请教国内计算机领域的知名人士和他们的故事。

冯·诺曼

冯·诺依曼(1903-1957),匈牙利裔美国数学家,生于布达佩斯,卒于DC华盛顿州。他是20世纪数学科学中不可多得的通才,在多个领域做出了重要的基础性贡献。

冯·诺依曼是犹太人。原姓诺依曼,又因为父亲买了爵位,加上了贵族们专门称呼的“冯”。他从小就有着辉煌的记忆力,对数学有着惊人的天赋。然而,他的父亲希望他在经历了许多挫折后下海经商。同时,他在布达佩斯大学学习数学,在柏林大学学习化学(后来转到苏黎世学习化学工程)。但即使在苏黎世,他仍与著名数学家韦勒和波利亚交朋友。波利亚曾经这样描述冯·诺依曼。

“他是我唯一害怕的学生。如果我在课堂上问了一个没有解决的问题,通常他会在课后直接来找我,给我几页完整的答案。」

1926冯·诺依曼以一篇集合论论文在布达佩斯大学获得博士学位,随后拿着洛克菲勒奖学金到哥廷根大学跟随希尔伯特做博士后研究,并在柏林和汉堡讲学。冯·诺依曼二十多岁的时候就已经是数学界公认的年轻天才了。

1930年,冯·诺依曼应凡勃伦邀请访问普林斯顿大学。在1931,他被授予普林斯顿大学教授职位。1933年成为新成立的普林斯顿高等研究院终身院士。冯·诺依曼的家宴很热闹,在普林斯顿很有名,在数学家中很少见。

冯·诺依曼的数学成就概括如下:

(1)最初的工作主要集中在数理逻辑(尤其是公设集合论)、测度论和实分析方面。

(2)在Mathematisch e grund lage der Quantum Machinik(1932)中,冯·诺依曼为当时的量子力学奠定了坚实的数学基础。

(3)冯·诺依曼从1929开始从事算子代数的开创性工作。在1930-40年间,冯·诺依曼和默里为所谓的冯·诺依曼代数写了一系列基础文章。

(4)冯·诺依曼是博弈论的发明者。他首先证明了零和博弈的最小最大定理,与摩根斯坦合著了《博弈论与经济行为》,对社会科学和生命科学产生了深远的影响。

(5)遍历定理的证明(1938)。

(6)冯·诺依曼对应用数学的兴趣始于流体力学,他对非线性偏微分方程产生了极大的兴趣。对他来说,数值计算是最有可能的“实验性”方法,这也让冯·诺依曼成为了当今计算机的奠基人,并由此发展了元胞自动机理论。

此外,冯·诺依曼也是氢弹的发起人。从1940开始,他就积极参与美国的各种国防计划或实验室,并因此获得各种数学或非数学的奖章。

计算机科学家图灵

图灵于1912年出生于英国伦敦,于1954年逝世于英国曼彻斯特。他是计算机逻辑的创始人,人工智能的许多重要方法也源于这位伟大的科学家。他对计算机的重要贡献在于他提出了有限状态自动机的概念,即图灵机。对于人工智能,它提出了一个重要的衡量标准“图灵测试”。如果一台机器能通过图灵测试,那它就是一台完全智能的机器,和人没什么区别。他的杰出贡献使他成为计算机领域的第一人。现在人们为了纪念这位伟大的科学家,将计算机领域的最高奖项命名为“图灵奖”。到了中学,他在理科方面的天赋就已经展现出来了,而且这种天赋还仅限于非文科科目。他的导师希望这个聪明的男孩也能在历史和文学方面有所成就,但他并没有取得多大成就。青少年对数学和其他学科感兴趣。他在加拿大开始了他的职业数学生涯。在大学期间,这个学生似乎对以前的理论不感兴趣,所以他必须自己做所有的事情。大学毕业后,他去了美国普林斯顿大学,在那里他制造了后来被他称为图灵机的东西。图灵机是公认的现代计算机的原型。这台机器可以读取一系列的0和1,这些数字代表解决某个问题所需的步骤。按照这一步走,就能解决某个问题。这个概念在当时是革命性的,因为即使在20世纪50年代,大多数计算机也只能解决一个特定的问题,不具有普适性,而图灵机在理论上是通用的。在图灵看来,这台机器只需要保留一些最简单的指令,一项复杂的工作,分解成这些最简单的运算就可以实现。当时他能有这样的想法,真的是了不起。他认为有一种算法可以解决大部分问题,但难点是如何确定最简单的指令集,什么样的指令集最少且可以使用,还有一个难点是如何将复杂的问题分解成这些指令。

二战期间,图灵在英国交通部工作。他用自己的专业技能破译了德国人的密码,这在当时并不容易,因为德国人研制了一种叫做英格玛(Enigma)的用于计算的机器,可以定期更换密码,使破译者根本得不到一点线索。在通信部门工作时,图灵和他的同事使用了一种叫做“巨像”的设备来破译德国人的密码。巨像干得不错。虽然巨像是由电机和金属制成的,与现在的数字计算机完全不一样,但却是现代计算机的重要一步。二战后,图灵需要找到一种放松自己的方式,所以他选择了长跑,而且他通常会选择自己擅长的。

之后,图灵在美国国家物理实验室(NPL)工作,并继续为数字计算机工作,在那里人们发明了自动计算引擎(ACE),在此期间,他开始探索计算机与自然的关系。他写了一篇题为《智能机器》的文章,发表在1969。这时,人工智能的雏形开始形成。

图灵认为机器可以模仿人类的智力,他很清楚让人们接受这个想法的难度。时至今日,仍有很多人认为人脑是不可能被机器模仿的。在图灵看来,这样的机器一定存在。图灵经常和其他科学家争论。争论的问题是机器对人类智能的实现。在今天看来,这在我们看来不算什么,但在当时却不容易被接受。他经常问他的同事,你能不能找到一个计算机回答不了的问题。那时候计算机能处理选择题,但不能处理文章。但今天的发展证明了图灵的远见。现在的电脑已经可以读写一些简单的文章了。

图灵认为,可以通过模拟人脑的思维来制造思维机器。1950年,他写了一篇文章,提出了著名的“图灵测试”。测试是让人类考官通过键盘问一个人和一台机器。考官不知道他现在问的是人还是机器。如果经过一定时间的提问,人类考官还不能确定谁是人,谁是机器,那么机器就具有智能。当我们想到这个测试时,它是非常简单的,但是伟大的想法来自于这个简单的事情。

现在有软件可以通过图灵测试的子测试。软件,人类智能的机器反映,应该可以解决人类智能的一些问题。在完成ACE之前,图灵离开NPL在曼彻斯特大学开发曼彻斯特自动数字机器(MADAM)。他相信可以在2000年前造出模拟人类智能的机器。图灵开始创造算法,并和MADAM一起继续他的工作。

图灵对生物学也很感兴趣。他想知道为什么生物的器官是这样的而不是那样的。他不相信达尔文的进化论。他认为生物学的发展与进化无关。对于生物学,他也用自己喜欢的数学来研究,它的研究促进了他的计算机研究。它把生物的变化看成是一种程序,也就是图灵机的基本概念,按照程序进行。最后,这位伟大的计算机先驱于1954年6月7日去世,他一直没有结婚。