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天纵奇才 冯诺依曼|

天纵奇才 冯诺依曼

ENIAC起初制作了大容量的存储器,用于在计算机内部保存程序,后来又采用了更廉价的存储方式——声波延迟线,即将数据以脉冲的形式保存在一个装满黏稠液体(例如水银)的存储器中。

天纵奇才 冯诺依曼|

就在这时候,计算机历史上另一位关键人物——约翰·冯·诺依曼再次发挥了他的作用,他在统计学、集合论、几何学、量子力学、核武器设计、流体力学、博弈论和计算机结构学等领域都做出了重大的贡献。

冯•诺依曼

1903年冯·诺依曼出生于一个富裕的犹太人家庭,从小就展现出了惊人的天赋,据说6岁的时候已经可以用古希腊语和父亲闲谈,能够心算出两个8位数的除法,还能一字不差地回忆起5种不同语言的小说或文章。15岁已经完全掌握高等微积分,23岁时获得了博士学位。

1930年,他前往普林斯顿大学教授量子物理学,在此期间,他和图灵相遇了,与图灵生活简朴,喜欢独来独往的情况不同,冯·诺依曼十分讲究生活享受,喜欢聚会,衣着十分讲究,并热衷于享受食物。

1943年,他加入了曼哈顿计划,参与原子弹研发工作,他的主要工作是研制能够将钚核装料压缩到临界质量的炸药透镜,最后他也成功了。

研制需要求解大量的方程,于是他先后前往贝尔实验室、哈佛大学等地了解高速计算机的发展前景。

在哈佛大学的期间,冯·诺依曼遇到了一个问题——马克一号采用的机电开关的运行速度太慢了,于是他准备研制一台存储程序计算机。

1944年8月,冯·诺依曼偶遇了ENIAC的陆军联络官赫尔曼·戈德斯坦上尉,在戈德斯坦的邀请下,冯·诺依曼前往了宾夕法尼亚大学观摩了正在建造的ENIAC。

ENIAC的速度深深打动了冯·诺依曼,但是为不同任务重新编程ENIAC需要数个小时的时间,冯·诺依曼意识到这是一个缺点,于是当他成为ENIAC的顾问之后,他坚持计算机程序应该与数据保存在同一个存储器的想法,因为他领会到这种存储器应该是可擦写的,可以在程序运行过程的任意时刻进行调整。

冯·诺依曼与ENIAC团队进行了一系列的会议,冯·诺依曼特别擅长构思计算机编程的基本原理,他意识到建立一个简洁的指令集需要严谨的逻辑和准确的表达,他们所做的不仅仅是提升ENIAC的编程效率,更重要的是他们正在实现埃达的愿景——创造一台可以根据任何符号集执行任意逻辑任务的机器,大家都把它简称为EDVAC。

之后,冯·诺依曼将他们讨论的内容以书面形式汇总起来,撰写了一份报告,这份报告引领了未来至少10年的计算机发展,但冯·诺依曼从未想过为此申请专利。

但埃克特和莫奇利却不这么认为,他们认为是冯·诺依曼窃取了他人的创意,并据为己有,他们曾试图将这些概念申请专利,但冯·诺依曼的做法已经将这些概念纳入了公共领域,所以申请专利并未成功。

之后ENIAC公开展示,詹宁斯和斯奈德为这次展示做了事先的准备,在正式的演示上,ENIAC能够在15秒内输出一组导弹轨道计算结果,而交给计算员,即使在微分分析机的帮助下,也需要数周的时间,这次公开亮相也成为了《纽约时报》的头版新闻。

之后,莫奇利和埃克特因为专利的事情离开了宾夕法尼亚大学,独自创立了一家公司,UNIVAC正是他们创业期间研制的,他们邀请了一个统计学家,共同为UNIVAC制作了一个程序,成功了预测了美国的大选。

冯·诺依曼并不屑于莫奇利和埃克特唯利是图的做法,但也不介意利用自己的想法挣钱,他和IBM签订了一份个人顾问合约,为其提供自己所有的发明权,尽管这份协议是完全正当的,但依然激怒了莫奇利和埃奇特,他们认为冯·诺依曼将他们的想法出卖给了IBM。

1946年6月,计算机领域大部分专家齐聚宾夕法尼亚大学,进行了一系列的演讲和研讨,讨论的焦点是存储程序计算机结构,而这次讨论的成果成为了日后大部分计算机的基础。

最初的存储程序计算机其实有两台,它们几乎同时在1948年夏天制成。一台是改进的ENIAC,它是在工程师尼克·梅特罗波利斯和理查德·克利平格的协助下,冯·诺依曼和戈德斯坦研制的,而实际编程工作则是由女性完成的。

另一台被称为“曼彻斯特宝贝”,它的研发工作是由费雷德里克·卡兰德·威廉姆斯和托马斯·基尔伯恩完成的。

冯·诺依曼在1946年回到了普林斯顿大学高等研究院后,就立马展开了存储计算机的研发工作,在1946年,他和他的团队发表了多篇论文,并将其纳入了公共领域。

1952年他们的机器开始完全投入工作,然而,在冯·诺依曼前往华盛顿加入原子能委员会后,这台机器也被逐渐废弃了。而冯·诺依曼本人也因为骨癌和胰腺癌于1957年去世,享年53岁,他的癌症可能是由核试验产生的辐射引起的。

冯·诺依曼无疑是一个天才,他能够清楚理解计算机内部究竟是怎么运作的,并提出了更好的改善方法。

不过冯·诺依曼的一生也证明了一件事,那就是伟大的创新往往需要天才和团队,两者缺一不可,如果没有那次偶遇,冯·诺依曼可能不会遇到ENIAC的团队,可能开发计算机的路上会有许多曲折,冯·诺依曼本人也十分善长听取和吸收团队的意见。

同时,我们可以发现莫奇利和冯·诺依曼两位创新者,有许多相似之处,他们都喜欢分享和交流,将他人的一些想法整合归纳吸收成自己的想法。

当然不同之处也十分明显,那就是莫奇利喜欢将这些想法“据为己有”,为其申请专利,而冯·诺依曼却坚持将其纳入公共领域。

我们不知道如果冯·诺依曼的团队依然活跃在计算机领域,推进计算机的概念纳入公共领域,是会刺激更多的创新,还是会阻碍企业投资创新的步伐。

专利知识权对企业的创新无疑有许多帮助,他们利用专利获得的钱,能够更好地帮助计算机的研发、制造和营销,负面影响也有:一些企业因为对专利的固步自封,错过了70年代的个人电脑革命。


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