计算机的前世今生：不务正业的富二代如何改变世界
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必须承认，诺依曼不是人，而是半人半神。----汉斯·贝特
汉斯·贝特，1967年诺贝尔物理学奖得主。和诺依曼经常一起参加学术报告、研讨会。
贝特把研讨会分为十个等级：
第一级，我的母亲能听懂（完全不懂数学物理，而且有代沟）；
第二等，我的妻子能听懂(完全不懂数学物理)。
这位诺贝奖获得者说，
第七等，我能听懂（对自己的理解力相当自信）；
第八等，只有演讲者和冯诺依曼听得懂；
第九等，冯诺依曼听得懂但演讲者听不懂；
第十等，连冯诺依曼都听不懂，但几乎没有这一等。
诺依曼的朋友圈有很多诺奖级别的科学家，这些称赞，也是诺奖级别的。
1944年，冯?诺依曼正负责美国的氢弹研制工作。氢弹的研制需要解决大量的计算问题。
1945年6月，诺伊曼发表了《EDVAC报告书的第一份草案》，这就是计算机史上著名的101页报告。这份报告是计算机科学发展一个划时代的文献。它的出生，将人类带进伟大的电子计算机的时代。
EDVAC方案将计算器分成5大组件，包括：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备，并描述了这五部分的职能和相互关系．EDVAC方案有两个非常重大的改进：一是明确规定用二进制替代十进制运算并预言，二进制的采用将极大简化机器的逻辑线路。二是提出了“存储程序”，把程序和数据一起存储在计算机内，这样就可以使全部运算成为真正的自动过程。这为计算机的设计树立了一座里程碑。
101页报告轰动了科学界，创造了一个伟大的名词--冯诺依曼体系结构，尽管近年有非冯结构比如哈佛结构（将程序指令储存和数据储存分开）的提出，但是当前最先进的计算机依然采用的是冯诺依曼体系结构。
戈德斯坦、伯克斯和冯·诺依曼曾在1947宣誓作证：“这是我们的意图和愿望，其中包含的可能具有专利性质的任何材料都将在公共领域予以公布。”
家财万贯的富二代冯·诺依曼很豪爽地公开了所有他首创的计算机相关技术和细节，没有申请专利保护，全世界都可以免费复制。在报告中，从是什么，到如何做，到为什么，他都倾囊相授,毫无藏私。
但这也苦了和他一起奋斗的几个哥们，不是所有人都是富二代啊，所以这么伟大的报告居然也引起了争议并导致了散伙。
（朱八八注：关于 101页报告引起的争议，研究团队内部有人认为报告导致他们无法申请专利。）
（冯二代不是王二代。）
之后诺依曼回到普林斯顿高级研究院，把这里变成美国电子计算机的研究中心，大批工程师蜂拥而至，1951年，诺依曼等人终于研制成功全自动的通用计算机EDVAC，这是世界上第一台过程控制的通用的电子计算机，并且是今天所有计算机的原型机，后人称它为冯诺依曼机。
从那时起到今天，不管电脑怎么更新换代，技术怎么摩尔定律，大大小小亿万台计算机，都没能够跳出“冯·诺依曼机”的五指山。
冯诺依曼是当之无愧的“计算机之父”。（虽然天才本人谦虚地并不接受这个称号）
冯?诺依曼与计算机
还记得我们之前八过的帕斯卡吗? 他19岁时，设计并自己动手制作世界上第一台数字计算器—- 帕斯卡机，可以说是现在计算机的老祖宗。
赫尔曼·哥尔斯廷在《计算机从帕斯卡到冯?诺依曼》一书中膜拜了冯?诺依曼的记忆天才。
从帕斯卡机到冯诺依曼机，天才的光芒照亮着我们的世界。没有他们，广大的码农，可能真的是农民，而那些键盘侠，只有跪键盘的命。
对于计算机，诺依曼其实是玩票性质，他的主业是数学，但正是这样一次偶然的玩票，却极大而深远地影响了世界，许多人甚至认为这是他一生中最伟大的功绩。
有人要说: 那美国人约翰·阿塔那索夫和英国人艾伦•图灵怎么办？朱八八认为，问这些问题的基本上都是属于抖机灵，显示自己很博学的。
《大学生计算机基础》第一章点明“计算机之父：冯诺依曼”，考试重点。有意见的同学们，计算机入门考试过了吗？
