馮·諾依曼：冷戰戰士、現代計算機之父、首枚原子彈誕生的關鍵人物_風聞

馮·諾依曼：冷戰戰士、現代計算機之父、首枚原子彈誕生的關鍵人物知識分子2023年12月22日 09:16:29 來自湖南省0人蔘與0評論

圖源：維基百科

撰文丨艾倫·博拉爾德

翻譯丨張極井 胡宇清

第二次世界大戰因為廣島原子彈的降落而結束，但約翰·馮·諾依曼並不認為世界的未來是和平的。這位精通計算的“超級天才”熱衷研究轟炸問題和軍事應用，多次被美國軍方聘為顧問，探索數學在戰爭中的長期應用，並加入研製原子彈的“曼哈頓計劃”。

在廣島原子彈爆炸之後，愛因斯坦和奧本海默領導的科學家們流露出既喜悦又悔恨的情感。對此，馮·諾依曼也曾嘲諷地評論道:“有些人因帶來光明而承認有罪。”戰後，為了威懾蘇聯，馮·諾依曼致力為美國軍方建造一種更大更厲害的炸彈。然而，在這個充滿敵對的世界裏，正如那句古老的預言所説：凡動刀劍者，必死於刀劍之下。

身處1935-1955年的馮·諾依曼，大多數時間都在硝煙瀰漫的戰場後方，運用自己的學識和專長制定經濟政策、參與軍事決策。這20年，也是改變人類歷史進程的關鍵時期，其間不僅爆發了空前慘烈的二戰，也開啓了全新的世界秩序。

《戰爭中的經濟學家》還講述了自二戰伊始到冷戰期間，包括馮·諾依曼在內，七位來自不同制度，具有不同意識形態的經濟學家，如何利用自己的經濟學和個性去解決一些重大的經濟學問題，他們的貢獻對政治結果和軍事目的都產生了巨大影響。同時本書也描繪了經濟學家們身處的複雜環境，有時甚至是可怕的境地。這些鮮活故事的背後，我們可以看到人性的較量、不同制度和價值觀的對抗。這些較量和對抗不僅深刻影響了當時的戰爭進程和戰後秩序，甚至在一定程度上預示了當前的世界格局。

本文摘編自《戰爭中的經濟學家》

一位數學天才開始思考自己在戰爭中的角色

馮·諾依曼一直都不是象牙塔裏的教書匠。1903年，他出生在布達佩斯一個猶太人銀行家家庭。時值經濟和民族復興時期，中產階級天主教徒和猶太人的商業文化迅猛發展，一時間催生出許多著名的科學家、數學家和經濟學家，馮·諾依曼就是其中出類拔萃的一位。

在他出生十多年後，擁有維也納和布達佩斯雙首都的奧匈帝國成為第一次世界大戰的戰敗國，就此分崩離析。布達佩斯局勢動盪，馮·諾依曼家族一度倉皇出逃。

高中畢業之後，馮·諾依曼先後在布達佩斯大學和柏林大學求學。不管是在哪一個地方，他都注意到第一次世界大戰帶來的傷痛：戰後的高通脹、抗議、反叛和內戰的威脅。

1926年，22歲的馮·諾依曼擁有了三個歐洲頂級學府的化學學位和數學博士學位，其中包括蘇黎世瑞士聯邦理工學院，這裏的入學考試曾令愛因斯坦一度折戟，但馮·諾依曼輕鬆過關，並在第一年，每門功課都拿到滿分。

拿到博士學位之後，他在德國哥廷根大學任教。在20世紀20年代，這裏是全球研究熱門新學科量子力學的中心，人們總看到馮·諾依曼與一些著名教授進行激烈爭論，這些人包括諾伯特·維納、大衞·希爾伯特、沃爾夫岡·保羅、馬克斯·德爾布呂克、羅伯特·奧本海默、恩利克·費米、維爾納·海森堡以及其他一些來訪學者，比如來自瑞士的埃爾温·薛定諤、哥本哈根的尼爾斯·玻爾、維也納的庫爾特·哥德爾和劍橋的保羅·狄拉克。這羣人一起推動了量子力學的革命，並開啓了核時代。

