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馮.紐曼誕辰|科學史上的今天:12/28

1946年6月,一堆機械與金屬零件陸續運到普林斯頓高等研究院所在的福德大樓 (Fuld Hall) ,經過一樓愛因斯坦的辦公室,搬進地下室。校園內的學者見此莫不大皺眉頭,高等研究院不應該是個安靜的地方讓愛因斯坦這類的頂尖天才們專心思考嗎?他們就只需要紙筆和黑板,搞台電腦要幹嘛?反而感覺玷汙了這個聖地。

呣,這麼說也不是沒道理,只不過,要打造電腦的人可是創院時與愛因斯坦一起被延請的四位教授之一;何況,誰能拒絕馮.紐曼?!

馮.紐曼。圖/wikimedia

倒不是馮.紐曼位高權重或年高德劭,此時他也不過四十出頭,當年出現在普林斯頓高等研究院時還被誤以為是研究生呢!主要還是因為馮.紐曼天賦異稟,過去已多次在不同領域完成開創性的研究,如今要搞電腦這新玩意兒一定也有其道理吧!

是的,馮.紐曼六歲就能心算八位數的除法,八歲就會微積分;他的記憶力驚人,看過的書過目不忘,還能背下電話簿;他的才思敏捷,向他請教問題的人總是發現他五分鐘內就全盤掌握問題關鍵和方向,甚至很快就超越提問人的見解。他22歲拿到數學博士學位後,就到柏林大學任教,成為該校有史以來最年輕的教授,並在三年內發表了32篇數學論文。除了在數學上做出許多重大貢獻,他還跨足到其它領域。

在物理方面,他利用希爾伯特空間 (Hilbert space) 證明矩陣力學和波動方程式等價,為剛萌芽的量子力學提供嚴謹的數學架構;而往後的數學家與物理學家也因而有了處理多維空間的數學工具。他也將數學應用到經濟學,首度為賽局理論建立系統化的模型,因此被視為「賽局理論之父」。而這些都於四十歲之前完成。

好吧,物理與經濟學至少都與數學有所牽連,那電腦是怎麼回事?原來馮.紐曼這人充滿好奇心,1944年8月聽到軍方正在建造第一台通用型的電腦ENIAC,就興沖沖的跑去參觀。一看之下簡直昏倒,龐大耗電不說,每次要執行不同程式竟然得重設上千個開關、插拔上百條電纜。馮.紐曼回來後動動腦,第二年就發表了一篇現代電腦發展里程碑的論文,將電腦硬體劃分成五大組件,並且定義了軟體的邏輯結構,成為現代電腦的基本架構,因此被譽為「電腦之父」。

馮.紐曼當然不想紙上談兵,所以才要求校方讓他實際將電腦做出來。就在他找來的同事還在趕工時,他又將興趣轉向自我複製的機器,不但會從漂浮的零件海中挑選適當零件組合出與自己一樣的硬體,還可以將自己體內的軟體拷貝進去,如此一來,每個子孫也都能自我複製,而成指數成長。四年後,華生與克里克才揭開DNA的秘密,原來馮.紐曼的構想與生命繁衍的方法不謀而合。

只可惜馮.紐曼在53歲的壯年就因為骨癌過世。化療期間他正在研究如何讓電腦學習人腦的思考方式,若無病魔纏身,也許他又要多一個「XX之父」的頭銜了。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。

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