約翰·馮·諾依曼的成就可以用驚奇來概括。 馮·諾依曼是一位博學的美籍匈牙利數學家,被廣泛認為是 20 世紀最有影響力的數學家之一。 今天,我們來回顧一下他的影響力和學術貢獻。
馮·諾依曼於1903年12月28日出生於匈牙利布達佩斯,從小就表現出非凡的數學能力。 六歲時,他能夠在腦海中計算出兩個八位數的除法; 8歲時,他精通微積分。 15歲時,他開始跟隨著名的匈牙利裔美國數學家加博爾·塞格(Gábor Szeg)學習高等微積分。 四年後,在19歲時,他發表了兩篇重要的數學論文**。 馮·諾依曼曾就讀於蘇黎世聯邦理工學院,在那裡他以化學工程師的身份畢業,並獲得了數學博士學位。
約翰·馮·諾依曼(John von Neumann)在洛斯阿拉莫斯國家實驗室**。 圖片由 Lanl 提供。
隨後,馮·諾依曼在洛克菲勒學會的支援下進入德國哥廷根大學,師從當時最有影響力的數學家之一大衛·希爾伯特(David Hilbert)學習數學。 畢業後,他在幾所大學任教,並於 1933 年被授予紐澤西州普林斯頓高等研究院的終身教授職位。
在馮·諾依曼的職業生涯中,他研究了策略遊戲並從事統計數學工作。 1928年,他還證明了負極大定理,確立了在資訊完整的零和博弈中,有一套策略可以使博弈雙方的最大損失最小化。 在該定理被提出多年後,他對其進行了優化和擴充套件,以包括不完全的資訊博弈,並將這一進展發表在與奧斯卡·摩根·斯特恩合著的《博弈理論與經濟行為》一書中。 這本書是博弈論的基礎著作。
約翰·馮·諾依曼(John von Neumann)和奧斯卡·摩根斯坦(Oskar Morgenstern)的《博弈理論與經濟行為》。 *來自Wikimedia Commons, Creative Commons Attribution 20 通用許可證。 1932年,馮·諾依曼(von Neumann)發表了一系列**,成為遍歷理論的基礎。 遍歷理論是數學的乙個分支,研究確定性動態系統的統計性質。 從1935年到1937年,他專注於晶格理論,該理論涉及部分有序集合,其中每兩個元素具有最大下界和最小上限。 他的工作將傳統的射影幾何與現代代數融合在一起,為射影幾何領域的進步奠定了基礎。
在他的職業生涯中,他還對數學學科做出了許多其他顯著貢獻,例如在線性規劃中推進對偶理論、運算元環研究和公升降線理論。
除了數學,馮·諾依曼還在量子力學領域做出了重要貢獻。 馮·諾依曼與英國理論物理學家保羅·狄拉克一起,為量子力學建立了乙個嚴格的數學框架,即狄拉克-馮·諾依曼公理。 在這項工作中,他提出了使用希爾伯特空間上的運算元的量子力學的數學公式,他在《量子力學基礎》一書中對此進行了詳細闡述。
馮·諾依曼也被認為是計算機領域的創始人。 1945 年,他分享了電子數字計算機的設計結構,現在稱為馮·諾依曼結構,其中包括以下元件:
帶有指令暫存器和程式計數器的控制單元。
具有算術邏輯單元和處理器暫存器的處理單元。
大型外部儲存器。
儲存資料和指令的內部儲存器。
輸入和輸出機制。
他的工作在計算硬體設計、理論電腦科學和科學計算領域取得了重大進展。
關於電子離散可變自動計算機(EDVAC)的討論,一種儲存程式計算機,促使馮·諾依曼撰寫了第乙份關於EDVAC的報告,引起了業界的關注。 然而,應該指出的是,艾倫·圖靈、埃克特和約翰·莫奇利等人為馮·諾依曼的**奠定了基礎。