阿塔那索夫就不用提了，他的ABC机，朱八八觉得在博物馆比较合适，至少还有幸和帕斯卡机一起。（ABC机的程序和计算部分是分离的，运行程序时，需要几十名专业人员上场，然后用几百条线路按特定方式连接两部分线路——这和我们今天的计算机有半毛钱关系吗？）
而图灵的贡献主要在理想计算机和人工智能方面，图灵作为人工智能之父，他利用机器破译密码为二战的结束做出了巨大贡献,但他的名气更多是得益于他是同性恋、英年早逝和图灵奖的颁发。
诺依曼其实和图灵还是有些渊源的，图灵在普林斯顿攻读博士时，作为一个还很青涩的博士生，他正好坐在冯•诺伊曼教授对面的办公室。
图灵在1936年发表重要论文《论可计算数及其在判定问题上的应用》，论文中，图灵描述了现在称作 “图灵机” 的简单形式机器，并且证明这样的机器有能力解决任何可想象的数学难题。
这一篇论文让诺依曼慧眼识珠，为此他专门为图灵写了一份奖学金推荐信。
诺依曼是那个时代的维基百科，任何前沿的知识都在他的脑里自动搜索更新。
两年后图灵从普林斯顿博士毕业，只有冯•诺伊曼教授动情挽留：用年薪一千五百美元聘图灵做自己的助手。
图灵机给计算机的具体实现提供了参考价值，算法问题从此有了坚实的基础，但它速度太慢，也很难编程。
这是一个娱乐至上的时代，媒体和人们享受着计算机的伟大与创新，却无法体会到计算机之父的伟大与成就。
就算体会到又如何？ 天才无法学习，无法复制，也无法教会我们成功学。平常人更需要的是鸡汤和情感共鸣，图灵很符合。
一次，兰德公司向他咨询，可否改进一下现在的计算机以便于能够解决当前公司的一个计算机无法应付的问题？冯诺伊曼问：什么问题？兰德公司的工作人员在黑板上又写又画地解释了两个小时，刚说完，冯诺伊曼就答到：不用计算机了，我已经算了出来。那位科学家呆若木鸡……
好了，现在计算机终于有了，但是怎么用？用它来干什么？ 初期懂的人屈指可数。
伟大的东西在诞生之初，常常是受尽冷眼和嘲笑的。
冯•诺依曼有个师兄赫尔曼·外尔，也是20世纪最有影响力的数学家之一，有一次在课堂上大声对学生说：“过去的冯•诺依曼数学做得多么好，可如今不务正业！”要知道冯•诺依曼的办公室就在教室的对面，外尔这话估计就是故意说给诺依曼听的，想让诺依曼“迷途知返”，而学生则被吓得赶快关上教室大门。
当时，普林斯顿是世界数学的中心，全世界数学家都神而往之，华人数学界的骄傲陈省身、樊畿与华罗庚都先后在此修炼过。所以当冯•诺依曼开始放下他已经做得“那么好”的理论数学研究而转行当码农时，研究院里数学家们都觉得诺依曼误入歧途了。
所以在数学家眼中，码农是很没有地位的，他们觉得那些计算方法和程序设计实在是太简单了，很遗憾，一直到今天，这种歧视还这么赤裸裸。
当时也在普林斯顿的数学家樊畿先生后来回忆：“现在看来冯•诺依曼当时是有道理的。可是当年，普林斯顿的人都不理解他。他如果只做数学，那他顶多是影响数学界。今天我们看到了，冯•诺依曼的工作影响了整个社会和全人类！”
普林斯顿高等研究院当时可是牛人云集，有爱因斯坦，哥德尔，冯·诺伊曼，奥本海默，小平邦彦等等。而杨振宁和李政道那时还只是在那里上课的学生。
在那个时代，不只是数学家，其他领域的绝大多数天才也没有人会预见到电脑的发明会这样深远地改变了人类的文明和历史。
“千载谁堪伯仲间”，冯•诺依曼的眼光和识见远远领先了其他人，即使在那样群星闪耀的年代。
冯·诺伊曼为计算机程序设计做了大量开创性工作，他利用计算机去解决各个科学领域中的问题，并为此贡献了许多天才的方法。
他和哥德斯坦发明了流程图，用图形表示算法，所谓千言万语不如一图。
1949年初，他设计了一个可以自我复制的计算机程序，被公认为是世界上第一个计算机病毒，冯·诺伊曼因此被认为是计算机病毒学的理论之父。
他发明了归并排序算法，简单讲就是将数组的前半部分和后半部分各自递归排序然后合并成一个序列。归并排序算法优雅高效且稳定。排序在数据处理和现代科学计算中有很重要的地位，应用于很多领域。
他引入子程序和自动编程法，让快速运转的计算机自己读懂用接近计算公式的“高级语言”编写的计算指令，大大简化了程序员编程时的繁琐程度。
