Jay Yeh的部落格

大家好，今天和各位談談“吳軍硅谷來信”專欄裡的一篇文章心得。這個系列我們來分享幾位電腦領域的大人物，看看他們思考問題和做事的獨特方法，能給我們什麼啟發。

今天我們先來介紹馮∙諾依曼。1946年電子電腦誕生後，許多人要把電腦之父的頭銜給他，但是他認為應該要給他的晚輩圖靈博士。雖然如此，但是世人並不會因此而低估了他的貢獻。

那麼，馮∙諾依曼到底有多厲害呢？吳軍老師認為，他至少有兩方面非常超群：他能夠洞察到同時代人看不到的事物本質，並且找到了超越時代的答案。

馮∙諾依曼參與發明電腦完全是偶然的事情，而且後來在電腦方面的工作，並沒有佔用他太多的時間，因為這個世界需要他做的事太多了。

1944年，馮∙諾依曼負責進行美國的氫彈研製工作。當時的原子彈研究是由奧本海默負責；但是，大部分的人都不知道的是，美國人已經考慮得更長遠，開始著手研究威力更強大的氫彈了。而馮∙諾依曼是負責人之一。氫彈的研製需要解決大量的計算問題，當時並沒有高效運行的電腦。因此，費曼博士使用進度很慢的機械電腦，費米博士使用計算尺，而馮∙諾依曼則是靠心算。

有一天，馮∙諾依曼聽說陸軍委託賓夕法尼亞大學電機工程的莫奇利教授和他的學生埃克特博士研發人類第一台電子電腦ENIAC，主要是為了研製軍方的長程火砲。馮∙諾依曼便去拜訪他們，他希望那台電腦也能用於氫彈研製的計算上。但是，在看了他們的設計之後，馮∙諾依曼發現那台電腦無法通用於其他方面，沒有辦法解決他的問題。其實如果在設計階段稍加調整，就能讓那台電腦變成一台通用的電腦，但是已經太晚了。

軍方問馮∙諾依曼該怎麼辦？已經打造了一半的ENIAC，他也沒辦法，只能繼續做下去。但是馮∙諾依曼有額外提到，如果要讓這台電腦用於計算其他問題，也不是不可能，只是要修改電路會很麻煩而已。

兩年後，ENIAC做出來了，但是仗也打完了，長程火砲不需要設計了，ENIAC只能轉為其他用途。那時候，科學家們用ENIAC計算一道題目，就要改一次電路。你要知道，那台電腦是由2萬個電晶體加上5萬個電阻，還有一堆其他元件組成的，電路非常複雜。那時候，改一次電路，少則幾天，久一點的要2至3個月。改好計算問題，其實只要幾分鐘。因此，這台電腦基本上沒有實用性。因此，世界上第一台電腦和今天使用的電腦，算不上有血緣關係。

馮∙諾依曼在1944年向軍方建議再打造一台新的、通用的電腦。他和莫奇利、埃克特一起提出全新的設計方案，稱為艾迪瓦克（EDVAC，Electronic Discrete Variable Automatic Computer，離散變數自動電子電腦），這才是世界上第一台經由程式控制的、通用的電腦，而且是現代電腦的鼻祖。

莫奇利和埃克特是最早做出現代電子電腦的人，當然是非常了不起的人物，但是馮∙諾依曼一眼就看出他們不足之處，這說明了水準級別的差異性。這就好像兩位劍術高手在切磋，一位路人一眼就看出兩人的破綻，這位路人必定是高手中的高手。

馮∙諾依曼在交出結案報告後，軍方的承辦人以“馮·諾依曼的系統結構”（Von Nuemann architecture）作為這個案子的檔案名稱，其實只是為了比較好辨識而已，但是後人都把這台新電腦的發明權給了馮∙諾依曼，以致於莫奇利和埃克特都覺得自己的貢獻被埋沒了。這份結案報告最重要的意義不只是設計出EDVAC，更重要的是它提出了一種通用的電腦的系統結構，並且告訴後人，電腦是需要頂層設計的。

在此簡單說明什麼是電腦的系統結構。系統結構在英語中和建築結構是同一個詞Architecture。因此，你可以把它理解成電腦的建築結構。馮·諾依曼系統結構是電腦最高層的結構，就像是設計一間房子，要有牆、有屋頂、有門、有窗的概念。馮·諾依曼系統結構只規定了這些原則，接下來不同種類的電腦，會有自己的系統結構，在這之上各自加上自己的特色。

直到今日，系統結構依然是電腦設計中最重要也是最難的部分。在電腦領域中，如果誰說自己設計了某大公司的某項產品，雖然是值得驕傲，但是這種人可以有很多；但是，如果誰說某款電腦處理器的系統結構是他提出來的，那可是非常了不起的成就。

因為直到今日，能提出新的系統結構的人也沒幾位。到目前為止，雖然各種電腦系統的結構都有所不同，但是在原理上，並沒有脫離馮·諾依曼提出的框架。

吳軍老師經常強調要在邊界中做事情，今天的電腦科學家依然在馮·諾依曼提出的框架裡做事，並不是他們不想突破這個邊界，而是非常的難以突破。這就可以看出馮·諾依曼超越時空的智慧。

吳軍老師在《見識》這本書中提到，人生是一條河，人的影響力取決於河的長、寬、深度。馮∙諾依曼可說是一條很長的河，他的影響至今，雖然他不是很寬，因為電腦科學家數量有限，但是卻非常深。

馮∙諾依曼為什麼這麼厲害？他非常聰明。他和愛因斯坦是同時代的人物，而且他們還一起在普林斯頓高等研究所任職過。當時的同事們普遍認為馮∙諾依曼更聰明。這並不是因為馮∙諾依曼是主管，而愛因斯坦只是普通的教授，而是他們親身的感受。在當時，諾貝爾獎得獎者費米和費曼，這些絕頂聰明的人，他們要用電腦算一整晚的問題，馮∙諾依曼心算半小時就能夠算出來。在很多時候，我們必須承認智力上的差異，這才是唯物主義的態度。

吳軍老師認為科學是相通的，或者說是一通百通。這一點在馮∙諾依曼身上得到完整的體現。馮∙諾依曼精通理論物理和數學的全領域，可以說是領域中的全才。除了電腦領域的貢獻，他產出同量級的貢獻，包括以下：

1、發明博弈論（或稱為賽局理論），諾貝爾獎得主納什是他的學生；

2、建立數理統計的理論基礎；

3、發明線性規劃；

4、提出量子邏輯和量子機；

5、完善測度理論、格理論和集合論；

6、發明連續幾何學；

7、提出馮·諾依曼代數；

8、美國原子能計畫和氫彈工程的主要負責人之一。

馮∙諾依曼一生只專注在科學上，雖然他擔任普林斯頓高等研究所的主管，但他並沒有和許多的學者一樣成為政客，也沒想過跨足金融界賺錢，或是當個作家。他雖然英年早逝，但是在他不長的人生裡，完成了人類文明一次跳躍式地進步。

總結馮·諾依曼的貢獻，吳軍老師認為：他的見識超出同時代的人；寧可少做事，要做有長遠影響力的大事；想把事情做好，就要專注在事情上；我們沒必要為自己的一點點貢獻，花時間沾沾自喜。

今日思考題：你對吳軍老師所說的一通百通，有什麼看法呢？

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