你好,欢迎来到《科学人物课:冯·诺伊曼》,我是卓克。
1955年,52岁的冯·诺伊曼刚刚进入事业的高峰期。按照他的节奏,再在学术领域高产10年,肯定没问题。就算不做研究,他也已经进入了美国政界的高层,今后很可能成为主导美国国家政策的大人物。
可是就在那一年夏天,他病了。
这一讲,我们就来讲讲冯·诺伊曼最后的日子。看看别人对他的评价,以及他对世界的影响。
一步步面对病痛和死亡
1955年7月,冯·诺伊曼的左臂越来越疼,不久后连胳膊都抬不起来了。他去医院拍了X光,最初诊断是左肩锁骨可能有良性肿瘤。但手术切开后进一步检查确认是骨癌,而且最初的癌症很有可能是胰腺的位置。
这时正是他最忙碌的阶段,所以手术后他甚至对家里人隐瞒了病情,继续在政府各部门和学术机构做最后的冲刺。
举例来说,他10月27日和10月28日的日程是这样的——
27日上午在普林斯顿,参与气象学小组讨论;下午6点15分,参加自然科学基金会晚宴;晚上7点30,参与自然科学基金会会议。10月28日上午9点到下午4点30,参加自然科学基金会会议。
这是冯·诺伊曼一生中最后2天正常工作。到了11月初,他就坐在轮椅中起不来了,不过还是由助手推着轮椅送他去各个会议室。当其他参会者满脸担忧地看着他的时候,冯·诺伊曼的态度和平时没什么两样,保持着微笑,时常讲几个段子。
这很符合冯·诺伊曼一贯的性格,也就是从不表露自己的情感。
但是到了1956年1月,他连坐轮椅开会都支撑不住了,内心的惶恐和烦躁再也藏不住了。他曾经半夜在病床上绝望地尖叫:“冯·诺伊曼,一个知道如何更好生活的人,却不知道如何面对死亡!”
他对贤惠的妻子克拉拉也变得很粗鲁,睡觉时开始说梦话。虽然都是用他的家乡话马扎尔语念叨的,但是军方以防万一,还是专门派了一队士兵在他的病房门口站岗。一来防止他在神志不清醒的时候,说出一些国家机密被不相干的人听到;二来冯·诺伊曼有时确实会在深夜醒来,叫士兵进来把他关于空军的建议记下来。
美国政府对他的病情高度关注,按我们的俗话说就是——“不惜一切代价挽救冯·诺伊曼博士的生命”。与此同时,军方和政界的高层也频繁出入医院,想最后听听冯·诺伊曼对一些关键性问题的见解。
癌细胞不断侵蚀身体,1956年11月,冯·诺伊曼已经不能说话了,只能用眼珠和一些表情表达意愿。在最后的几个月,他身边一直陪伴着基督教牧师。这些牧师在相当大的程度上抚慰了冯·诺伊曼惊恐和不甘的心。
和原子弹计划有关吗?
有人说他的癌症是参加原子弹计划导致的,甚至还举出了证据——同样参加了原子弹计划的费米,因为胃癌53岁早早离世;物理学家劳伦斯,也是57岁就去世了。
但其实,这种说法是有问题的。因为深度参与原子弹计划、去过爆炸现场的还有很多人,他们可没有普遍的早早患上癌症。比如——
确实也有一些去世比较早的,但都和原子弹计划关系不大。
比如刚才说到的劳伦斯的死亡,是因为长年慢性结肠溃疡造成的。只有费米一个人的去世,和他的工作内容有关,但主要原因也不是原子弹计划,而是他之前几十年的研究领域涉及放射性物质。因为那时候年代太早,医学上对放射性物质的危害还了解不到位,所以其实费米在参加原子弹计划之前已经接受了很多核辐射。
还有一个医学研究,统计了1970-1996年,也就是核试验后20年,洛斯·阿拉莫斯地区几十种癌症发病率的情况。结论是,相比新墨西哥州的均值没有显著的提高。换句话说,并没有证据证明当年的核试验会增加癌症的发病率。
如果我们把这个问题理清了,就更会觉得惋惜。原子弹计划没有对冯·诺伊曼造成致命伤害,他本可以有更大的发挥空间,通过影响美国的政策影响世界的走向。但这些可能性,都中断在了1957年初。
最后时刻的科学贡献
冯·诺伊曼给世界留下了什么呢?