他首创了求解偏微分方程的数值近似解，矩阵特征值计算、求逆、多元函数极值和随机数产生等数十种计算技巧，这些在工业部门中有着广泛的应用．
他预言计算机能够准确预报天气，诺伊曼向美国军方提出建议成立并领导气象组，和一批优秀的气象学家一起开创了天气预报的历史，用计算机建立起模拟大气运动的模型，并且进行了世界上第一次准确的数值天气预报。今天的天气预报都是以数值天气预报为基础进行概率预报，但是准确率已经非常高。
冯·诺依曼还以数值天气预报为突破口，对非线性方程的离散化及计算稳定性这一重要的数学应用问题，形成了一套理论和解决方案，取得了不仅在气象科学领域，而且在应用数学和自然科学领域都具有划时代意义的成果。
他综合早年对逻辑研究的成果，天才地将它扩展到一般自动机理论。1951年，冯·诺依曼发表“自动机的一般逻辑理论”，开辟了计算机科学的一个新领域，并为以后人工智能的研究奠定了基础。
他和他最好的死党乌拉姆一起发明了大名鼎鼎的蒙特卡洛法(Monte Carlo method)，江湖传说因为乌拉姆的叔叔经常去摩纳哥的蒙特卡洛赌场玩，而且经常输钱，于是这个算法就有了赌场名字。不过也算贴切。因为赌场就是靠概率为生，而这个蒙特卡洛法也是。
蒙特卡洛法是以概率统计理论为指导的一类非常重要的数值计算方法，在计算机上以较小规模实现随机模拟，获得近似解来解决很多计算问题，在许多领域都得到了广泛应用。
冯·诺依曼还对电脑与人脑的区别与相似兴趣盎然，在未完成的遗作《计算机和人脑》 中，他关于人脑的洞见今天读来依然深刻，仍不失重要的学术价值。
好了，这些专业的算法和程序留给那些专业人士吧，我们继续大家喜闻乐见的八卦。
冯•诺依曼后来要跳槽到华盛顿，只好把他的宝贝，体型巨大的计算机送给好邻居普林斯顿大学，一开始普林斯顿大学对于冯•诺依曼的“礼物”是欢乐开怀，并承诺保持开机并维护。但是没多久就后悔了，因为他们发现计算机的运转与维护费用一年高达十万美元。这在当时是天价，可以请来几十个艾伦•图灵。
冯•诺依曼去世的不幸消息传来，世界都在为之悲痛，普林斯顿大学终于可以关闭了计算机。之后IBM用大卡车运走了，历史证明IBM捡到宝了，冯•诺依曼之前作为IBM的顾问，帮它确定了计算机的方向，而后蓝色巨人又在这台原型机上，不断研发，开拓，迅速成就了计算机行业的霸主地位，IBM在七八十年代几乎成为计算机的代名词，直到今天依然是伟大的公司。爱德华 · 特勒说：“IBM公司也许应该把它一半的利润付给冯•诺依曼”。
普林斯顿大学估计悔得肠子都青了。
冯•诺依曼的太太克拉拉是史上世界上第一批程序员之一，而且用的是最难的汇编语言。 克拉拉后来说， 计算机工作是她曾经做过的工作中最激动人心的。
冯•诺依曼开车时经常走神看书或去思考问题，他几乎每年要撞坏一部汽车。他在警局里解释常常是这样的：“我正在路上正常驾驶，右方窗外的树正在以60英里每小时的速度从我车旁穿过，突然，一棵树站在了我的车前，咚！” 在当年普林斯顿的一个交叉口曾有著名的冯•诺依曼角，纪念他在那遇到过的所有车祸。”
还有一个八卦是冯•诺依曼的表妹贡献的：诺依曼上厕所要带两本书，因为他担心出来前会把手头上的那本读完而太无聊。
在普林斯顿经常有人让冯•诺依曼和计算机比赛，比如有人提出类似“右起第四位是7的最小的2的幂是多少”的问题，机器和计算机之父同时开始计算，结果毫无悬念的，爸爸肯定打败儿子。
电子计算机是人类最激动人心的发明，将人类带进了伟大的信息时代，而且还在以惊人的速度发展和造福着全社会和全人类，冯·诺伊曼作为电子计算机之父，他的贡献万古流芳。
所有的IT民工无不顶礼冯·诺依曼，所有复制粘贴的键盘侠也必须感谢这位计算机之父，朱八八当然也是毫无悬念地在冯·诺依曼架构机上敲完上述所有文字，谨以此文向人类计算机史上最伟大天才致以最深切的敬意。
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jasonshane
2019-02-23 21:35:38据说他讲黄段子的能力和他的数学才能相当