约翰·冯·诺伊曼 （德語：John von Neumann 德语发音： [joːn.fɔn.ˈnɔɪ̯man] 英語發音： /dʒɒn.vɒn.ˈnɔɪmən/ 诺依曼·亚诺什·拉约什 （匈牙利語 ：Neumann János Lajos 匈牙利语发音： [ˈnɒjmɒn ˈjaːnoʃ ˈlɒjoʃ] 匈牙利 的美國 籍猶太人 数学家 ，理论计算机科学 与博弈论 的奠基者，在泛函分析 、遍历理论 、几何学 、拓扑学 和数值分析 等众多数学领域及電腦科學 、量子力學 和经济学 中都有重大貢獻。
冯·诺伊曼从小就以过人的智力与记忆力而闻名。冯·诺伊曼一生中发表了大约150篇论文，其中有60篇纯数学论文，20篇物理学以及60篇应用数学论文。他最后的作品是一个在医院未完成的手稿，后来以书名《计算机与人脑 普林斯顿大学 、美国普林斯顿高等研究院 等机构。[2] [3]
“诺依曼”和“诺伊曼”2种同音不同字的德音汉语译名写法都比较常见。另外也有资料采用其英音汉语译名“冯纽曼”。[4]
冯·诺伊曼出生在布達佩斯富裕的猶太家庭，是诺依曼·米克萨(Neumann Miksa)和坎恩·玛吉特(Kann Margit)的3個孩子中最大的一個。他小時候外號“扬奇”("Jancsi"，即"János"的昵称)，当时已經顯出驚人的記憶力。他6歲时已能用古希腊语同父亲闲谈，還可以心算8位數除法 ，8岁时自学微積分學 。年少时的他不但對數學 很有興趣，亦喜歡閱讀歷史 和社會 方面的書籍，读过的书籍和论文能很快一句不漏地将内容复述出来，而且多年以後仍是如此。1913年，他的父親马克斯·诺伊曼被授予世袭贵族头衔，这样在德国他的后代可以以“冯·诺伊曼”为姓[5] 约翰 )意为“主是仁慈的”，姓氏中的"von"是德语介词，而"Neumann"意为"neu"(new)+"Mann"(man)，即“新人”。
1926年，冯·诺伊曼以22歲的年齡获得了布达佩斯大学 数学博士学位，相继在柏林洪堡大学 和汉堡大学 担任数学讲师。
1930年，冯·诺伊曼接受了普林斯顿大学 客座教授的职位。初到美國時，他在紐約對當地居民表演過默記電話簿的驚人記憶力。1931年，冯·诺伊曼成為普林斯顿大学終身教授。1933年转入普林斯顿高等研究院 ，與愛因斯坦等人成為该院最初的四位教授之一，不須上課。這一年，他部分解决了希尔伯特第五问题 ，證明了局部歐幾里得緊群 是李群 。1937年成為美國公民，1938年獲博修獎。
1954年，冯·诺伊曼任美国原子能委员会委员。1954年夏天，右肩受傷，手術時發現患有骨癌，治療期間，依然參加每週三次的原子能委員會會議，甚至美國國防部長，陸、海、空三軍參謀長聚集在病房開會。晚年，有学生請教他做事的方法，他说：“简单（simple）。”
1957年2月8日，冯·诺伊曼在华盛顿瓦尔特·立德军医中心 新泽西州 默瑟县 的普林斯顿公墓 (Princeton Cemetery)。
学术成就 [ 编辑 ] 集合论 [ 编辑 ] 遍历论 [ 编辑 ] 遍历论主要涉及动态系统 和不变测度 遍历论 的论文，为遍历论的理论基础做出了贡献。[6] 保羅·哈爾莫斯 在1932年的一篇遍历论文章中指出“假使冯诺依曼在其它领域没有成就，光这些也足以让他在数学史上留下不朽之名”("if von Neumann had never done anything else, they would have been sufficient to guarantee him mathematical immortality")。[7] 算子理论 冯诺依曼平均遍历定理 的工具。[7]
算子理论 [ 编辑 ] 冯诺依曼在“冯诺依曼代数”中提出了“算子环”的概念。冯诺依曼代数是一种定义于希尔伯特空间 的有界算子 的星代数 弱算子拓扑 恒等算子 。以他命名的冯诺依曼二重交换元定理(von Neumann bicommutant theorem)表明弱算子拓扑中闭包的分析学定义会与其二重交换元 [9] 直积分 [11]