其实在前面的课程里,我已经详细介绍过他最重要的贡献了。但就以他在病床上最后一段日子写出的内容来看,我们仍然可以再次体会到他对后世的影响有多大。
有那么一篇讲稿,本来是他为1956年3月在耶鲁大学的西李曼讲座(Silliman Lectures)准备的,但因为身体原因既没有讲成,也没有写完。在冯·诺伊曼去世一年后,这份讲稿被整理成书出版了,名字叫《计算机与人脑》。仅仅是这最后一篇未完成的讲稿中提到的细胞自动机,都对40年后大规模并行计算的设计起了很大帮助。
有同学可能忍不住会想:既然贡献这么大,为什么冯·诺伊曼没有获得过诺贝尔奖呢?
这是个好问题。我们可以从这个问题总结出冯·诺伊曼一生成就的特点——在一些已经广为人知的领域建立数学模型。
首先,诺贝尔奖只有物理、化学、生理学或医学、经济学、文学、和平这几个项目。他是不可能获得文学奖、和平奖、化学奖、生理学或医学奖的,因为那不是他的领域。他也不可能获得经济学奖,因为经济学奖是瑞典央行在1969年才增设的一个新奖项。第一次发奖的时候,冯·诺伊曼已经去世12年了。所以,只剩下了物理学奖是有可能的。
冯·诺伊曼在物理学领域做的最大贡献,就是1932年写出的量子力学的数学基础,也就是我们前面说的“算子环理论”。但那个年代前后,不论是粒子物理还是宇宙学,都有太多耀眼的、具体的物理学发现了,它们更有可能成为发奖的对象。
而量子力学的数学基础,并不是一个具体的物理发现,而是从另外的角度重新梳理了物理测量背后的数学结构。如果用高铁来比喻,冯·诺伊曼的工作是把铁轨下的地基重建了,保证之后几十年铁轨不会下陷;但诺奖更关注的,是上面的列车又提速了100公里/小时。
另外还有一个原因是,物理学家的数学水平落后,让他们长期忽视了这个成果。
在1932年冯·诺伊曼公布这篇文章的时候,绝大部分物理学家根本看不懂。《量子力学的数学基础》这本书,直到1955年才第一次出了英文版。这就代表直到过去了20年的时间,物理学界才普遍追上了冯·诺伊曼当年对量子物理的数学诠释。而这时候,他已经临近去世了。
我想,如果冯·诺伊曼一直在世,至少在60年代,他是可以凭借这项成果获得一个诺贝尔物理学奖的。
另外,他至少还可以获得一次经济学奖。因为至今为止,主动地、公开地发表文章表明自己的研究受到了冯·诺伊曼巨大影响的诺贝尔经济学奖获得者,一共有6位,他们集中出现在1970年-1987年间。甚至到了2012年,博弈论理论的后续进展还获得了诺贝尔经济学奖。
不过,即便冯·诺伊曼真的获得了诺奖,那也不属于因为获得诺贝尔奖而荣耀的人,而是属于给诺贝尔奖带来荣耀的那个级别的人物。
一以贯之的高远眼光
回顾冯·诺伊曼的一生,那种高瞻远瞩的眼光实在让人印象深刻。
他在计算机诞生的阶段做了最重要的设计,却没有被巨大的潜在利益蒙住双眼。他在那个时代看重的,甚至都不是把ENIAC的性能提升几百倍,而是直到他生命末尾还在思考如何用计算机模拟人脑。这个问题直到今天,都是科学研究的前沿领域。
他曾经那么痴心于数学,但纯数学的研究在1930年戛然而止。因为他意识到,哥德尔对数学体系不完备性的证明,实际上已经给这个他最熟悉的领域盖了一层天花板。他不太看好纯数学领域今后的发展,于是转身去做应用数学方面的内容。这反而让他实现了更大的价值,那就是量子力学数学基础的证明和计算机的发明。
他在看过几本经济学著作后马上意识到,经济学是一门成熟度远远不足的学科,于是把数学工具应用其中,开创了一种经济学研究的新方法。
他在美国长期奉行孤立主义的大背景下,在1938年就预测到美国的孤立主义无论如何都没法继续下去,最好的策略是提前为参战做准备,更要为战后和苏联的矛盾做准备。
所有这些都是他高瞻远瞩眼光的证明,而这种眼光在他一生中都是一以贯之的。
结语
我写完这个系列初稿的时候,是2019年12月28日。这一天,正好是冯·诺伊曼诞辰116年的纪念日。
希望这个课程,能让你对冯·诺伊曼这个几十年一遇的天才有更多的了解,也能从他为人处事的方式上得到收获。
我是卓克,咱们下一个科学人物课《理查德·费曼》再见。
