约翰·冯·诺依曼的一生
冯·诺依曼的父亲马克斯年轻有为，风度翩翩。凭着勤奋、机智和良好的管理，他年轻时是布达佩斯的银行家之一。冯·诺依曼的母亲是个善良的女人，贤惠温顺，受过良好的教育。
冯·诺依曼从小就表现出数学和记忆力方面的天赋。从童年开始，冯·诺依曼就有一种永远不会忘记任何事情的天赋。六岁时，他能够用希腊语和父亲开玩笑。六岁时，他就能在脑海中划分出八个数字，八岁时，他就掌握了微积分。十岁时，他花了几个月的时间阅读了一部48卷的世界历史，并能把当前的时间与历史上的某个时间进行比较，讨论他们的军事理论和政治策略。十二岁时，他就理解了玻尔名著《函数论》的精髓。
微积分的本质是对无穷小的数学分析。长期以来，人类一直在探索有限和无限及其关系。17世纪牛顿·莱布尼茨发现的微积分，是人类探索无穷的令人振奋的伟大成就。300年来一直是高校的教学内容。随着时代的发展，微积分也在不断地改变着它的形式，它的概念变得精确，它的基础理论已经扎实，甚至有许多简洁而恰当的表述。但无论如何，八岁的孩子能看懂微积分还是很少见的。虽然上述传闻不可信，但冯·诺依曼的智力非凡，这是了解他的人的一致看法。
1914年夏天，约翰进入大学预科班。2008年7月28日，奥匈帝国对塞尔维亚宣战，拉开了第一次世界大战的序幕。由于多年的战争和动荡，冯·诺依曼一家离开匈牙利，然后回到布达佩斯。当然，他的学业也会受到影响。但在毕业考试中，冯·诺依曼依然名列前茅(除了体育和写作，都是A)。
1921年，冯·诺依曼通过“成熟”考试的时候，已经算是数学家了。他的第一篇论文是和费希特合写的，当时他还不到18岁。马克斯找人劝阻17的冯·诺依曼因为经济原因不要专攻数学。后来，父子达成协议，冯·诺依曼去学化学。
在随后的四年里，冯·诺依曼注册成为布达佩斯大学数学系的学生，但他没有上课。他只是每年按时参加考试，考试得了A。与此同时，冯·诺依曼进入柏林大学(1921年)，并于1923年在瑞士苏黎世联邦理工学院学习化学。65438年至0926年，在瑞士苏黎世联邦理工学院获得大学化学学位。他还通过每学期结束回到布达佩斯大学并通过课程考试，获得了布达佩斯大学数学博士学位。
冯·诺依曼这种不听课只考试的学习方式在当时是非常特殊的，在整个欧洲是完全不规范的。但是这种不规则的学习方法非常适合冯·诺依曼。
在苏黎世期间，冯·诺依曼经常利用业余时间研究数学，写文章，与数学家通信。这一时期，冯·诺依曼受到希尔伯特及其学生施密特和韦尔的影响，开始研究数理逻辑。当时，韦尔和博雅也在苏黎士，他与他们有联系。有一次瓦尔离开苏黎世很短一段时间，冯·诺依曼替他上课。凭借智慧和独特的修养，冯·诺依曼正在茁壮成长。当他结束学生时代时，他已经走在了数学、物理和化学的前沿。
1926年春天，冯·诺依曼作为希尔伯特的助手去了哥廷根大学。1927年至1929年，冯·诺依曼在柏林大学兼职讲师，期间发表过集合论、代数和量子论的文章。65438年至0927年，冯·诺依曼去波兰利沃夫参加数学家大会。当时他在数学基础和集合论方面的工作已经很有名气了。
65438年至0929年，冯·诺依曼被调任汉堡大学兼职讲师。1930第一次去美国，成为普林斯顿大学客座讲师。善于汇集人才的美国很快聘请冯·诺依曼为客座教授。
冯·诺依曼曾经计算过，德国的大学几乎没有什么可以期待的空缺。按照他的典型推理，三年任命的教授是三个，而竞争的讲师多达40个。在普林斯顿，冯·诺依曼每年夏天都会回到欧洲，直到1933成为普林斯顿高等研究院的教授。当时，高等研究院聘请了包括爱因斯坦在内的6位教授，年仅30岁的冯·诺依曼是他们中最年轻的。
在高等研究院的早期，欧洲游客会发现这里有一种极好的非正式和浓厚的研究氛围。教授办公室设置在大学的“美丽建筑”里，生活稳定，思想活跃，高质量的研究成果层出不穷。可以说有史以来拥有数理头脑的人才最多。