测度论 [ 编辑 ] 测度论 的目的是为各种不规则物体的长度、面积、体积等概念建立严格化的理论基础，并将其推广到比欧几里德空间 更抽象的空间中。20世纪初，有关测度论的研究发展迅速，但各种特定的测度理论都存在一些不够尽善尽美的地方。从若尔当测度 到勒贝格测度 ，新出现的测度论一个比一个的适用范围更广，以往理论中被认为是不可测的集合 变得越来越少。但是一直没有找出一个测度理论能保证任何集合在其测度标准下都可测。在测度论中，n 欧几里德空间 R n R n [7] 费利克斯·豪斯多夫 与斯特凡·巴拿赫 的工作成果暗示此测度问题当n = 1n = 2巴拿赫-塔斯基悖论 的存在）。冯诺伊曼的工作则指出“问题本质在于相关的群 的性质”[7] 变换群 的性质而得出。空间维度数不超过2时此问题的可解性和维度数更高时此问题的不可解性，都来源于欧几里德群 仅在空间维度数不超过2时才是可解群 这一性质。“由此，冯诺伊曼说，引起不同情形下之差异的根源是群的改变，而不是空间的改变。”[7]
几何学 [ 编辑 ] 诺伊曼利用他以前在测度论方面的工作，对拓扑群 的理论做出了一些贡献。从一篇关于群上的几乎周期函数的论文开始，冯·诺依曼将玻尔 的概周期函数 理论扩展到任意的群 。 [12] 博赫纳 一起发表了另一篇论文，该论文改进了几乎周期函数 的理论，将函数 包含在向量空间 的元素中作为值而不是数字。[13] 数学分析 工作而被授予博谢纪念奖 。[14]
在1933年的一篇论文中，他将新发现的哈尔测度 用于解决在紧群 情况下的希尔伯特第五问题 。[16] 线性映射 群的分析特性的论文，发现一般矩阵群 的封闭子群 是李群 。 [17] 埃利·嘉当 以闭子群定理 的形式扩展到任意李群。[19]
函数分析 [ 编辑 ] 运算符代数 [ 编辑 ] 格子理论 [ 编辑 ] 数理统计 [ 编辑 ] 其他数学贡献 [ 编辑 ] 量子力學 [ 编辑 ] 冯·诺伊曼认为，量子理论是普遍有效的，不仅适用于微观粒子世界，也适用于現實的测量仪器。1932年约翰·冯·诺伊曼将量子力学的最重要的基础严谨地公式化。按照诺伊曼的一个物理系统有三个主要部分：其量子态 、其可观察量 和其动力学 （即其发展趋势），此外物理对称性 (比镜像对称的含义更广)也是一个非常重要的特性。冯·诺伊曼的量子力学教科书《量子力学的数学基础》首次以數理分析清晰地提出了波函数的两类演化过程：
瞬時的、非連續的波函數坍縮過程
波函數的連續演化過程，遵循薛定谔方程式 流体动力学 [ 编辑 ] 其他物理贡献 [ 编辑 ] 計算機 [ 编辑 ] 1945年6月，冯·诺伊曼與戈德斯坦、勃克斯等人，聯名發表了一篇長達101頁紙的報告，即計算機史上著名的「101頁報告 」，是現代電腦科學發展里程碑式的文獻。明確規定用二進制替代十進制運算，並將計算機分成5大組件，这一卓越的思想为电子计算机的逻辑 结构设计奠定了基础，已成为计算机设计的基本原则。1951年，EDVAC 計算機宣告完成。
元胞自动机、DNA 和通用构造函数 [ 编辑 ] 科学计算与数值分析 [ 编辑 ] 天气系统和全球变暖 [ 编辑 ] 技术奇点 [ 编辑 ] 經濟學 [ 编辑 ] 在经济学领域，1944年冯·诺伊曼与奥斯卡·摩根斯腾 合著的名作《博弈论与经济行为 》出版，标志着现代系统博弈理论 的初步形成。他被称为「博弈论之父」。博弈论被认为是20世纪经济学 最伟大的成果之一。
博弈论 [ 编辑 ] 数理经济学 [ 编辑 ] 线性规划 [ 编辑 ] 军事工作 [ 编辑 ] 曼哈顿计划 [ 编辑 ] 二战后 [ 编辑 ] 原子能委员会 [ 编辑 ] 相互确保毁灭 [ 编辑 ] 曾任的军事顾问职 [ 编辑 ] 作品与著作 [ 编辑 ] 認知與記憶能力 [ 编辑 ] 馮·諾伊曼有著過目不忘的記憶。赫尔曼·古德斯汀(Herman Goldstine)寫下：「他的一個出眾能力是他絕對精準的回憶。就我所知，馮·諾伊曼能夠僅僅讀過一次某段文字，接著一字不差地背誦出來，甚至在多年之後也可以流暢做到。他還可以將原本的語言翻譯成英語，速度絲毫不減。有一次我想測試他的能力於是問他雙城記是如何開始的。接著他沒有任何停頓，他立即背誦起第一章，一直到十分鐘後我要他停止才停止。」[來源請求]
