天生就是神童
　　
　　1903年12月28日，冯·诺依曼出生于匈牙利布达佩斯一个殷实的犹太人家庭里。这个家庭历史上曾走出过一些著名的数学家和物理学家。他的父亲是一个银行家，很受当地人尊敬，诺依曼是三个儿子中的老大。童年的诺依曼，高高的个子，一双棕褐色的明亮的大眼睛。他个性活泼，喜欢沉思。据说幼年时的诺依曼记忆力十分惊人，读书过目成诵。尤其是表现出罕见的数学天才，“数学神童”的名声一直传扬在外。神童般的幼年预示着他将来必成大器，岁月果然证实了这点。
　　3岁，他就能记住不少数字。6岁，他就能心算8位数除法。8岁，他学会了微积。他对数学的喜爱到了入迷的地步。据说有一次，他看到母亲停下手中的钩针盯着前方某点沉思，就问：“您在计算什么？”甚至与小伙伴们一起去玩，往往演变成对数学原理的争论。11岁上中学后，老师也对他卓越的数学天赋惊叹不已，向他父亲建议，干脆让小诺依曼退学回家，聘请大学教授来当家庭教师。1 7岁时，他与老师合作发表了第一篇数学论文。年轻的诺依曼不但聪明过人，还富于幽默感，爱好双关语和俏皮的打油诗。上大学时，父亲要他攻读化学工程，可他已经醉心于数学天地，难以自拔。
　　第一次世界大战对诺依曼的冲击很大。他父亲的银行被没收了，全家人逃亡到威尼斯。1921年到1923年期间，诺依曼虽然被布达佩斯大学录取，却在柏林大学师从数学家斯米特，也常常去听爱因斯坦的讲座。诺依曼作为全才型的天才，掌握了7种语言，并在最新的数学分支——集合论、泛函分析等理论研究中取得突破性进展。22岁时，诺依曼获得瑞士苏黎士联邦工业大学化学工程学位。1926年，获得布达佩斯大学数学博士学位。此后，他转向物理领域，在理论物理领域“风光无限”。风华正茂的诺依曼一下子成为科学殿堂的“文武全才”，在数学、应用数学、物理学、博弈论和数值分析等领域都有不凡的建树。
　　年轻的冯·诺依曼由于才华出众，在学术界越来越引人注目了。他先后游学著名的柏林大学、汉堡大学，任私人教授。并成为德国大数学家大卫·希尔伯特的得意门生。那时的美国与欧洲相比，科学水平较低，急需引进人才。
　　1930年，美国数学泰斗韦伯伦教授广罗天下英才，邀请他来普林斯顿大学任教，诺依曼欣然前往，登上一艘小型的丘纳德船，横渡大西洋，应邀到美国普林斯顿大学担任客座讲师。不久，又被转聘为访问教授。1933年，普林斯顿成立高级研究院，诺依曼是其中最年轻的教授，本世纪最著名的科学家爱因斯坦是他的同事。
　　
　　神人的神奇之处
　　
　　　由于纳粹德国迫害犹太血统的科学家，诺依曼无法再回德国工作，因此在美国终生定居，在1930年加入了美国籍。1938年12月8日，他与克拉瑞·唐结婚，克拉瑞后来成为洛杉矶科学实验室的一名程序员。诺依曼在普林斯顿大学一直工作到1955年夏，然后去原子能委员会任职。
　　二战爆发后，他参与美国一些重大的科研项目，如著名的制造原子弹的“曼哈顿计划”。此外，他还是“博弈论”的发展人之一。“博弈论”是为了能在十分复杂的博弈中取胜而制定出战略的一种数学研究，也可以作为经济或军事战略上的模式。诺依曼曾与经济学家摩根斯特恩合著过《博弈论与经济行为》一书，为运筹领域做出不可磨灭的贡献。
　　诺依曼拥有罕见的记忆力。对于他曾经读过的书，他能在10年之后逐一引用原书的段落和文字。20世纪40年代，他的同事曾经想考考他的记忆力，问他《双城记》是如何开头的，诺依曼不假思索地开始背诵，毫不间断、无比流利地进行到被叫停，一共持续了10分钟。诺依曼的天才还表现在他极其透彻的分析能力上，在最短的时间内，透过繁复芜杂的现象，单刀直入，抓住问题的核心和症结。