1930冯·诺依曼娶了玛丽达·考斯。他们的女儿玛丽娜于1935年出生在普林斯顿。众所周知，冯·诺依曼的家庭经常举行持久的社交聚会。冯·诺依曼于1937年与妻子离婚，于1938年与克拉拉·丹结婚，一起回到普林斯顿。丹跟随冯·诺依曼学习数学，后来成为一名优秀的程序员。在他和克拉拉结婚后，冯·诺依曼的家仍然是科学家们见面的地方，而且还是那么好客，在这里每个人都会感受到一种智慧的氛围。
欧洲二战爆发后，冯·诺依曼超越普林斯顿，参与了许多与反法西斯战争有关的科研项目。从1943成为制造原子弹的顾问，战后仍在许多政府部门和委员会任职。1954年，他成为美国原子能委员会成员。
冯·诺依曼的多年好友、原子能委员会主席施特劳斯曾这样评价他:从他上任到1955年深秋，冯·诺依曼干得很漂亮。他有一种人追不上的能力，最难的问题在他手里。将看似简单的事情分解开来，这样，他极大地促进了原子能委员会的工作。冯·诺依曼是20世纪最重要的数学家之一，无论是纯数学还是应用数学，他都做出了杰出的贡献。他的工作大致可以分为两个时期:在1940之前，他主要研究纯数学:他在数理逻辑中提出了简单明了的序数理论，对集合论进行了新的公理化，其中集合和类有了明确的区分；后来，他研究了希尔伯特空间上线性自伴算子的谱理论，从而奠定了量子力学的数学基础；从65438年到0930年，他证明了平均遍历定理开辟了遍历理论的新领域；在1933中，他利用紧群解决了希尔伯特第五问题。此外，他还在测度论、格论、连续几何等方面做出了开创性的贡献。从1936年到1943年，他与默里合作创立了算子环理论，即所谓的冯诺依曼代数。
1940之后，冯·诺依曼转向应用数学。如果说他的纯数学成果属于数学，那么他在力学、经济学、数值分析和电子计算机方面的工作属于全人类。二战初期，冯·诺依曼出于战争需要，研究了可压缩气体的运动，建立了激波理论和湍流理论，发展了流体力学。从1942开始，他与摩根斯坦合作撰写了《博弈论与经济行为》一书，这是博弈论(又称博弈论)中的经典著作，使他成为数理经济学的创始人之一。
冯·诺依曼建议设计世界上第一台电子计算机ENIAC(电子数字积分计算机)。1945年3月，他在共同讨论的基础上起草了ENIAC(电子离散变量自动计算机)的设计报告初稿，对后来的计算机设计产生了决定性的影响，尤其是计算机结构的确定、存储程序和二进制代码的使用，至今仍为电子计算机设计者所遵循。
从65438年到0946年，冯·诺依曼开始学习编程。他是现代数值分析计算数学的创始人之一。他先是研究了线性代数和算术的数值计算，后来重点研究了非线性微分方程的离散化和稳定性，并给出了误差估计。他帮助开发了一些算法，尤其是蒙特卡罗方法。
20世纪40年代末，他开始研究自动机理论、一般逻辑理论和自我复制系统。在生命的最后一刻，他对自然自动机和人工自动机进行了深刻的比较。他死后，他未完成的手稿以计算机和人脑的名义发表在1958。
冯·诺依曼的主要著作收录于《冯·诺依曼全集》(6卷，1961)。
无论是在纯数学还是应用数学研究中，冯·诺依曼都表现出了杰出的才能，取得了许多影响深远、意义重大的成就。不断变换研究主题，在几个学科的交叉渗透中屡屡取得成功，是他的特点。
简单来说，他的本质贡献就是两点:二进制思想和程序记忆思想。
回顾20世纪科学技术的辉煌发展，不能不提到20世纪最杰出的数学家之一冯·诺依曼。众所周知，1946年发明的电子计算机极大地推动了科技和社会生活的进步。鉴于冯·诺依曼在电子计算机发明中的关键作用，他被西方人视为“计算机之父”。在经济学方面，他也取得了突破性的成就，被誉为“博弈论之父”。在物理学领域，冯·诺依曼在20世纪30年代写的《量子力学的数学基础》被证明对原子物理学的发展具有重要价值。他在化学方面也有相当的造诣，获得了苏黎世理工学院化学系的大学学位。和犹太人哈耶克一样，他无疑是上世纪最伟大的多面手之一。
冯·诺依曼在数学的许多领域都做了开创性的工作，做出了巨大的贡献。第二次世界大战前，他主要从事算子论和集合论的研究。1923关于集合论中超限序数的论文，展现了冯·诺依曼处理集合论问题的独特方式和风格。他将集合论公理化，他的公理系统奠定了公理集合论的基础。他从公理出发，用代数方法推导出集合论中的许多重要概念、基本运算和重要定理。特别是在65438到0925的一篇论文中，冯·诺依曼指出，任何公理系统中都存在不可判定的命题。
