- 來自未來的人:約翰·馮·諾依曼傳
- (英)阿南約·巴塔查里亞
- 2607字
- 2023-10-17 15:55:30
引言
馮·諾依曼何許人也?
馮·諾依曼會和我三歲的兒子聊天,而且兩人交談時是那么平等,所以我有時真想知道,他和其他人交談時是否也用了同樣的原則。
——愛德華·特勒,1966年
愛因斯坦徹底顛覆了我們對時間、空間和引力的理解,哥德爾在形式邏輯領域具有革命性的貢獻。但是認識他們三位的人都指出,馮·諾依曼是迄今為止最聰明的人。
“叫我約翰尼吧。”馮·諾依曼會這樣招呼那些受邀到其普林斯頓的豪宅參加狂歡聚會的美國人。雖然他那滿嘴的匈牙利口音讓他的聲音聽起來就像恐怖電影里貝拉·盧戈西飾演的傳奇人物,但馮·諾依曼依然覺得在這個新家里他的本名亞諾什(János)聽上去太有異域風情了。其敦厚的外表和挺括的西裝之下,是一顆難以想象的智慧之心。
從1933年到1957年去世,馮·諾依曼一直在普林斯頓高等研究院(IAS)工作。在那里,他總喜歡用辦公室的留聲機播放德國進行曲,而且會將音量開到最大,惹得阿爾伯特·愛因斯坦、庫爾特·哥德爾等杰出精英同事十分厭煩,他卻怡然自得。愛因斯坦徹底顛覆了我們對時間、空間和引力的理解。哥德爾當時雖然不是什么大名人,但在形式邏輯領域具有革命性的貢獻。但是認識他們三位的人都指出,馮·諾依曼是迄今為止最聰明的人。他的同事甚至還開玩笑說,馮·諾依曼一定是某種優越物種的后裔,對人類做了深入細致的研究,所以可以完美地模仿人類。
馮·諾依曼很小就學會了古希臘語和拉丁語,他還能說法語、德語和英語,當然,還有他的母語匈牙利語。他如饑似渴地讀完了一套多達45卷的世界史,而且幾十年后還能一字不漏地背出整章的內容。一位專攻拜占庭史的教授曾受邀參加馮·諾依曼的一個聚會,他說,要是雙方都同意屆時不討論這方面的話題,那他就應邀赴會。“所有人都認為我是世界上最偉大的拜占庭史專家,”他對馮·諾依曼的夫人說,“我希望他們繼續這樣認為。”
然而,馮·諾依曼的那顆“不可思議的大腦”中最硬核的其實并不是語言學,也不是歷史學,而是數學。數學家們經常將他們所做的事情描述為一種高尚的游戲,其目的是證明數學原理,而無關任何實際的應用。這種說法一般來說是正確的。但數學也是科學的語言,是我們所擁有的理解宇宙的最強大工具。“作為獨立于經驗的人類思維的產物,為什么數學能如此完美地適用于現實對象呢?”愛因斯坦如是問道。[1]沒有人能就這個問題給出確定的答案。然而,自古以來,如同馮·諾依曼,那些有應用數學天賦的數學家都明白,他們有一條通往財富、影響力和改變世界的道路。阿基米德把時間花在了超凡脫俗的追求上,比如尋找一種新的計算圓周率近似值的方法。但他根據精確的數學原理設計的戰爭武器,例如可以從海上抓起船只的巨爪,一度讓羅馬軍隊屢屢受挫。
隨著時間的流逝,馮·諾依曼20世紀中葉在數學領域做出的貢獻,現在似乎越來越顯示出其神奇的先見之明。要想充分了解21世紀的知識潮流,從政治到經濟學,從技術到心理學,就必須了解馮·諾依曼的一生和他的成果。他的思想與我們今天所面臨的各種挑戰密切相關,令人不禁懷疑他莫不是一位穿越時空的旅人,悄無聲息地播下他認為塑造地球未來所必需的各種想法。
