回归编程系统学习—从计算机发明开始《图灵大教堂》

普林斯顿高等研究院在资金支持下成为学者天堂。冯·诺依曼入驻后缩小纯数学与应用数学区别,他与军方来往密切,对计算机产生兴趣。1945年他领导确立计算机发展原则,提出冯·诺依曼体系结构。1952年MANIAC诞生,此后计算机不断发展,改变世界。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

从新泽西州与宾州荒原之间,格林兰的酒馆成了周围贵族成员聚集地,后来这里建立起普林斯顿高等研究院。

数学、物理等基础学科的专家、学者不断从欧洲汇集于此,两次世界大战使这些专家们的理论不断用于实践。

维纳:第一次世界大战后的几十年内涌现出的绝大多数著名的美国数学家都是在试验场的纪律下锻炼出来的。

洛克菲勒基金、卡耐基基金等资金的支持促使专家们的研究走的更远,这些资金中的一部分用于建造普林斯顿高等研究院,并使其成为学者的天堂。

维布伦:法恩楼的设计原则是赋予其巨大的吸引力,让人们更愿意在这栋楼里工作而不是在家里。
琼斯(与侄女捐助50万美元建造教学楼纪念法恩)指示维布伦建造一栋“任何数学家都不舍得离开”的建筑。

研究院成为点亮黑暗中的明灯:

1928年,班伯格百货商店是当时的“亚马逊商城”,四位业务伙伴没有子女,并在出售公司时与梅西百货达成协议。股市崩盘,8月他们获得梅西百货146385股票,11月股价涨至225美元,班伯格兄妹筹集1100万美元现金,向员工分发100万美元后,剩余资金投向了高等教育。

资金的使用采纳了弗莱克斯纳的建议。“直接创建高等教育学院或研究所,必须让以知识为目标的、成熟的个体自由追求自己的梦想…无论他们是不是大学毕业生”。弗莱克斯纳认为,不以营利为目的的知识必须成为研究的目标。“历史上,科学发现最终都会为社会做出贡献,要么是经济价值,要么是社会进步。”弗莱克斯纳描述了高等研究院背后的思想,并认为“追求这些无用的满意度,却意外的发现了实用性的根源”。

弗莱克斯纳、班伯格兄妹和维布伦设想的庇护所本来是为了远离头脑麻木的美国大学部门的官僚主义,不成想最后竟成了躲避人道主义灾难的逃生之所。1980年,所长哈里·伍尔夫回顾前50年写道“研究院是黑暗降临时的一盏明灯,是一扇开启新生命的门,对于极少数人来说,也是最后的归宿。”

1933年欧洲大批数学家在爱因斯坦带领下来到美国。

数字宇宙—冯·诺依曼入驻

高等研究院创立时,数学分为纯数学和应用数学,冯·诺依曼的到来让二者区别缩小。

冯·诺依曼来自匈牙利布达佩斯贵族家庭,父亲是银行家。从小就展露数学天赋,17岁已是公认的数学专家。1931年,冯·诺依曼收到普林斯顿大学永久任命。

1933年春天,纳粹开始清洗德国大学的犹太教授,维布伦将所有可用资源投入进去,尽己所能拯救更多的数学家。

冯·诺依曼的亲人后来回忆说:“他对纳粹的仇恨和厌恶是本质的,没有止境。”纳粹经历给冯·诺依曼的一生留下难以抹去的痕迹,他表面看似谈笑甚欢,下面隐藏的却是颇为玩世不恭、悲观厌世的世界观。

在数学领域和电影业有一种说法:你不必是匈牙利人,但它确有帮助。

冯·诺依曼与美国军方

1937年,冯·诺依曼成为军队顾问,当时,美国陆军机械部的阿伯丁试验场预算逐年增加,第二次世界大战前已跃升1.77亿美元。冯·诺依曼与军方来往愈加密切,是同时出席原子弹构思和交付过程的科学家之一。

1943年,冯·诺依曼前往英国代表海军汇报,拜访了英女王的航海天文历编制局,是当时最大的非机密计算行动之一。在英国期间在目睹了一台国家现金出纳机后,自主开发了短插值程序。这些决定了他对计算机的兴趣。

超级计算机MANIAC

1945年11月,冯·诺依曼领导6人小组会议确立了指导计算机随后60年发展的主要原则。

“本系统的核心是一个中央时钟,它承担着巨大的负载。电路是模块化的,因为这种设计有利于大批量生产,文字编码命令就像数字一样在内存中被处理。”

当时,存储因电子技术的发展实现。计算机多级电子管和选数管作为固态集成电路的始祖,是真空管版本的微处理器和存储芯片。多级电子管是一个64脚、14比特的算数处理管,包含737格独立部件。选数管是一种全数字、随机存取的静电存储管,容量为4096比特。它依据真空管技术制造,但是功能上等同于现代的硅基存储芯片。

1946年,ENIAC诞生,包含17468个真空管和1500个继电器,耗电量174千瓦,需要一间长17米、宽10米的房间才能容纳。这个项目的革命性并非体现在技术上,而是体现在规模上。

1945年,冯·诺依曼体系结构提出:这台计算机的功能元件分为一个分层存储器、一个控制元件、一个中央运算器,以及输入/输出通道。并在二战结束后决定制造计算机。

推动近似和计算数学发展的重要性,不仅在于人们可能因此节省1万倍的时间,或者说,数值增大一100倍却只需要现在百分之一的时间,而且在于人们将能够解决目前看来完全解决不了的问题。

制造计算机的第一批工程师中有一半人连同MANIAC这个名称都是从莫尔学院引进的。一长串的偶然事件,让他们参与其中。他们大多有着朴素的愿望,都勤奋工作、无私奉献。他们相信并知道,这件事只发生在少数的地方,能参与其中是幸运。之所以肯定是因为冯·诺依曼清除了他们思想中的杂念,只有他能做到。计算的浪潮即将爆发,并淹没科学和其他领域的一切事物,世界将为之一新。

1952年,MANIAC诞生。十几位二三十岁的工程师打破了行业限制和学术规则,在短短5年的时间内,花费不到100万美元设计和建造了冯•诺依曼计算机。

高等研究院机器的第二代和第三代相继问世了。拥有更大存储器的计算机催生了更多、更复杂的代码,这些代码反过来又催生出比以往更大的计算机。手工焊接底盘让位给印刷电路、集成电路,并最终被硅晶片组成的微处理器取代。

新世界

以后的岁月中,计算机的规模再次增长。材料与机制的界限不断被打破,从大型计算机、小型计算机、微型计算机、个人计算机到手机。随着组件数量的增长,它们的规模越来越小,运转也越来越快。整个世界为之一变。

对于人类宇宙的观察家而言,数字宇宙似乎正在加快步伐;而对于数字宇宙中的观察者来说,人类宇宙似乎正在放缓脚步。


评论 1
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值