1933年，冯·诺依曼解决了希尔伯特的第五个问题，即他证明了局部欧氏紧群是李群。1934年，他统一了紧群理论和玻尔的概周期函数理论。他对一般拓扑群的结构也有深刻的理解，明确其代数结构和拓扑结构与实数一致。他在算子代数方面做了开创性的工作，奠定了它的理论基础，从而建立了一个新的数学分支——算子代数。这个分支在当代数学文献中被称为冯诺依曼代数。这是矩阵代数在有限维空间的自然推广。冯·诺依曼还创立了现代数学的另一个重要分支——博弈论。1944年，他发表了《博弈论与经济行为》这篇根本而重要的论文。论文包含了对策论的纯数学形式的解释和实际博弈应用的详细说明。本文还包含了统计理论等教学思想。冯·诺依曼在晶格理论、连续几何、理论物理、动力学、连续介质力学、气象计算、原子能和经济学方面都做了重要的工作。
冯·诺依曼对人类最大的贡献是他在经济学中的计算机科学、计算机技术、数值分析和博弈论方面的开创性工作。
一般认为ENIAC是世界上第一台电子计算机。由美国科学家研发，2月1946在费城开始运行。事实上，汤米、费·劳尔斯等英国科学家研制的“科洛萨斯”计算机比ENIAC计算机早了两年多，它于6月1944+10月10开始在布莱克利公园运行。ENIAC机器证明了电子真空技术可以大大提高计算技术。但是ENIAC机器本身有两大缺点:(1)没有内存；(2)由布线连接板控制，即使要重叠几天，计算速度也会被这项工作抵消。ENIAC机器开发集团的Moakley和eckert显然感受到了这一点，他们也想尽快开始开发另一台计算机，以便对其进行改进。
从65438年到0944年，诺依曼参与了原子弹的研制，其中涉及到极其困难的计算。在研究核反应过程时，我们应该对一个反应的传播给出“是”或“否”的回答。解决这个问题通常需要数十亿次的数学运算和逻辑指令。虽然不要求最后的数据非常准确，但是所有的中间操作都是必不可少的，应该尽可能准确。他所在的洛斯阿拉莫斯实验室为此雇佣了100多名女性计算器，用台式电脑从早到晚计算，还是远远不能满足需要。无穷无尽的数字和逻辑指令像沙漠一样吸干了人的智慧和能量。
被计算机困扰的诺伊曼，在一个非常偶然的机会下，得知了ENIAC计算机的发展计划。从此，他投身于计算机发展的宏伟事业，建立了一生中最伟大的成就。
1944年夏天的一天，正在火车站等车的诺依曼碰巧遇到了果尔德施坦因，并和他进行了短暂的交谈。当时，戈尔茨坦是美国弹道实验室的军事主任，他参与了ENIAC计算机的开发。交谈中，戈尔茨坦向诺依曼讲述了ENIAC的发展历程。富有远见的诺伊曼被这个发展计划所吸引，他意识到了这项工作的深远意义。
冯·诺依曼被ENIAC机器开发团队的上尉·戈德斯·丁介绍加入了ENIAC机器开发团队，随后他带领着这群富有创新精神的年轻科技人员向更高的目标进军。1945年，他们在共同讨论的基础上，发表了一个全新的“存储程序通用电子计算机方案”——ed vac(电子离散变量自动计算机的缩写)。在这个过程中，冯·诺依曼展示了自己丰富的数学和物理基础知识，充分发挥了自己的顾问作用和探究问题、综合分析的能力。诺依曼起草了一份101页的总结报告，题目是《关于EDVAC的报告草稿》。报告广泛而具体地介绍了制造电子计算机和编程的新思想。这份报告是计算机发展史上划时代的文件。它向世界宣告了电子计算机时代的开始。
ENIAC方案明确确立了新机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备五部分组成，并描述了这五部分的功能和关系。在报告中，Neumann进一步展示了ENIAC中的两大设计思想，为计算机设计树立了里程碑。
设计思路之一是二进制。根据电子元件双稳态工作的特点，他建议在电子计算机中采用二进制。报告中提到了二进制的优点，并预言采用二进制将大大简化机器的逻辑电路。
