设计第一台电子计算机——关于科学的演讲经典篇目

冯·诺依曼(1903-1957),是著名的美籍匈牙利数学家,被称为20世纪最重要的数学家之一,冯·诺依曼在纯粹数学和应用数学方面做出了杰出的贡献。冯·诺依曼一生中最有影响力的贡献就是他的最后一个课题--电子计算机和自动化理论。

冯·诺依曼很早就感觉到，如果要对一些理论物理进行研究，哪怕只是为了得到一些较为定性的结果，单单靠着解析研究显然是不够的必须辅以数值计算才行。对于进行手工计算或者使用台式计算机所花费的时间，他实在无法容忍，于是冯·诺依曼有了从事电子计算机和计算方法研究的想法。于是他便劲头十足地开始了这项工作。

1944-1945年期间，冯·诺依曼找到了一种较好的方法，可以把现今所用的一组数学过程转变为计算机的指令语言。由于当时的电子计算机在灵活性和普适性上具有很多缺点，冯·诺依曼为了克服以上缺点，对于机器中的固定的、普适线路系统，以及“流图”概念和“代码”概念等仔细研究并做出了重大贡献。虽然说这种安排对数理逻辑学家来说并不稀奇。计算机工程的发展方面也要大大归功于冯·诺依曼。原因是现代计算机中存储、速度、基本指令的选取、计算机的逻辑图式以及线路之间相互作用的设计，都受到冯·诺依曼思想的影响。电子管元件的计算机ENIAC研制时期，冯·诺依曼就已经参与，并且还亲自督造了一台计算机，当时是在普林斯顿高等研究院进行的工作。之前，冯·诺依曼参与写作的一个全新的存贮程序通用电子计算机方案EDVAC，曾经轰动了数学界，那是一个长达101页的报告，是冯·诺依曼和摩尔小组一起完成的，这就是后来为什么一向专搞理论研究的普林斯顿高等研究院会批准冯·诺依曼建造计算机的原因，当时普林斯顿高等研究院的依据就是这份报告。

电子计算机的速度比人工计算的速度要高出千万倍，电子计算机极大地推动了数值分析的进展，对于数学分析来说也刺激着更多崭新的方法的出现。比如由冯·诺依曼等制订的蒙特卡洛方法的蓬勃发展就是突出的实例。在现代物理中19世纪那种数学物理原理的精确数学表述比较缺乏。出现在基本粒子研究中的纷繁复杂的结构，常会令人眼花缭乱，较快地找到数学综合理论常会显得那么的渺茫。仅仅从综合的角度看，暂时把处理某些偏微分方程时所遇到的分析困难搁置一边，想要得到精确的解基本很难实现。借助电子计算机来处理的一种新的数学模式，就可以轻易把以上难题解决掉。为此冯·诺依曼还发明了许多较为天才的方法，比如:对于偏微分方程的数值近似解的求解，长期的天气数值预报，甚至最后达到控制气候等。这些方法在冯·诺依曼的各种实验报告中都有记载。

冯·诺依曼的思想非常活跃，在生命的最后几年，他还将早年对逻辑研究的成果和关于计算机的工作做了整合，眼界还扩展到了一般自动机理论。凭着超人的胆识，冯，诺依曼开始研究更为复杂的问题:如何用不可靠元件设计出可靠的自动机，怎样建造自己能再生产的自动机，研究当中，冯·诺依曼更加意识到计算机和人脑机制的类似性，以上这些研究曾经在西列曼的讲演中反映了出来。冯·诺依曼逝世后，曾经有人用《计算机和人脑》的名字，把冯·诺依曼的研究结论写成了单行本。虽然是一本未完成的著作，但是冯·诺依曼对人脑和计算机系统的精确分析，还有他将两者对比后所得到的一些定量成果，都具有相当重要的学术价值。

冯·诺依曼的一生对科学的贡献令人瞩目，他在纯粹数学和应用数学研究方面显示出了卓越的才能，取得了重大的科研成果。冯·诺依曼的特色就是不断变换研究主题，常常在几种学科交叉渗透中获得成就。有关冯·诺依曼的主要著作都收集在《冯·诺依曼全集》当中。

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