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雷鋒網(wǎng)注:本文作者尼克,來(lái)自微信公眾號(hào):烏鎮(zhèn)智庫(kù)(wuzhen-institute)。
導(dǎo)讀:今天是馮·諾依曼逝世60周年的日子。馮·諾依曼在數(shù)學(xué)、理論物理和邏輯領(lǐng)域貢獻(xiàn)良多,也影響、改變了許多人,比如圖靈、納什。今天我們熱烈討論的AlphaGo、人工智能,與馮·諾依曼同樣分不開(kāi)。
馮·諾依曼生于1903年12月28日,逝于1957年2月8日。馮·諾依曼在數(shù)學(xué)、理論物理和邏輯領(lǐng)域都做出了很多貢獻(xiàn)。
他同輩的朋友和晚一輩的同行都認(rèn)為他是當(dāng)時(shí)最聰明的人。他1930年先知先覺(jué)地加入普林斯頓大學(xué)任教,1933年再加入普林斯頓高等研究院作為創(chuàng)始數(shù)學(xué)家之一。二戰(zhàn)期間他為曼哈頓計(jì)劃工作。二戰(zhàn)結(jié)束后,他的大部分精力都花在電子計(jì)算機(jī)項(xiàng)目。
馮·諾依曼
計(jì)算機(jī)科學(xué)一直都有兩條互相交錯(cuò)的路線,工程路線終究可以追溯到馮·諾依曼,而理論的起源則在圖靈。他們共同關(guān)注的課題是大腦和智能。
馮?諾依曼做了無(wú)數(shù)一流的工作,但他沒(méi)有像哥德?tīng)柖ɡ砘驁D靈機(jī)一樣的特級(jí)成果。
以賽亞?伯林借用古希臘詩(shī)人阿基羅庫(kù)斯(Archilochus)關(guān)于刺猬和狐貍的比喻,把人分為刺猬和狐貍兩種,狐貍是全才,知道很多事,但刺猬只知道一件大事。全才科學(xué)家弗里曼?戴森借用同樣的說(shuō)法把科學(xué)家也照此分類,但他用了飛鳥(niǎo)和青蛙的比喻,鳥(niǎo)更像是刺猬,而青蛙更像是狐貍。
在戴森看來(lái),希爾伯特、楊振寧都是高瞻遠(yuǎn)矚的鳥(niǎo),而馮?諾依曼和費(fèi)曼則屬接地氣的青蛙。愛(ài)因斯坦當(dāng)然是超級(jí)大鳥(niǎo)。
是馮·諾依曼發(fā)現(xiàn)了哥德?tīng)柖ɡ淼闹匾裕Q哥德?tīng)柺莵喞锸慷嗟乱詠?lái)最偉大的邏輯學(xué)家。
他曾半開(kāi)玩笑:要是他不知道哥德?tīng)柌煌耆远ɡ淼脑挘f(shuō)不定他很快就能證明一階邏輯是完全的呢—就在他得知哥德?tīng)柌煌耆远ɡ淼那皫滋?,他做?mèng)證明了完全性定理。
圖靈
馮·諾依曼欣賞并提攜了圖靈。其實(shí),在圖靈1936年那篇開(kāi)天辟地的文章剛出來(lái)時(shí),馮·諾依曼并沒(méi)有立即意識(shí)到這篇文章的重要性,他在給圖靈寫(xiě)?yīng)剬W(xué)金推薦信時(shí),提到了圖靈在馮·諾依曼自己感興趣的幾個(gè)領(lǐng)域里展現(xiàn)的才能,恰恰卻沒(méi)有提及邏輯和圖靈機(jī)。
也許1931年由于哥德?tīng)柖ɡ斫o馮·諾依曼造成的心理沖擊,他還沒(méi)有緩過(guò)勁來(lái)。就像當(dāng)時(shí)所有關(guān)注邏輯的主流數(shù)學(xué)家一樣,哥德?tīng)柖ɡ碇螅麄兌寂c邏輯漸行漸遠(yuǎn)。倒是哥德?tīng)栕钤缁垩圩R(shí)英雄:他一開(kāi)始也沒(méi)有對(duì)自己的遞歸函數(shù)那么有信心,但在得知圖靈機(jī)的那一刻,他立即認(rèn)為圖靈機(jī)比自己的遞歸函數(shù)更令人信服。
據(jù)馮·諾依曼的朋友們回憶:在1938年圖靈回英國(guó)前后,馮·諾依曼已經(jīng)認(rèn)真讀過(guò)圖靈那篇文章了。馮·諾依曼曾想把圖靈留在普林斯頓做自己的助手,但已經(jīng)對(duì)美國(guó)生活厭惡的圖靈婉拒了。
馮諾依曼和奧本海默在普林斯頓計(jì)算機(jī)前
馮?諾依曼在計(jì)算機(jī)工程的開(kāi)創(chuàng)性工作是計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。所有的人都在受益。他牽頭撰寫(xiě)的EDVAC報(bào)告定義了“馮?諾依曼”架構(gòu),后來(lái)IBM等所有其它計(jì)算機(jī)項(xiàng)目都以此為基礎(chǔ)建造計(jì)算機(jī)。
EDVAC報(bào)告中最核心的概念是“存儲(chǔ)程序(Stored Program)”,馮?諾依曼把這個(gè)概念的原創(chuàng)權(quán)公正無(wú)私地給予圖靈。正像圖靈專家、新西蘭哲學(xué)家杰克?寇普蘭(Jack Copeland)考證的馮?諾依曼生前向他的同事多次強(qiáng)調(diào):計(jì)算機(jī)中那些沒(méi)有被巴貝奇預(yù)見(jiàn)到的概念都應(yīng)該歸功于圖靈。所謂存儲(chǔ)程序就是通用圖靈機(jī)。