计算机的基本工作原理是存储程序和程序控制，是由世界著名数学家冯·诺依曼提出的。匈牙利裔美国数学家冯·诺依曼被称为“计算机之父”。
实践证明了诺依曼预测的正确性。如今，逻辑代数的应用已经成为设计电子计算机的重要手段，ENIAC中使用的主要逻辑电路一直在使用，但实现逻辑电路的工程方法和逻辑电路的分析方法有所改进。冯·诺依曼系统组织
说到计算机的发展，就不能不提到美国科学家冯·诺依曼。自20世纪初以来，物理和电子领域的科学家一直在争论应该用什么样的结构来制造可以进行数值计算的机器。人们被十进制所困扰，十进制是人类常用的计数方法。因此，在当时，发展模拟计算机的呼声更为响亮和有力。20世纪30年代中期，美国科学家冯·诺依曼大胆提出放弃十进制，采用二进制作为数字计算机的基础。同时他还表示，计算程序是事先编制好的，然后计算机会按照事先制定的计算顺序进行数值计算工作。
冯·诺依曼理论的要点是:数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按程序顺序执行。
人们把这种冯·诺依曼的理论称为冯·诺依曼架构。从ENIAC(ENIVAC不是冯诺依曼架构)到目前最先进的计算机，都采用冯诺依曼架构。所以冯·诺依曼是数字计算机之父。
基于冯·诺依曼架构的计算机必须具备以下功能:
向计算机发送所需的程序和数据。
必须具备长时间记忆程序、数据、中间结果和最终运算结果的能力。
能够完成算术、逻辑运算、数据传输等各种数据处理。
能根据需要控制程序方向，能根据指令控制机器各部分协调运转。
处理结果可以根据需要输出给用户。
为了完成上述功能，一台计算机必须有五个基本组件，包括:
用于输入数据和程序的输入设备
存储程序和数据的存储器。
用于数据处理的算术单元。
控制程序执行的控制器。
输出处理结果的输出设备程序存储器是诺依曼的又一杰作。通过对ENIAC的调查，Neumann敏锐地抓住了它最大的弱点——没有真实的记忆。ENIAC只有20个寄存器，它的程序是外推的，指令存储在计算机的其他电路中。这样在解题之前，首先要想好所有需要的指令，手动连接相应的电路。这种准备需要几个小时甚至几天，而计算本身只需要几分钟。计算的高速度和程序的手工操作之间存在很大的矛盾。
为了解决这个问题，诺依曼提出了程序内存的思想:将运算程序存储在机器的内存中，程序员只需要在内存中寻找运算指令，机器就会自己计算，这样就不需要对每一个问题都重新编程，大大加快了运算过程。这一思想标志着自动操作的实现和电子计算机的成熟，成为电子计算机设计的基本原则。
1946年7、8月间，冯·诺依曼、戈德斯·丁和鲍克瑟在为普林斯顿大学高等研究院研制ENIAC计算机时，还提出了一份更完善的设计报告《电子计算机逻辑设计的初步研究》。这两个既有理论又有具体设计的文件，第一次在全世界掀起了“计算机热”，其全面的设计思想闻名于世。这一概念被称为“计算机发展史上的里程碑”。它标志着电子计算机时代的真正开始，并指导着未来的计算机设计。自然界的一切都在不断发展。随着科技的进步，今天人们认识到“冯·诺依曼机”的不足，阻碍了计算机速度的进一步提高，提出了“非冯·诺依曼机”的设想。
冯·诺依曼还积极参与了计算机的普及和应用，在如何编写程序和从事数值计算方面做出了突出贡献。冯·诺依曼在1937年获得美国数学会的Potzer奖；1938获得义和团纪念奖；1947获得美国总统功勋奖章和美国海军杰出公民服务奖；1956被美国总统授予自由勋章和费米奖。冯·诺依曼去世后，这部未完成的手稿于1958年以计算机和人脑的名义发表。主要著作收入《冯·诺依曼全集》六卷本，出版于1961。
此外，冯·诺依曼在20世纪40年代出版的《博弈论与经济行为》一书，使他在经济学和决策科学领域竖起了一座丰碑。他被经济学家公认为博弈论之父。当时，年轻的约翰·纳什(johnf nash)在普林斯顿大学读书时就开始研究和发展这一领域，并因其在博弈论方面的杰出贡献获得了1994年诺贝尔经济学奖。