　　有一次， 一位优秀数学家通宵达旦，伏案完成了一项数学计算。次日见到诺依曼，提及此事，诺依曼仰视天花板，静默几分钟后，就得出了一模一样的结论，使所有在场的人大惊失色。诺依曼擅长抓住理论物理中的一些显然无关的概念，把它们组成优美简洁的逻辑结构。他还拥有进行各种心算的惊人才能，思维过程极快，几乎在说话者说出头几句话后就能一下子了解对方的最后论点。以至于他的一位同事很感慨地说：“你看！冯的确不是个凡人。但在同人们长期共同生活之后，他也学会了怎样出色地去模仿世人。”
　　
　　诺依曼长着椭圆形的面孔，前额高耸，身材矮胖，讲一口流利带有外国口音的英语，语速很快。他衣着讲究，经常穿着马甲，兜里插着手绢，扣上外衣扣子。热衷于各种小装置，也爱好复杂的玩具。他是一个工作狂，常常不解决问题决不停手，有时灵感突至，夜里也会爬起来。诺依曼食量惊人，在洛斯阿拉莫斯时，常常驱车120英里去一家墨西哥餐馆饱餐一顿。他对工作之外的东西都漫不经心。
　　有一次，他正在病中的妻子请他倒杯水，诺依曼不得不问杯子放在哪，那时他已经在这个屋子里住了17年。诺依曼对他的车子也同样粗心大意，几乎每年都报废一辆车子。
　　
　　改变世界的邂逅
　　
　　1944年夏天，美国东部的马里兰州阿伯丁火车站站台上，诺依曼和一位年轻的军官不期而遇，后者是美军军械部弹道实验室的赫尔曼·哥尔斯廷上尉，负责美军枪炮火力表的测试。哥尔斯廷上尉出于对诺依曼的景仰，上前和他攀谈。数学大师和后起之秀在阿伯丁站台上的谈话非常融洽。当上尉告诉诺依曼，目前他正从事一项科研，研制一台每秒钟能进行333次乘法运算的电子计算机时，诺依曼顿时萌生兴趣，连连追问。刚才轻松的交谈气氛一扫而空，哥尔斯廷被问得汗流浃背，用他后来的话说，“简直像一场数学博士论文的答辩”。不久，也就是1944年8月，心有挂念的诺依曼急匆匆赶往宾夕法尼亚大学的摩尔学院，去看哥尔斯廷上尉所讲的那台机器。
　　20世纪30年代，电子学的发展和研制穿孔卡片式统计分析机的经验，为创立电子计算机提供了主要的技术前提。二次大战中，宾夕法尼亚大学莫尔学院电子系和阿伯丁弹道研究实验室共同负责为陆军每天提供6张火力表。任务艰难而紧迫。因为每张表都要计算几百条弹道，而一个熟练的计算员计算一条飞行时间60秒的弹道要花20小时。尽管他们改进了微分分析仪，聘用了200多名计算员，一张火力表仍要算两三个月，问题相当严重。
　　当时，负责该项工作的军方代表正是年轻的哥尔斯廷，他原是一位数学家。他的朋友莫齐利这时正好在莫尔学院电子系任职。1942年8月，莫齐利写出《高速电子管计算机装置的使用》的备忘录，即ENIAC的初始方案。思想敏捷的哥尔斯廷马上意识到方案的巨大价值，立即向他的上司汇报，获得支持，成立了研制小组。
　　小组的成员是：负责电子计算机总设计方案的物理学家莫齐利；芬兰人艾 　　 克特担任总工程师，负责解决制造中一系列困难复杂的工程技术问题；年轻的哥尔斯廷不仅在数学上能提出有用的建议，而且是精干的科研管理人才；另外还有年轻的逻辑学家勃克斯。正当研制工作停滞不前、研制者大伤脑筋时，冯·诺依曼恰逢其时，投身到新型计算机设计的行列中。
　　艾克特说：“冯·诺依曼是否真正的天才，从他来以后提的第一个问题就可判断出来。”1944年8月初，冯·诺依曼来到莫尔学院，参观了尚未竣工的被称为ENIAC的电子计算机，他第一个问题就问起机器的逻辑结构。艾克特心中暗暗佩服：“不愧是位天才的科学家，一下就点到问题的要害！”这以后，冯·诺依曼就成为莫尔学院的实际顾问。