1928年，馮·諾依曼前往柏林大學任教，他清楚地意識到政局的不穩定性，並預見到阿道夫·希特勒和獨裁德國的崛起。因此他開始將視線轉向美國以尋求他所需要的學術環境。意識到自己的英文不好，他為此選擇了小説和百科全書這兩類圖書進行大量的精讀。多年以後，馮·諾依曼依然可以憑記憶引用這些書中的大幅段落。有人猜測，他沒有“正常”的攝影記憶，而擁有一種能夠在任何數量維度上進行思考和記憶的超能力。

20世紀20年代末，美國普林斯頓大學正計劃成立一個數學系，在德國和中歐尋找一些有才華的，尤其是那些被極右翼民粹主義政策疏遠的教授來此落户。馮·諾依曼被認為是一個非常有前途的青年才俊，1929年，他獲邀在普林斯頓大學教授數學物理學。

1931年，普林斯頓大學成立了高等研究院。該院採用新的管理模式，給少數國際頂尖的數學家和物理學家提供高薪和實驗室，沒有墨守成規的制度、不需要講課，也不用帶學生。兩年後，高等研究院給馮·諾依曼拋出了橄欖枝。僅僅兩週之後，阿道夫·希特勒當選德國國家元首。作為猶太裔匈牙利人，馮·諾依曼離開的正是時候：不久後，納粹政府解聘了所有非雅利安人公務員，包括在德國的學者。為表示抗議，馮·諾依曼立即辭去了他在德國所有學術機構中的職務，並號召其他德國教授反對這一政策。返回美國之後，馮·諾依曼斷絕了與歐洲的聯繫並申請了美國國籍。

因為有了愛因斯坦和馮·諾依曼，普林斯頓在當時已經成為國際學者訪問的中心，比如量子力學領域的保羅·狄拉克和沃爾夫岡·保羅，邏輯學的庫爾特·哥德爾和計算學的艾倫·圖靈。寧靜的校園成了學術天堂，遠離獨裁的歐洲、鴕鳥般的英國和經濟衰退的美國。

但對馮·諾依曼而言，普林斯頓並非伊甸園，他保持着對國際形勢的密切關注和思考，並對納粹心生厭惡。在1935年他寫道，“在下個十年中，歐洲將會發生戰爭“。

他也一直思考自己在這場戰爭中可能扮演的角色。馮·諾依曼知道自己在數學方面的才華，也瞭解這一學科對現代戰爭的重要性：在第一次世界大戰中，軍隊不得不在移動的坦克上、糟糕的海況下以及運動的飛機上進行瞄準射擊。建立爆炸衝擊波的模型則更加複雜，還需要了解炮彈或機翼周圍產生的氣流將如何影響彈道軌跡，解決這些問題都需要複雜的數學計算。

當天賦應用於常規轟炸研究

和“曼哈頓計劃”

1938年，馮·諾依曼前往歐洲旅行，他樂此不疲地與量子理論的傑出專家波爾、海森堡進行激烈爭論，這是這些學術巨匠戰前的最後一次聚會。

當他返回普林斯頓時，被告知完成了最後一輪軍官考試。是的，這位科學家認為自己參與戰爭的最好做法是加入美軍，因為這樣可以幫他獲得計算所需的軍方數據。儘管看起來不像應徵者，但他還是參加了美軍軍官考試。他記住了敵情手冊中的所有相關內容，這對他來説並非難事，因此在絕大部分測試中獲得了滿分。

然而由於馮·諾依曼已經35歲，所以被拒絕服役。這絲毫沒有影響他繼續以軍事為重點的數學研究。他還寫了一篇論文，研究“在連續幾次錯失目標的情況下如何對投彈進行修正”。此時，他已經成為一名通過數學計算轟炸模式的專家。

儘管馮·諾依曼無法成為美軍的一分子，但隨後他多次被美軍聘為顧問。探索數學在戰爭中的長期應用，幫助軍方制定精確的射擊表。他的天才稟賦不久就得到了認可，並受邀成為美國政府彈道研究顧問委員會的委員，這份工作讓馮·諾依曼得以進行一系列的射擊和轟炸應用研究，他因此也成了評估複雜爆炸成果的專家。不久後，他還入選美國國防科學委員會，研究炸藥中用於聚集爆炸效果的炸藥設計。

