天闢地的文章剛出來時，馮·諾依曼並沒有立即意識到這篇文章的重要性，他在給圖靈寫獎學金推薦信時，提到了圖靈在馮·諾依曼自己感興趣的幾個領域裡所展現的才能，卻恰恰沒有提及邏輯和圖靈機。
也許1931年由於哥德爾定理給馮·諾依曼造成的心理衝擊，他還沒有緩過勁來。就像當時所有關注邏輯的主流數學家一樣，哥德爾定理之後，他們都與邏輯漸行漸遠。倒是哥德爾最早慧眼識英雄：他一開始也沒有對自己的遞歸函數那麼有信心，但在得知圖靈機的那一刻，他立即認為圖靈機比自己的遞歸函數更令人信服。
據馮·諾依曼的朋友們回憶：在1938年圖靈回英國前後，馮·諾依曼已經認真讀過圖靈那篇文章了。馮·諾依曼曾想把圖靈留在普林斯頓做自己的助手，但已經對美國生活厭惡的圖靈婉拒了。
馮諾依曼和奧本海默在普林斯頓計算機前
馮·諾依曼在計算機工程的開創性工作是計算機產業的基礎。所有的人都在受益。他牽頭撰寫的EDVAC報告定義了「馮·諾依曼」架構，後來IBM等所有其它計算機項目都以此為基礎建造計算機。
EDVAC報告中最核心的概念是「存儲程序」，馮·諾依曼把這個概念的原創權公正無私地給予圖靈。正像圖靈專家、紐西蘭哲學家傑克 寇普蘭所考證的。馮·諾依曼生前向他的同事多次強調：計算機中那些沒有被巴貝奇預見到的概念都應該歸功於圖靈。所謂存儲程序就是通用圖靈機。
有意思的是，弗裡曼·戴森的兒子喬治·戴森的一本以普林斯頓高等研究院研製最早的計算機為背景的書竟然以《圖靈的大教堂》為題，而其中的主角明顯是馮 諾依曼，而圖靈在普林斯頓不過是匆匆過客。
馮·諾依曼留下了無數的繼承者。
他的助手伯克斯培養了第一位計算機科學的博士霍蘭德，而馮·諾依曼在細胞自動機和DNA的工作間接影響到霍蘭德，他的博士論文發明了遺傳算法，霍蘭德的大弟子巴託爾和巴託爾的大弟子薩頓發明了強化學習，強化學習被用在谷歌的AlphaGo擊敗了幾乎所有圍棋超級大師，而被用在卡內基梅隆大學的Libratu贏得了德州撲克大賽。
馮·諾依曼的同樣工作還影響了天才沃爾弗拉姆，沃爾弗拉姆一直在研究細胞自動機，他的副產品是數學軟體Mathematica和搜素引擎Alpha。在沃爾弗拉姆的《新科學》一書中，馮·諾依曼被提及12次，排名第二，而排名第一的是圖靈，被提及19次。
馮·諾依曼和經濟學家摩根斯頓合作的《博弈論》讓另一位數學天才納什的心靈變得更美麗，助他獲得1994年諾貝爾經濟獎。他證明了兩人零和遊戲中存在minimax策略，從某種意義上來說，這是計算機下棋經典算法alpha-beta的前兆。另外，丹奇格的線性規劃單純形算法也得益於馮·諾依曼的指教。
1955年馮·諾依曼被診斷出癌症，人們認為這和他參與曼哈頓項目受到核輻射有關。在病中，他接受了耶魯大學西裡曼講座的邀請，但在講座期間，他身體已經太虛弱了，沒法到現場。他死時，講稿也沒有完成，1958年在馮·諾依曼死後以《計算機與大腦》為名成書。
商務印書館1965年就出版了這書第一版的中譯本，可惜翻譯得有些粗糙，而且馮·諾依曼遺孀寫的序言也被莫名其妙地刪除了。
這書從某種程度上預示了人工智慧的發展路線。馮·諾依曼在不同場合，都高度評價了圖靈機和麥卡洛-皮茨的神經網絡。《計算機和大腦》的第一部分是「計算機」，第二部分是「大腦」，但馮·諾依曼沒有把這兩條路線對立，他認為這是解決同一問題的兩種方法。
這給當下的啟示是：符號派和神經派應該互相傾聽互相學習而不是掐架。另外，他們都應該學學計算理論。
馮·諾依曼的《計算機與大腦》預示了人工智慧的發展路線
沃爾弗拉姆在2003年馮·諾依曼誕辰100年時撰文紀念，文章結尾處提到馮·諾依曼臨終前告知他唯一的孩子瑪琳娜，有一隻大箱子，要在他死後50年時打開。
到2007年2月8日，馮·諾依曼逝世50周年時，瑪琳娜把自己的兒孫們聚集在一起，打開了這隻箱子，令所有人失望的是這隻箱子竟然不是馮·諾依曼的。沃爾弗拉姆在當天的博客裡談及此事，但他猜測這隻箱子可能和戰時的秘密相關。
馮·諾依曼臨終時，皈依了天主教，這出乎他所有親近朋友們的意外，因為他被認為是不可知論者。但據為他提供臨終關懷的神父說，信教並沒有為馮·諾依曼提供任何慰籍或解脫，他對死亡仍然充滿恐懼。
馮·諾依曼被引用最多的話是：「我們應該預測所有穩定的過程，控制不穩定的過程。」其實這並非是老馮的原話，而是弗裡曼·戴森轉述老馮於1950年在普林斯頓的講座所傳達的精神。
可見，那時的他是多麼的自信啊！
本文轉載自公號「冰川思想庫」
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IT簡史 約翰·馮·諾依曼 John von Neumann
1903.12.28 - 1957.2.8馮·諾依曼，著名匈牙利裔美籍數學家,計算機科學家 -
約翰·馮·諾依曼
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