　　当时“爱尼亚克”（ENIAC）已研制到一半，正处于在程序存储问题上摇摆不定的紧急关头，天才数学家诺依曼的出现，一下子改变了当时半梦半醒的局面。而对诺依曼来说，这次邂逅也打开了他的心结。原来，二战爆发后，诺依曼作为美国政府的高级科学顾问，在最高的科学技术决策层中有很强的影响力。在他参与的“曼哈顿计划”中，原子核裂变的各项数据非常繁杂，如果用人工来计算，即便聪慧如诺依曼，有1000个也不顶事。而那些半自动和电动的计算机器，也快不了多少。他痛感现有的计算工具速度太慢，使一些重大科研项目的进度受到严重的影响。因此，他一听说弹道实验室有个“PX计划”，要搞一台每秒能做333次乘法运算的电子计算机时，简直喜不胜喜。在看过“爱尼亚克”后的1944年9月，他就成了摩尔学院的常客，与莫齐利和艾克特一同研究问题。
　　
　　奠定冯·诺依曼结构
　　
　　“爱尼亚克”出现的程序存储问题，对于诺依曼来说，真是“天将降大任于斯人也”！他的天才得到淋漓尽致的发挥，明确指出：那种半梦半醒的折衷方案不可取，要做就做到最好，一定要彻底实现程序由外存储向内存储的转化，所有程序指令必须用内在记忆的方式存储在磁带上，以电子的速度运行。必须大刀阔斧修改原有设计。诺依曼还是位财神爷，经费不够，他有足够的影响力去争取。在诺依曼的影响下，整个研制工作取得了突破性的进展，军方也信心倍增，一口气追加了10万美元的投资。
　　而诺依曼自己也倾注了大量的心血，抛开美国政府高级科学顾问和著名科学家的身份，和大伙一起，一头钻进“爱尼亚克”研制小组，甚至当他因其他要事无法出席时，一定会以信函的方式提出自己的意见。在此，诺依曼提出了一个新的改进方案，一是用二进制代替十进制，进一步提高电子元件的运算速度；二是存储程序（StoredProgram），即把程序放在计算机内部的存储器中。后一点，解决了当时计算机内外联系不便的毛病。
　　此前，一用计算机就需要数十名精兵强将手忙脚乱地连接各种导线，否则计算机只能干瞪眼不干活。而诺依曼妙手回春，给原本健忘的计算机开了一副灵丹妙药。他的改进方案称为“爱达法克”（EDVAC），是“离散变量自动电子计算机”（Electronic DiscreteVariable Computer）的简称。
　　1945年6月，他将自己的思想撰写成文，题为《关于离散变量自动电子计算机的草案》，长达101页，提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念（Stored Program Concept）。这是所有现代电子计算机的范式，被称为“冯·诺依曼结构”，按这一结构建造的电脑称为存储程序计算机（StoredProgram Computer），又称为通用计算机。长达101页的EDVAC方案是计算机发展史上的一个划时代的文献，它向世界宣告：电子计算机时代开始了。而为这个方案做出贡献的天才科学家冯·诺依曼则被人们誉为“电子计算机之父”。
　　但这篇文章的出现却使得“爱尼亚克”的研制者——艾克特和莫齐利与诺依曼闹翻了。原来这篇掀起了世界的计算机热潮，成为划时代文献的报告，只单独署了诺依曼的大名。诺依曼是半道插进来的，却把辛辛苦苦做了一大半研制工作的艾克特和莫齐利抛到了脑后。这不能不让艾克特和莫齐利心存不满。
