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第31章 7-1 别出机杼成才

独辟蹊径就意味着开拓创新。进入以高新科技为龙头的知识经济时代,独辟蹊径被赋予更多依靠群策群力去建设一个科技兴旺发达、文化万紫千红的创新型国家的崭新意义。今天的个人创意不同于古老的天马行空、独往独来的创新活动。回顾以往不落窠臼、不法常可的人物和事例,有助于了解其成才之路上推陈出新的光辉历程。

胡锦涛同志语重心长地鼓励独辟蹊径,鼓励革故鼎新。他说:“要在全社会培育创新意识,倡导创新精神,完善创新机制,大力提倡敢为人先、敢冒风险的精神,大力倡导敢于创新、勇于竞争和宽容失败的精神,努力营造鼓励科技人员创新、支持科技人员实现创新的有利条件。”就是说,要鼓励各种人才独辟蹊径、敢于创新!

有一类人在成才路上总是别出心裁,在自己的专行本领之外总在寻求一种别开生面的成功机遇,并获得了意外成功。

例7-1“计算机之父”冯·诺伊曼(John von Neumann,1903~1957)和“人工智能之父”爱伦·图灵(Alan Turing,1912~1954)

于1945年提出了“程序内存式”计算机的设计思想。这一卓越的思想为电子计算机的逻辑结构设计奠定了基础,已成为计算机设计的基本原则。由于他在计算机逻辑结构设计上的伟大贡献,被人们誉为“计算机之父”。

冯·诺伊曼出生于布达佩斯。他是一个数学神童,11岁时已显示出数学天赋。12岁的冯·诺伊曼就对集合论、泛函分析等深奥的数学领域了如指掌。青年时期,冯·诺伊曼师从著名数学家希尔伯特,从此在数学领域更加游刃有余。在获得哲学博士后成为美国普林斯顿大学第一批终身教授,时年小于30岁。

冯·诺伊曼又是个综合型人才。例如,他也有一定的化学功底,曾获苏黎世高等技术学院化学系大学学位;对经典力学、量子力学和流体力学的数学演绎也作过有成效的研究。这些为后来从事计算机逻辑设计夯实了基础。

1944年,冯·诺伊曼参与原子弹研制,承担了极为繁重和要求极为严格的计算任务。后来他得知有关摩尔工学院正在研制全世界第一台电子管式的计算机ENIAC时,异常兴奋,专程前去参观这台尚未竣工的庞然大物。在研制现场,他提示计算机的运作核心乃是逻辑结构,令研制者们茅塞顿开。于是他毅然接受了研制者们的邀请,参加摩尔计算机研制小组。他以突出的综合能力和雄厚的数理基础大大加速了全球第一台计算机的研制进程,1946年随着ENIAC的诞生而宣告一个惊天动地的计算机时代开始了!

1954年,冯·诺伊曼到美国普林斯顿高级研究所担任ISA计算机研制小组主任,提出了更加完善的设计报告“电子计算装置逻辑结构”。冯·诺伊曼在计算机总体配置和逻辑设计上所做的卓越贡献掀起了一次计算机热潮,推动了电子计算机的发展。

爱伦·图灵1931年考入英国剑桥皇家学院,21岁大学毕业后留校任教。因随即发表了几篇高水平数学论文,22岁就被选为该院最年轻的研究员。1937年,伦敦的权威数学杂志收到他的论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》,被认为是设计现代计算机的基本依据。爱伦·图灵设计的“理想计算机”被后人称为“图灵机”,实际上是一种不考虑硬件状态的计算机逻辑结构。第二次世界大战期间,爱伦·图灵应征入伍,在战时英国情报中心“布雷契莱”(Bletchily)庄园从事破译德军密码的工作,与战友们一起制作了第一台密码破译机。第二次世界大战后转入国家物理研究所任高级研究员,领导一批电子工程师从事“自动计算机”(ACE)的研制。1950年试制成功并公开演示后,公认为是当时世界上功能最好的计算机。

1950年,爱伦·图灵到曼彻斯特大学任教后,随即发表了一篇划时代的论文《计算机与智能》。该文引起了惊世骇俗的回应,对整个计算机科学和信息化时代起到沦肌浃髓的影响。后来成为开辟新兴学科领域人工智能的前奏。爱伦·图灵也因此被人们誉为“人工智能之父”。令世人万分惋惜的是当代最伟大的计算机人工智能拓荒人爱伦·图灵不幸于1954年英年早逝,终年42岁。

例7-2薛定谔(Erwin Schrodinger,1887~1961)和狄拉克(Paul Advien Maurice Dirac,1902~1984)

薛定谔因发现原子理论的有效新形式——

波动力学和狄拉克因创立相对论性的波动力学方程——狄拉克方程,双双分享了1933年度诺贝尔物理学奖。

1926年,薛定谔第一次发表非相对论性波动力学的研究成果,提出了薛定谔方程,确定了波函数的变化规律。他的理论今天已成为研究原子、分子等微观粒子的有力工具,并奠定了基本粒子相互作用的理论基础。随后,狄拉克把非相对论性的薛定谔方程推广到相对论性并作了进一步的研究,于1928年建立了著名的有关电子理论的狄拉克方程。在此基础上,预言了存在一种新的基本粒子——正电子,并在几年后被宇宙射线有关实验所证实。

薛定谔和狄拉克恰恰就是能在微观世界独辟蹊径的典型人物。

例7-3美籍意大利物理学家费米(Enrico Fermi,1901~1954)

费米因发现用中子轰击原子核产生新放射性同位素以及利用慢中子产生核反应等成果而获得1938年度的诺贝尔物理学奖。

铁路雇员的儿子费米是在意大利出生的现代科

技史中一位才华横溢的物理学家。22岁就因X射线方面的开创性论文获得比萨大学的博士学位。不久后去哥廷根大学与原子物理学家玻恩结识。他在1924~1926年任佛罗伦萨大学讲师期间,建立了所谓费米-狄拉克统计,从此崭露头角。1927年,费米应聘罗马大学理论物理教授,接着用了约12年研究喇曼效应、超精细结构、宇宙射线的纬度效应、虚量子概念和统计学。1933年,费米用一个中子变成一个质子并同时产生一个电子和一个称为中微子的中性粒子,解释了β衰变型放射。他认为中子不受原子中电场的排斥,所以用中子轰击原子核将更易产生嬗变。于是他在几个月之内就发现了40多种新的人工放射性同位素。

费米早已决心离开与希特勒法西斯狼狈为奸的意大利,所以1938年冬在斯德哥尔摩参加诺贝尔颁奖仪式后就带上全家乘船直赴纽约,到哥伦比亚大学物理系任教。当时核物理研究出现了惊天动地的新突破:用中子轰击铀时,铀核就会分裂成几乎相等的两部分,并且释放出大约230MeV(兆电子伏)的能量;如果在这一裂变过程中释放出中子,那么就可以建成一个能释放巨大能量的链式反应系统。此时,费米等科学家意识到这一过程如果被德、意、日三国法西斯魔王们利用,对人类将是一场毁灭性的灾难。于是,他和其他物理学家促使爱因斯坦写了那封请罗斯福总统当机立断、扭转乾坤的建议信件,敦促美国政府抢在法西斯之前造出原子弹,随后就有了历史性的曼哈顿工程。1942年底,费米领导的芝加哥大学小组,在他们的反应堆中应用石墨来减小裂变产生的中子的能量,第一次成功地进行了可控核反应。1945年,费米加入美国国籍。

费米以一个科学家的良知、良能和良心始终站在人类正义的一边,为人类的和平发展和科技进步献出了一生。去世时年仅54岁。

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