若尔福·兰兹霍夫(Rolf Landshoff)曾回忆，有一次冯诺依曼、恩里科·费米 和理查·费曼 都在泰勒 的办公室一起讨论和计算问题。他们每隔几分钟就会暂停讨论并开始一轮计算。费米使用计算尺 ，费曼使用手摇式计算机，而冯诺依曼只凭心算。冯诺依曼几乎能在相差不大的时间内得到与其他二人相似的计算结果。[20]
私人生活 [ 编辑 ] 馮諾伊曼有著廣泛的文化興趣。6歲時，他能流利地使用拉丁文 和古希臘文 ，他對古代歷史抱著終身的熱情。
馮諾伊曼有不善于处理人际关系的一面，后来有所改变。[21] [22] [22]
馮諾伊曼在美國交情最深厚的朋友是斯塔尼斯拉夫·乌拉姆 。乌拉姆的朋友技安卡羅羅塔寫道「他們會花好幾個小時談笑聊八卦，交換猶太笑話，時常在其中穿插數學話題。」除了乌拉姆以外，冯诺依曼也与恩里科·费米 和理查德·费曼 等有幽默感的学者关系很好。[23] 爱因斯坦 逐渐疏远。[24]
冯诺依曼经常只睡很少的觉，但是仍然能够在剩余的约20个小时内保持精力。[25]
他的父亲马克思·冯诺依曼身材不好，为阻止身体发福而积极锻炼身体，并带领全家人向一位师傅学击剑 。这位击剑师傅自称为教授。小约翰尼没有学会击剑，而且从那时起就对“教授”称呼开始反感，以至于他长大成名之后也不喜欢别人叫他教授。约翰尼成年后也为身材变胖而郁闷，但与父亲不同，他即使变胖也仍然不爱运动。[28] 冯诺依曼小时候学钢琴 也以失败收场，一直停留在练习基本指法的阶段而没有长进。这令他的家人们十分失望。更不好的是，他从那时起养成了在弹琴的时候也要时不时分心看一眼边上放着的数学或历史书籍的习惯。多年以后，他在开车的时候也喜欢分神去想别的事情，导致他成为经常危险驾驶 的一代马路杀手。[28] 由于做事经常三心二意，冯诺依曼在苏黎世联邦工业大学化工系读书时经常打碎玻璃器皿，被罚了不少钱，甚至创下赔偿记录。[27] 1926年，沃纳·海森堡 在哥廷根开讲座，宣传他和埃尔温·薛定谔 在量子论中的分歧。年老的希尔伯特 向助手诺德海姆(Lothar Nordheim)打听海森堡的讲座内容是什么，诺德海姆拿来了一篇论文，但是希尔伯特没有看懂。冯诺依曼得知此事后，亲自用了几天时间把论文改写成了希尔伯特喜闻乐见的公理化的组织形式，还特意用上了希尔伯特本人的研究成果中常用的名词和概念，令希尔伯特乐开了花。[29] “若人們不相信數學簡單，只因他們未意識到生命之複雜。”[30] “当一门数学学科远离它的经验来源，或者甚至它只是由来自‘实际’的思想间接激发产生的第二代和第三代，这门学科就危机四伏了。它会越来越走向纯美学化，越来越纯粹地为艺术而艺术......现在有一种巨大的危险：这门学科将沿着那条阻力最小的路线发展......将会分崩离析，成为许多无足轻重的分支......无论如何，我觉得唯一的补救办法就是恢复到青春回到起源，重新注入多少是直接经验的思想。” 1994年被授予美国国家基础科学奖。[來源請求]
有2個獎項以他為名：
运筹研究与管理学机构(Institute for Operations Research and the Management Sciences, INFORMS)的冯·诺伊曼理論獎 运筹学 与管理学方面有基础性和持续性贡献的人)
IEEE 的IEEE冯·诺伊曼獎 参考资料 [ 编辑 ] 文内引用 [ 编辑 ]
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^ 22.0 22.1 见Cannell 2001 ，第144頁 harvnb error: no target: CITEREFCannell2001 (help ) (位于第7章“动荡年代，结婚，移民”)。
^ 见Cannell 2001 ，第95頁 harvnb error: no target: CITEREFCannell2001 (help ) (位于第5章“从严谨到放松”)。
^ 见Cannell 2001 ，第96頁 harvnb error: no target: CITEREFCannell2001 (help ) (位于第5章“从严谨到放松”)。
^ 见Cannell 2001 ，第140頁 harvnb error: no target: CITEREFCannell2001 (help ) (位于第7章“动荡年代，结婚，移民”)。