馮·諾依曼的名聲傳到了大西洋彼岸。1943年上半年，他被派往英國以幫助美國政府在那裏開展的爆炸物研究工作。同時，他還加入了已經開展的旨在提高盟軍對德國轟炸效率的大規模研究，致力於如何擴大爆炸的破壞效果、使用風洞實驗數據以及通過攝影記錄監測爆炸效果等方面。

他還參觀了巴斯航海年鑑辦公室，該辦公室正在製作複雜的海圖，以便盟軍的海軍在大西洋航行時可以精確定位，從而避免受到德國U形潛艇的攻擊和封鎖，還可以尋求幫助。《航海年鑑》是在一台經過巧妙修改的國家收銀公司(NationalCashRegister)的收銀機上製作而成的。在回倫敦的火車上，馮·諾依曼寫了一個數學程序來幫助機器更好地工作。這是計算機編程的早期應用。

1943年，馮·諾依曼返回美國，此時珍珠港事件爆發兩年。美國科學家一直在研究一種全新的致命性爆炸形式的可能性。1941年，在美國參戰前一個月，羅斯福總統以行政令的方式批准了20億美元的投資決定。這就是研製原子彈的“曼哈頓計劃”。

“曼哈頓計劃”由美國軍事總監萊斯利·格羅夫斯將軍和科學總監羅伯特·奧本海默共同管理。兩者均非常人，雖然性格大相徑庭，但都才華橫溢。他們合作運行這一巨大的工程，管理着難以管理的頂級理論學者、令人敬畏的目標以及通過原子裂變在地球上造成比以往更大破壞的項目。該項目集中在洛斯阿拉莫斯外的新墨西哥州沙漠中的一個大型秘密建築物裏。那裏有來自歐洲和美國的科學家，形成了各種聰明才智的獨特組合，這可能是迄今為止為了歷史上最重大事件之一而聚集的最偉大的科學天才。

1943年9月，馮·諾依曼受命加入“曼哈頓計劃”，除了解決引爆問題外，他還專注於研究投下這種炸彈的最佳高度。構建模型計算投彈高度如何影響炸彈設計和對目標的爆炸影響，甚至如何儘量減少轟炸機被摧毀的可能性。他採用了置信區間和其他概率論方法對這一切進行了精確的數學計算。

馮·諾依曼在加入開發團隊時，有些人認為這是一項有原罪的任務，但洛斯阿拉莫斯科學家的共同看法是，除了趕在納粹之前製造出原子彈之外別無選擇。

戰後，一些同事計劃通過提供開源技術來進行彌補，但馮·諾依曼不同意這種觀點。他認為，打敗軍國主義和極權主義政權是沒有罪的，而且他更認為戰爭不會因為德國的失敗而消亡。他預見到，這枚原子彈只是新一代超級武器中的第一枚，希特勒也只會是新一代邪惡獨裁者中第一個被打敗的。

原子彈落下之後

1945年中，原子彈轟炸的首個目標選定了日本，這是因為日本地方軍事領導人呼籲針對美軍可能在日本本島登陸展開大規模的自殺性防禦。馮·諾依曼構建了一個基於博弈論的數學模型，用於規劃美軍的轟炸航線，從而最大限度地減少被擊落的概率。

剩下的就和歷史上所知的一樣了。兩枚炸彈都按計劃爆炸，破壞力十分可怕。對馮·諾依曼而言，這是一次巨大的成功。他目睹了愛因斯坦和奧本海默領導的科學家們對此流露出既喜悦又悔恨的情感。

他有些嘲諷地評論:“有些人因帶來光明而承認有罪。”

1945年，隨着一些傳統大國的戰敗或衰落以及核武器的誕生，各個軍事、政治和經濟戰略家都在尋求一種解釋新的權力平衡的方法。馮·諾依曼為他們提供了一種新工具，即博弈論。

他早期的論文（1926）表明，在兩個利益完全對立的玩家之間進行一個定義明確的博弈，將會產生一個理性的結果。而這個結果就是兩位玩家都明白，根據遊戲規則，他們沒法做得更好了。

1928年，馮·諾依曼進一步發展了他的理論，並於1944年出版了《博弈論與經濟行為》出版，另一位作者是經濟學家奧斯卡·摩根斯特恩，這本書被認為是博弈論領域的奠基之作。

