非常长的文章,但如果看完了,你就成了诺依曼专家
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“氢弹之父”乌拉姆:我的朋友冯·诺伊曼 | 纪念冯·诺伊曼诞辰120周年(上)
风云之声 2024-01-10 20:02 发表于安徽
以下文章来源于返朴 ,作者Stanisław Ulam
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■ 撰文
斯塔尼斯拉夫·乌拉姆(Stanisław Ulam)
■ 翻译
圆圆
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1957年2月8日,约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)逝世。数学界失去了最具独创性、最有洞察力、最多才多艺的头脑;科学界则失去了一个盖世全才,也失去了一位独特的数学诠释者。他能带来最新的(并开发潜在的)方法,将其应用于物理学、天文学、生物学和新技术。许多杰出人物已经讲述并赞扬了他的贡献。这篇文章的目的是,以我们相识并持续了25年的友谊为背景,简要介绍他的生活和工作。(编者注:文中介绍的论文编号为作者整理附录列表的编号,我们以注释方式列在文后。)
简要生平
约翰·冯·诺伊曼(昵称“约翰尼”,在美国家喻户晓)于1903年12月28日出生在匈牙利布达佩斯(当时是奥匈帝国的一部分),是家里三个男孩中的老大。他的家庭很富裕;他的父亲马克斯·冯·诺伊曼(Max von Neumann)是一位银行家。约翰尼很小的时候就接受了私人教育。在1914年,第一次世界大战爆发时,他才十岁,进入路德教会中学。
在第一次世界大战前后的二十年里,布达佩斯被证明是孕育科学人才的超级沃土。为何这里能催生出如此众多的杰出人才,这要留给科学史家去发现和解释了(他们的名字在当今的数学和物理学年鉴上比比皆是;编者注:参见《这个不起眼的小国,走出了科学史上最杰出的一群人》)。约翰尼可能是这群科学家中最耀眼的明星。当被问及是什么导致了这种统计学上不太可能出现的现象时,他会说,这是一些他无法精确解释的文化因素的巧合:中欧地区整个社会所承受的外部压力,个人潜意识中的极度不安全感,以及必须产生不寻常的东西,否则会面临灭亡的必要性。第一次世界大战打破了原有的经济和社会模式。布达佩斯,曾经是奥匈帝国的第二首都,现在是一个小国的主要城市。对许多科学家来说,他们不得不移民,到其他不那么受限制和偏远的地方谋生。
据他的同学费尔纳(Fellner)说1,约翰尼与众不同的能力引起了一位早期教师拉斯洛·拉兹(László Rátz)的注意。他向约翰尼的父亲表示,在学校按传统的方式教约翰尼数学是毫无意义的,他应该接受数学私人辅导。于是,在库尔沙克(József Kürschak)教授的指导下,由当时还是布达佩斯大学助教的费柯特(Michael Fekete)进行辅导,约翰尼学习了各种数学问题。
在1921年通过“matura”考试时(译者注:欧洲许多国家的中学毕业考试,并以此获大学入学资格),约翰尼已经是公认的专业数学家了。他的第一篇论文是与费柯特合作的,完成时还不到18岁。在接下来的四年里,约翰尼注册为布达佩斯大学数学专业学生,但大部分时间他是在瑞士的苏黎世联邦理工学院和柏林度过的,并在苏黎世联邦理工学院获得了“化学工程师”(Diplomingenieur in Chemie)的本科学位。
在每学期末尾,他要为了通过课程考试回到布达佩斯大学 (不参加听课,这样做多少有点不合规则)。他在布达佩斯获得数学博士学位的同时,也在苏黎世获得了化学学位。在苏黎世期间,他把大量业余时间花在数学问题上,写文章并和数学家们通信。当时外尔(Hermann Weyl)和波利亚(George Pólya)都在苏黎世,约翰尼与他们有过联系。有一次,外尔短暂离开苏黎世,在此期间,约翰尼替他上课。