^ 26.0 26.1 26.2 见Cannell 2001 ，第142-143頁 harvnb error: no target: CITEREFCannell2001 (help ) (位于第7章“动荡年代，结婚，移民”)。
^ 27.0 27.1 见Cannell 2001 ，第93頁 harvnb error: no target: CITEREFCannell2001 (help ) (位于第4章“初露锋芒的本科生”)。
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^ 见Cannell 2001 ，第123頁 harvnb error: no target: CITEREFCannell2001 (help ) (位于第6章“量子跃迁”)。
^ Source of John von Neumann quote [冯诺依曼语录来源] . 艾奥瓦大学 . [2012-04-26 ] . （原始内容存档 于2011-01-02） （英语） .
补充来源 [ 编辑 ] 外部連接 [ 编辑 ] 約翰·J·奧康納; 埃德蒙·F·羅伯遜 Von_Neumann , MacTutor数学史档案 （英语） von Neumann's profile （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） at Google Scholar Oral history interview with Alice R. Burks and Arthur W. Burks （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）, Charles Babbage Institute , University of Minnesota , Minneapolis. Alice Burks and Arthur Burks describe ENIAC , EDVAC , and IAS computers, and John von Neumann's contribution to the development of computers.Oral history interview with Eugene P. Wigner （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）, Charles Babbage Institute , University of Minnesota, Minneapolis.Oral history interview with Nicholas C. Metropolis （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ）, Charles Babbage Institute , University of Minnesota.Von Neumann vs. Dirac （页面存档备份 ，存于互联网档案馆 ） – from Stanford Encyclopedia of Philosophy 1920年代 1930年代 1940年代 1950年代 1960年代 1970年代 1980年代 1990年代 2000年代 2010年代
1950年代 1960年代 1970年代 1980年代 1990年代 2000年代 2010年代 2020年代
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John von Neumann. Physical Applications of the Ergodic Hypothesis [遍历猜想的物理学应用]. Proc Natl Acad Sci USA. 1932, 18 (3): 263–266. Bibcode:1932PNAS...18..263N. JSTOR 86260. PMC 1076204 