馮·諾依曼的理論為此類比賽提供了決策規則，包括更復雜的遊戲，其中玩家需要考慮連鎖反應，例如考慮第二個玩家期望第一個玩家做什麼。在兩個人的零和博弈中（即如果一個玩家獲勝，另一個玩家必須輸），他1928年的論文提供了一個合理的策略，即最大限度地提高潛在收益或儘量減少損失。總的來説，這種策略將贏得未來，這就是今天所謂的“極小極大策略”。馮·諾依曼表示，在這些條件下，兩位玩家的最小最大(minimax)結果是等價的。

1945年二戰結束後，對於馮·諾依曼來説，戰後的世界已經變成了一場零和博弈。在當時，蘇聯遭受了戰爭的重創，許多戰略家認為它無法發動可信的軍事威脅。然而馮·諾依曼相信，在五年內，蘇聯將會恢復到足以發展自己的核武器。他已經意識到，下一代核武器較之第一代更有毀滅性。他的軍事目標是幫助美國獲得新的核威懾。

他甚至説過一句影響深遠的話：“如果我們要冒着戰爭的危險，最好在我們有原子彈的時候冒險，因為他們還沒有”。這句話是他雙人博弈理論的經典應用。他的理論發現告訴他，如果雙方信息對稱，談判地位就會增強：他希望蘇聯人明白，在核戰爭的最初幾分鐘裏，美國將發射一枚原子彈，目標是殺死他們所有人。他還説:“如果你説為什麼不是明天轟炸他們，而我會説為什麼不是今天呢?如果你説在5點鐘，我會説為什麼不在1點呢?”

一些人認為這種説法是好戰的。對馮·諾依曼來説，公開聲明很重要，因為美國的威懾需要可信。這被稱為“確保相互摧毀”(MAD)理論，這是他運用博弈論的結果，博弈論將主導冷戰時期的戰略思維。

二戰後的十年，外交氣氛十分冷淡:世界處於冷戰的氛圍之中，東西方之間存在着巨大的分裂。同時，隨着核壟斷地位不再，美國無法繼續進行單向核威懾。重壓之下，美國希望採用下一代技術來發展破壞力更大的氫彈。1954年，美國氫彈研製成功。僅僅一年後，蘇聯緊隨其後也造出了氫彈。從博弈論的角度看，世界正處於一個更加平等的雙邊博弈中，信息不完全，合作有限。儘管凱恩斯等經濟學家非常重視國際合作，但馮·諾依曼認為自己生活在一個零和世界裏，只能選擇是輸還是贏。

20世紀50年代初是一個非常考驗人的時期，朝鮮戰爭爆發、麥卡錫主義歇斯底里的反共指責蔓延到美國學術界、任何不支持右翼路線的人都可能被指控為共產主義的同情者。儘管馮·諾依曼持右翼觀點，但他拒絕在麥卡錫的政治迫害中扮演任何角色。當他的傑出同事羅伯特·奧本海默被錯誤地指控為共產主義間諜時，馮·諾依曼組織了一組證人為其辯護，儘管他個人不同意奧本海默的政見和政策。

1953年，艾森豪威爾總統上台。根據馮·諾依曼的可信核威脅理論，時任國務卿約翰·福斯特·杜勒斯宣佈，如果蘇聯試圖發動戰爭，美國將採取“大規模報復”政策。幾年來，馮·諾依曼一直是美國核可信戰略的關鍵設計師。他的科學理解、實踐方法、數學和經濟上的洞察力，以及他在軍中的威信，使他成為華盛頓的關鍵人物。

同時，馮·諾依曼也被描繪成典型的冷戰戰士。在斯坦利·庫布里克執導的諷刺冷戰電影《奇愛博士》中，他可能是坐在輪椅上的傑出核科學家主角的原型，因為其扮演者是帶有中歐口音的彼得·塞勒斯。

天才逝去的悲劇

“曼哈頓計劃”之後，馮·諾依曼與美國軍方的合作越來越密切。1946年7月，他收到了一份有趣的邀請:前往美屬密克羅尼西亞被稱為比基尼的太平洋偏遠環礁，在那裏，他可以觀察到美國對新一代原子彈試驗的受控爆炸。有大氣層和水下爆炸，有些就在馮·諾依曼和其他專家駐足的環礁不遠處的海面。