值得注意的是,总的来说,少年天才做出原创数学工作在欧洲并不少见。与美国相比,在专业教育方面似乎至少有两三年的差距,这可能是由于美国在高中和大学之间实行了更密集的教育体系(预科)。然而,即使在神童中,约翰尼也是出类拔萃的。他在学生时代就开始了自己的原创性工作。1927年,他成为柏林大学的私俸讲师(Privatdozent),以此身份工作了近3年。在那段时间里,由于在集合论、代数和量子理论方面发表的论文,全世界的数学家都知道了他。我记得在1927年,当他来到利沃夫(Lwów,当时属于波兰)参加一个数学家大会时,他在数学基础和集合论方面的工作已经很有名气了。我们这群学生把他的成果当作年轻天才工作的范例。
1929年,他来到汉堡大学,还是做私俸讲师。1930年,他第一次来到美国,在普林斯顿大学任客座讲师。我记得约翰尼告诉我,即使德国大学现有和未来的空缺职位寥寥无几,但还有四十或六十个讲师都渴望能在不久的将来当上教授。约翰尼用他典型的理性方法计算了“三年内”预期的教授任命数量是3,而(候选)讲师有40个!他还感到即将到来的政治事件将使智力工作变得非常困难。
1930年,他接受了普林斯顿大学的客座教授职位,在一学年的部分时间里讲学,然后在夏天回到欧洲。他于1931年成为普林斯顿大学的常任教授。1933年,他被邀请作为教授加入普林斯顿高等研究院(IAS),是研究院最年轻的终身成员。
约翰尼于1930年与玛丽埃塔·科维西(Marietta Kovesi)结婚。他们的女儿马瑞娜(Marina)1935年出生于普林斯顿。在研究院成立的最初几年里,来自欧洲的访问学者会发现这里极为随意,但科学氛围异常浓厚。研究院的教授们的办公室设在Fine Hall(普林斯顿大学的一部分),研究院和学校的各个院系中名人云集,无论在何时,这里都很可能是数学和物理领域人才最集中的地方之一。
应约翰尼的邀请,我在1935年底第一次来到美国。维布伦教授(Oswald Veblen)和他的妻子安排了令人愉快的社交活动,我发现冯·诺伊曼【和亚历山大(James Waddell Alexander)】的房子几乎成了各种聚会的根据地。那是经济萧条的年代,但是研究院设法让相当数量的本地和来访数学家过上相对无忧无虑的生活。
约翰尼的第一次婚姻以离婚告终。1938年夏天,他在布达佩斯的旅行中再婚,并把第二任妻子克拉拉·丹(Klára Dan)带回了普林斯顿。他的家仍然是科学家们聚会的地方。他的朋友们都会记得他盛情款待,以及那里充满智慧与风趣的氛围。克拉拉后来成为第一批为电子计算机编写数学问题的程序员之一,这门艺术的一些早期技巧正是她创造的。
随着欧洲战争的开始,约翰尼在研究所以外的活动开始成倍增加。本文末尾列出了他的职位、组织成员资格等(编者注:将于下篇推出),仅仅从这个列表就可以让我们了解约翰尼为政府内外的各种科学项目所做的大量工作。
1954年10月,他被总统任命为美国原子能委员会成员。他请假离开了普林斯顿大学,并终止了除洲际弹道导弹委员会(ICBM Committee)主席之外的所有职务。(原子能)委员会主席,也是约翰尼多年的朋友,海军上将施特劳斯(Lewis Strauss)发现委员会有空缺后立即建议提名约翰尼。关于约翰尼在委员会的短暂服役,他写道:
“在他获得任命之日到1955年深秋之间的这段时间里,约翰尼发挥了巨大的作用。他拥有极其宝贵的能力,能够把最困难的问题拆分成几个部分,于是一切变得非常简单。而所有人都在想为什么我们不能像他那样清楚地看到答案。通过这种方式,他极大地促进了原子能委员会的工作。”
约翰尼的健康状况一直很好,但从1954年开始他看起来非常疲惫。1955年夏天,他通过X射线检查发现了致命疾病的最初迹象。一场漫长而残酷的疾病逐渐结束了他所有的活动。最后他在华盛顿的沃尔特·里德医院去世,享年53岁。
朋友心中的冯·诺伊曼
在约翰尼朋友的记忆中,他总是以特有的姿势站在黑板前或在家里讨论问题。不知何故,他的手势、微笑和目光所触总是能反映其思想,或者所讨论问题的本质。他中等身材,年轻时相当苗条,后来变得越来越胖了;他走路时步幅很小,速度从来都不是很快,但加速度却相当随机。每当一个问题表现出逻辑或数学悖论的特征时,他的脸上就会闪过微笑。除了喜好抽象的智慧,他还非常欣赏(甚至可以说是饥渴)更接地气的喜剧和幽默。
他的头脑似乎汇集了多种能力,它们即使不是相互矛盾的,可能至少是独立的——每种能力都需要强大的专注力和记忆力,以至于极少出现在同一个人身上。这些能力是:集合论方式的,形式上基于代数形式的数学思想的感觉;对古典数学分析和几何方面本质内容的认识和理解;以及对现代数学方法在理论物理现有问题和新问题方面的潜在应用的敏锐感知。所有这一切都可以通过他杰出的原创性工作得到具体的证明,这些成就涵盖了当代科学思想非常广泛的领域。