有意思的是弗里曼?戴森的兒子喬治?戴森的一本以普林斯頓高等研究院研制最早的計(jì)算機(jī)為背景的書(shū)竟然以《圖靈的大教堂》(Turing’s Cathedral)為題,而明顯的主角是馮?諾依曼,圖靈在普林斯頓不過(guò)是匆匆過(guò)客。
馮·諾依曼留下了無(wú)數(shù)的繼承者。他的助手伯克斯(Burks)培養(yǎng)了第一位計(jì)算機(jī)科學(xué)的博士霍蘭德(Holland),馮·諾依曼在細(xì)胞自動(dòng)機(jī)和DNA的工作間接影響到霍蘭德,他的博士論文發(fā)明了遺傳算法,霍蘭德的大弟子巴托爾(Barto)和巴托爾的大弟子薩頓(Sutton)發(fā)明了強(qiáng)化學(xué)習(xí),強(qiáng)化學(xué)習(xí)被用在谷歌的AlphaGo擊敗了幾乎所有圍棋超級(jí)大師、被用在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的Libratu贏得了德州撲克大賽。
馮·諾依曼的同樣工作還影響了天才Wolfram,Wolfram一直在研究細(xì)胞自動(dòng)機(jī),他的副產(chǎn)品是數(shù)學(xué)軟件Mathematica和搜素引擎Alpha。在Wolfram的《新科學(xué)》(A New Kind of Science)一書(shū)中,馮·諾依曼被提及12次,排名第二;排名第一的是圖靈,被提及19次。
馮·諾依曼和經(jīng)濟(jì)學(xué)家摩根斯頓合作的《博弈論》讓另一位數(shù)學(xué)天才納什的心靈變得更美麗,助他獲得1994年諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)。他證明了兩人零和游戲中存在minimax策略,這從某種意義上,是計(jì)算機(jī)下棋經(jīng)典算法alpha-beta的前兆。丹奇格的線性規(guī)劃單純形算法也得益于馮·諾依曼的指教。
1955年馮·諾依曼被診斷出癌癥,人們認(rèn)為這和他參與曼哈頓項(xiàng)目受到核輻射有關(guān)。在病中,他接受了耶魯大學(xué)西里曼講座的邀請(qǐng),但在講座期間,他身體已經(jīng)太虛弱了,沒(méi)法到現(xiàn)場(chǎng)。他死時(shí),講稿也沒(méi)有完稿,1958年在馮·諾依曼死后以《計(jì)算機(jī)與大腦》為名成書(shū)。商務(wù)印書(shū)館1965年就出版了這書(shū)第一版的中譯本,可惜翻譯得有些粗糙,而且馮·諾依曼遺孀寫(xiě)的序言被莫名其妙地刪除了。
這書(shū)從某種程度上預(yù)示了人工智能的發(fā)展路線。馮·諾依曼在不同場(chǎng)合,都高度評(píng)價(jià)了圖靈機(jī)和麥卡洛-皮茨(McCulloch-Pitts)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)?!队?jì)算機(jī)和大腦》的第一部分是“計(jì)算機(jī)”,第二部分是“大腦”,但馮·諾依曼沒(méi)有把這兩條路線對(duì)立,他認(rèn)為這是解決同一問(wèn)題的兩種方法。這給當(dāng)下的啟示是:符號(hào)派和神經(jīng)派應(yīng)該互相傾聽(tīng)互相學(xué)習(xí)而不是掐架。另外,他們都應(yīng)該學(xué)學(xué)計(jì)算理論。
馮·諾依曼的《計(jì)算機(jī)與大腦》預(yù)示了人工智能的發(fā)展路線
Wolfram在2003年馮·諾依曼誕辰100年時(shí)撰文紀(jì)念,文章結(jié)尾處提到馮·諾依曼臨終前告知他唯一的孩子瑪琳娜(Marina),有一只大箱子,要在他死后50年時(shí)打開(kāi)。到2007年2月8日,馮·諾依曼逝世50周年時(shí),瑪琳娜把自己的兒孫們聚集在一起,打開(kāi)了這只箱子,令所有人失望的是這只箱子竟然不是馮·諾依曼的。Wolfram在當(dāng)天的博客里談及此事,但他猜測(cè)這只箱子可能和戰(zhàn)時(shí)的秘密相關(guān)。
馮·諾依曼臨終時(shí),皈依了天主教,這出乎他所有親近朋友們的意外,因?yàn)樗徽J(rèn)為是不可知論者。但據(jù)為他提供臨終關(guān)懷的神父說(shuō),信教并沒(méi)有為馮?諾依曼提供任何慰籍或解脫,他對(duì)死亡仍然充滿恐懼。
馮·諾依曼被引用最多的話是:“我們應(yīng)該預(yù)測(cè)所有穩(wěn)定的過(guò)程,控制不穩(wěn)定的過(guò)程?!保ˋll stable processes we shall predict. All unstable processes we shall control.)其實(shí)這并非是老馮的原話,而是弗里曼·戴森轉(zhuǎn)述老馮1950年在普林斯頓的講座的精神,那時(shí)他是多么自信啊。
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