其中最具威力的試驗是大氣層爆炸，釋放的爆炸當量是廣島原子彈的40倍。由於軍方可能的計算錯誤：爆炸產生了巨大型衝擊波，巨大的蘑菇雲向空中噴發並擴散放射性物質。儘管採取了基本的預防措施以保護在現場觀察的科學家和船員免受爆炸的影響，但他們似乎嚴重低估了核武器爆炸對健康帶來的風險。

1955年，馮·諾依曼成為原子能委員會的委員，他搬到華盛頓。三個月後，他活躍而令人興奮的生活戛然而止。他的左肩出現劇烈疼痛，術後被診斷為骨癌。起初，醫生希望疾病能夠得到控制，但經過一系列檢查後，噩耗傳來：馮·諾依曼被診斷出患有骨髓白血病，源於骨癌或胰腺癌。這可能是（雖然未經證實）由於他在比基尼環礁核彈試驗場受到輻射所致。

擔心時日無多，馮·諾依曼瘋狂地工作，集中精力完成最後的作品。在一系列治療之後，他的病情未見好轉，脊椎病嚴重到影響行走，這將是致命的。馮·諾依曼對朋友和同事隱瞞了診斷結果並加快了工作進度。他的日程瘋狂地排滿了會議、旅行和研究。

晚年，他對研究電腦和人腦產生了新的興趣。馮·諾依曼着迷於通過對人類生物學的學習來改進思維和計算技術的可能性。這是他與諾伯特·維納（控制論的發明者）的共同興趣所在。他們一起組織了關於這一主題的會議(Heims, 1982)。他開始準備將在耶魯大學舉行的關於神經生物學的著名客座講座(guest lecture)：比較人腦和存儲程序的計算機，儘管他最終得出結論，它們在概念上不同，計算機是一個順序處理器，而大腦可以同時並行思考很多問題。他完成了講稿，但遺憾的是他病得太重，無法發表客座演講。在病重階段，他仍掙扎着完成了一本有關這一主題的書。這本名為《計算機與人腦》的書在他去世後出版。它提出了新的數學方法，即現在的人工智能。它還與早期社會心理學和軍隊用作宣傳（或“洗腦”）的“心理”或心理行為的發展有關。

1956年，悲劇接踵而至:他聰明的大腦開始出現功能衰退。預感時日無多，他越來越害怕在去世前來不及解決一些正在思考的問題。健康狀況惡化得很快。同年2月，他坐在輪椅上最後一次公開露面，接受艾森豪威爾總統給他頒發的總統自由勳章。1956年4月，他住進了華盛頓特區的沃爾特·裏德醫院，仍然掙扎着在病牀上繼續工作。不斷有同行和軍方的人來訪，都渴望得到他最後的真知灼見。

他的女兒瑪麗娜·惠特曼記錄了這位天才逝去的悲劇。當意識到自己末日將至時，他惶惶不可終日。他經歷了精神折磨:深深的恐懼、心理崩潰、整夜尖叫。他絕望地認為自己死得太早。在最後的日子裏，他重新皈依天主教，並與牧師就生死以及神的問題進行了長時間的交談。牧師説，即使這種重新恢復的信仰也未能消除他的恐懼。

馮·諾依曼在生活中如此聰明，但似乎不知道如何面對死亡。他被迫服用越來越強的止痛藥，美國軍方甚至在他的病房裏派了一名警衞，以防止痛藥使他出現幻覺而泄露軍事機密。事實上，他確實開始出現幻覺，但神志不清時説出來的是母語匈牙利語，而非英語。

馮·諾依曼本人是右派，通過投下原子彈摧毀了廣島。他的早逝可能是由於在核彈研究中受到了輻射。1956年4月之後，他再也沒離開過醫院，於1957年2月8日去世。

時間回到1946年，馮·諾依曼結束了比基尼環礁核彈試驗場的參觀，以他百科全書般的知識和攝影機般的記憶，可能還記得《聖經》中的一句話:“凡動刀劍者，必死於刀劍之下。”

《戰爭中的經濟學家》

【新西蘭】艾倫·博拉爾德 著

張極井， 胡宇清 譯

中信出版集團

2023年10月出版