他与朋友们就科学问题的对话可能持续数小时,他从来都不缺话题,即使不是数学主题。
约翰尼对人有浓厚的兴趣,喜欢八卦。人们常常会觉得,他正凭自己的记忆收集人类的各种特性,仿佛在准备一项统计研究。他也关注时间流逝带来的变化。他年轻时曾多次向我提到,他认为在大约26岁之后,创造性的数学能力会下降,但因经验积累而发展出的某种更平淡无奇的阅历和机智能够弥补这种逐渐丧失的能力,至少在一段时间内是如此。后来,他把这一限制年龄逐渐提高了。
他偶尔会在谈话中对其他科学家进行评价,总的来说,他的看法相当宽容,但也经常明褒暗贬。其实他表达的判断非常谨慎,他不愿意对其他人发表任何最终意见:“让拉达曼迪斯(Rhadamanthys)和米诺斯(Minos;译者注:他们是希腊神话中冥界的审判官)……判断……”有一次他被问及此事,他说他认为埃哈德·施密特(Erhard Schmidt)和外尔是对他影响很大的数学家,特别是在他早期工作的技术方面。
约翰尼被许多人视为优秀的委员会主席(这是一项特殊的现代活动)。他会极力强调自己的技术观点,而在个人或组织事务上很容易顺从。
尽管他拥有强大的能力,也对这些能力有充分意识,但他缺乏一定的自信。约翰尼非常钦佩几位数学家和物理学家,认为他们拥有自己无法达到的最高程度的品质。我认为令他有这种感觉的品质是,对新真理的直觉,一种相对简单的思维能力;或者是一种天赋——对新定理的陈述或证明的看似不合理的洞察。
他非常清楚,数学工作的价值标准在某种程度上是纯粹审美的。他曾表达过这样的担忧:在我们现在的文明中,抽象的科学成就的价值可能会减弱,“人类的利益可能会改变,目前对科学的好奇可能会停止,未来人类的思维可能会完全不同。”有一次谈话的中心是不断加速的技术进步和人类生活方式的变化,这让人觉得我们似乎正在接近一些人类历史的基本奇点,超过了奇点,我们所知道的人类事务就无法继续下去。
约翰尼的朋友们喜欢他绝妙的幽默感。在科学同行中,他可以用数学家的表达方式,对历史或社会现象做出具有启发性(通常是讽刺性)的评论,表现出只有在空集中命题才正确的那种内在幽默。这些通常只有数学家才能欣赏。当然,他并不认为数学是神圣不可侵犯的。我记得在洛斯阿拉莫斯的一次关于物理问题的讨论,其中数学论证使用了遍历变换(ergodic transformations)和不动点(fixed point)的存在。他突然笑着说:“现代数学终究可以应用!我们不清楚它是先验的,对吧,但它可能会是……”
他在科学之外的主要兴趣是研究历史,他对古代历史的了解令人难以置信地详细。例如,他能记住吉本(Edward Gibbon)的《罗马帝国衰亡史》(The History of the Decline and Fall of the Roman Empire)中的所有轶事,并喜欢在晚饭后参与历史讨论。在一次南下去杜克大学参加美国数学学会(American Mathematical Society,AMS)的会议的旅行中,途径南北战争的战场附近,他对战斗里最细枝末节的故事的熟悉程度让我们感到震惊。这种百科全书式的知识通过某种“解析延拓”,塑造了他对未来事件进程的看法。我可以作证,在对导致第二次世界大战的政治事件和战争期间军事事件的预测中,他的大多数猜测都出奇的正确。然而在大战结束后,他认为极有可能会立即发生灾难,幸运的是,他的担忧被证明是错误的。也许有一种倾向,他对历史事件采取过于纯粹的理性观点,而这种倾向可能是由于过度形式化的博弈论方法造成的。
在其他成就中,约翰尼还是一位出色的语言学家。他非常清楚地记得他在学校学习的拉丁语和希腊语。除英语外,他还能说流利的德语和法语。他在美国的演讲以其文学性而闻名(只有个别他的朋友们喜闻乐见的标志性错误发音,例如“integhers”;译者注:整数应为“integers”)。在他频繁来往于洛斯阿拉莫斯和圣达菲(新墨西哥州)期间,他对西班牙语的了解不太完美,在墨西哥旅行中,他试图通过使用“新-卡斯蒂利亚语”来表达自己的意思,这是他自己创造的语言——把英语单词带上“el”前缀和适当的西班牙语结尾。