馮·諾依曼出生于1903年,年僅22歲時就在奠定量子力學的數學基礎方面發揮作用。1930年,他移居美國,很早便意識到戰爭正在悄然逼近,于是便學習了彈道和爆炸方面的數學知識。他以自己的專長稟賦助力美國軍方和曼哈頓計劃[2]:在洛斯阿拉莫斯國家實驗室研發原子彈的眾多科學家當中,正是馮·諾依曼最終確定了通過壓縮钚核心引爆威力更大的裝置“胖子”所需的爆炸物布局。
在他加入曼哈頓計劃的同一年,馮·諾依曼和經濟學家奧斯卡·莫根施特恩完成了一部640頁的博弈論專著。博弈論是一個致力于理解沖突與合作的數學領域。這本書將改變經濟學,使博弈論成為政治學、心理學、進化生物學等完全不同領域的不可或缺的組成部分,并有助于軍事戰略家思考領導人何時應該或不應該按下核按鈕。憑借超凡的智慧和對生死問題的堅定態度,馮·諾依曼是為數不多的帶給斯坦利·庫布里克創作其標志性人物“奇愛博士”靈感的科學家之一。
在他參與設計的原子彈被投到廣島和長崎之后,馮·諾依曼轉而致力于建造或許是世界上第一臺可編程的電子數字計算機——ENIAC。最初,他的目標是計算成功制造出威力更大的炸彈——氫彈的可行性。此后,他領導的團隊還發布了第一個數值天氣預報。馮·諾依曼并不滿足于開發僅僅能夠進行計算的計算機,他在1948年的一次演講中表示,信息處理機器可以在某些情況下進行復制、生成和進化。他的自動機理論啟發了一代又一代嘗試建造能夠自復制的機器的科學家。后來,他對人腦與計算機在工作方式上的相似性進行了思考,這助力了人工智能的誕生,并影響了神經科學的發展。
馮·諾依曼是一位能力非凡的純數學家。例如,他創立了一個以他的名字命名的數學分支[3],這一分支碩果累累:僅創立半個世紀之后,沃恩·瓊斯便因對該領域內的一個極小方面的探索而獲得了菲爾茲獎,該獎項通常被稱為“數學界的諾貝爾獎”。但是,僅僅研究數理難題,無論其有多么高深,對他來說都遠遠不夠。馮·諾依曼不斷地尋找著新的應用領域,這些領域使其能夠發揮其數學方面的天賦,而且在選擇每一個領域時,他似乎都準確無誤地意識到該領域所具有的徹底改變人類社會的潛力。馮·諾依曼的前同事、數學物理學家弗里曼·戴森注意到:“當他從純數學轉向物理學、經濟學、工程學時,他的學術深度逐漸降低,重要性卻穩步提高。”[4]
馮·諾依曼年僅53歲去世時,他的聲譽達到了一位數學家所能夠達到的巔峰。美國作家威廉·S.巴勒斯聲稱,他的一些奇異的文學實驗是受馮·諾依曼博弈論的啟發,菲利普·迪克和庫爾特·馮內古特的小說中也提到了馮·諾依曼。然而,自那以后,與他在普林斯頓的那些令人敬畏的同事相比,馮·諾依曼逐漸淡出了人們的視線。馮·諾依曼被刻畫為冷戰分子中最冷酷的一位,其廣泛的貢獻幾乎無法盡述,他被人們記住主要是因為他傳奇般的頭腦體操壯舉。然而,在我們今天的生活中他的影響無處不在。他的觀點和思想被科學家、發明家和政治家采納,啟示我們思考我們作為一個物種究竟是誰,思考我們彼此的社會和經濟互動,以及如何對待那些能夠將我們提升到難以想象的高度或徹底摧毀我們的機器。環顧四周,約翰尼留下的指紋隨處可見。

約翰·馮·諾依曼
[1]Albert Einstein, 1922, Sidelights on Relativity, E. P. Duttonand Company, New York.
[2]曼哈頓計劃,美國陸軍部1942年6月開始實施的利用核裂變反應來研制原子彈的計劃。——編者注
[3]該數學分支為馮·諾依曼代數,亦稱“弱閉對稱算子環”。——編者注
[4]Freeman Dyson, 2018, personal communication.