　　再说，诺依曼文章提出的存储程序，莫齐利和艾克特也早有类似的想法，并在研制中不断地摸索，诺依曼只是把它深化、概念化、系统化而已。应该说，艾克特和莫齐利是“爱尼亚克”真正研制者（这一点举世公认），他俩是第一台电脑的产妇，而诺依曼是第一台电脑的助产士。现在，诺依曼事先不打任何招呼，撇开研制小组的其他所有成员，把研制情况公诸于世，好像是他的独创一样。而艾克特和莫齐利由于要遵守美国的有关保密法规，不能发表有关项目的任何内容。诺依曼却不同，他不能算“爱尼亚克”小组的正式成员，而且身份特殊，算作参与者同时又是不受保密法限制的旁观者，所以尽可写文章发表。
　　
　　造计算机就像母鸡下蛋
　　
　　由于种种原因，诺依曼的设想没能在“爱尼亚克”上实现，因为那时“爱尼亚克”总体设计和主体建造工程已经完成。直到1952年“爱达法克”（EDVAC）才姗姗来到人间。早在三年前，也即1949年5月6日，第一台存储程序的“诺依曼机器”由英国剑桥大学的莫里斯·威尔克斯研制成功，名为“爱达赛克”（EDSAC），是英文ElectronicDelay Storage Automatic Calculator的简称。威尔克斯仅用了一个晚上就将《关于离散变量自动电子计算机的草案》通读，并做了详尽的笔记。仿照诺依曼提出的“离散变量自动电子计算器”（EDVAC），威尔克斯把他的设计的机器命名为“机电存储自动电子计算器”，简称“爱达赛克”（EDSAC），表明他的基本设计思想来自诺依曼。
　　凭他的天才和敏锐，诺依曼在电脑初创期，高屋建瓴地提出了现代计算机的理论基础，规范了电脑的发展方向。诺依曼还是一个卓越的科研组织者。当艾克特和莫齐利与摩尔学院分道扬镳后不久，诺依曼也离开他提出的“爱达法克”（EDVAC）研制小组，回到普林斯顿高等研究院，在那里研制名为“高等研究院电脑”，又称“阿艾斯机”（IAS）。当时有人对在20世纪最伟大的物理学家爱因斯坦所在的圣地，兴师动众斥巨资搞电脑，很不以为然。但诺依曼力排众议，认为电脑将会把普林斯顿大学的象牙塔推进一个新时代。当他看到高等研究院里才智不凡的青年人陷于繁烦低级的数学运算时，曾痛心疾首地说：“这种浪抛才智的行为简直形同犯罪。”
　　在他牵头下，1946年3月，“阿艾斯机”开始研制，由普林斯顿大学出实验场地，由美国陆军军械部弹道实验室和国家原子能委员会投资。诺依曼不存芥蒂，力邀艾克特来作技术总负责，但因艾克特已下决心与莫齐利一同创办公司，未能如愿。诺依曼退而求其次，请麻省理工学院的也曾参与过“爱尼亚克”研制的朱利安·比格罗前来主持。此时已脱下军装的哥尔斯廷也追随诺依曼来到普林斯顿大学，做他的副手。1946年6月，设计方案出来后，诺依曼把副本送给洛斯·阿拉莫斯实验室、伊利安诺大学、橡树岭国家实验室、阿贡国家实验室和国防部的思想库兰德公司等著名的科研机构，为日后给这些机构构造用于科学计算的电脑做准备。经过6年的努力，“阿艾斯机”在1952年6月10日正式建成，它只有2300个电子管，长6英尺、高8英尺、宽2英尺，是同期中外型最小的、而运算能力最强的，在调试阶段，做过一次著名的试验，每日24小时连轴转不间断运行60天，对当时氢弹设计中的大量关键数据进行处理，为氢弹的研制立下汗马功劳。
　　“阿艾斯机”后来又复制十多台供上述多家机构使用，这些机构又在“阿艾斯机”的基础上，各自研制新型电脑，如“奥达法克”（ORDVAC）、“ 伊利亚克”（ILLIAC）、“乔尼亚克”（JOHNNAC）、“曼尼亚克”（MANIAC）和“ 爱维达克”（AVIDAC）等。其中有一台“ 阿艾斯机” 还漂洋过海， 到澳大利亚的悉尼安家落户， 名叫“ 西利亚克”（SIUIAC）。凝聚着诺依曼心血的“阿艾斯机”简直就是一只孵了一窝小鸡的母鸡。