一個產品驗收合格投入運營後，時間一長往往因零部件故障（振動、磨損種、積塵、溫差、放電等）使整個產品不能正常工作，當排除故障後又能工作得很好。這時好時壞的性質可用該產品的可靠性來表示。例如，某種型號火箭發射5次，4次失敗，則以次數度量可靠性為20%。再如，一架飛機因故障停飛156小時而預期滿3000小時才大修，則以無故障時間度量可靠性為（1-156/3000）×100%=94.8%
基本介紹
- 本名：約翰·馮·諾依曼
- 別稱：John von Neumann
- 所處時代：19世紀初
- 民族族群：猶太人
- 出生地：匈牙利 布達佩斯
- 出生時間：1903年12月28日
- 去世時間：1957年2月8日
- 主要作品：馮·諾依曼結構
- 主要成就：《博弈論與經濟行為》
- 血型：O型
定義,硬體故障,故障表現,計算機之父,前半生,晚年,重要事件,個人經歷,社會評價,
定義
計算機系統的可靠性也是這樣定義的：在給定的時間內，計算機系統能實施應有功能的能力。由於計算機系統由硬體和軟體組成，它們對整個系統的可靠性影響呈現完全不同的特性：硬體和一般人工產品的機件一樣，時間一長就要出毛病。軟體則相反，時間越長越可靠。因為潛藏的錯誤陸續被發現並排除，它又沒有磨損、氧化、鬆動等問題。所以，計算機的可靠性是指分別研究硬體的可靠性和軟體的可靠性。
硬體故障
主要和零部件製造工藝、組裝質量、自然損耗、易維護性有關。它和產品設計有關係但不直接。硬體的可靠性度量在計算機界比較統一，用平均兩次故障相隔時間度時。如一台機器每78小時左右出一次故障，另一台200小時左右，則後者比前者可靠。
故障表現
軟體故障表現為程式計算結果有時正確有時不正確。例如，某些輸入組常常出錯，其餘的則沒有問題。這些缺陷的原因往往可追溯到軟體設計上，是軟體的內在缺陷。如果能夠排除則軟體可靠性增加。但往往排除了一個缺陷又引發了另外幾個潛藏故缺陷，這就引起可靠性降低。
軟體的可靠性和正確性雖然都以運行結果是否正確來考察，但測試正確交付驗收的軟體不一定可靠。例如，某子程式取值隨運行次數偏移，在忽略對其超值的警戒條件時，會導致實際使用中出現失敗，如同若干小時後出病毒一樣。同樣，可靠的程式不一定正確。如例如，每當一組數進去必然出錯非常穩定，一改就消除了。我們說它是可靠的，但改前卻是錯誤的。
軟體可靠性的度量和測試目前還沒有形成公認的模型和方法，也談不上標準。從數學上研究它是一隨機過程。工程上則以機率統計方法處理。例如，人為播下K個錯誤，經過一段時間查出J個錯誤，則認為可靠度是J/K%
計算機之父
主要著作有《量子力學的數學基礎》（1926）、《計算機與人腦》（1958）、《經典力學的運算元方法》、《博弈論與經濟行為》（1944）、《連續幾何》（1960）等。
前半生
諾伊曼，著名匈牙利裔美籍數學家 計算機科學家 物理學家 化學家 。1903年12月28日生於匈牙利布達佩斯的一個猶太人家庭。
馮·諾依曼的父親麥克斯年輕有為、風度翩翩，憑著勤奮、機智和善於經營，年輕時就已躋身於布達佩斯的銀行家行列。馮·諾依曼的母親是一位善良的婦女，賢慧溫順，受過良好教育。
馮·諾伊曼從小就顯示出數學天才，關於他的童年有不少傳說。大多數的傳說都講到馮·諾伊曼自童年起在吸收知識和解題方面就具有驚人的速度。六歲時他能心算做八位數乘除法，八歲時掌握微積分，十二歲就讀懂領會了波萊爾的大作《函式論》要義。
微積分的實質是對無窮小量進行數學分析。人類探索有限、無限以及它們之間的關係由來已久，l7世紀由牛頓萊布尼茨發現的微積分，是人類探索無限方面取得的一項激動人心的偉大成果。三百年來，它一直是高等學府的教學內容，隨著時代的發展，微積分在不斷地改變它的形式，概念變得精確了，基礎理論紮實了，甚至有不少簡明恰當的陳述。但不管怎么說，八歲的兒童要弄懂微積分，仍然是罕見的。上述種種傳聞雖然不盡可信，但馮·諾伊曼的才智過人，則是與他相識的人們的一致看法。
1914年夏天，約翰進入了大學預科班學習，是年7月28日，奧匈帝國藉故向塞爾維亞宣戰，揭開了第一次世界大戰的序幕。由於戰爭動亂連年不斷，馮·諾依曼全家離開過匈牙利，以後再重返布達佩斯。當然他的學業也會受到影響。但是在畢業考試時，馮·諾依曼的成績仍名列前茅。
1921年，馮·諾依曼通過“成熟”考試時，已被大家當作數學家了。他的第一篇論文是和菲克特合寫的，那時他還不到18歲。麥克斯由於考慮到經濟上原因，請人勸阻年方17的馮·諾依曼不要專攻數學，後來父子倆達成協定，馮·諾依曼便去攻讀化學。
其後的四年間，馮·諾依曼在布達佩斯大學註冊為數學方面的學生，但並不聽課，只是每年按時參加考試。與此同時，馮·諾依曼進入柏林大學(1921年)，1923年又進入瑞士蘇黎世聯邦工業大學學習化學。1926年他在蘇黎世聯邦工業大學獲得化學方面的大學畢業學位，通過在每學期期末回到布達佩斯大學通過課程考試，他也獲得了布達佩斯大學數學博士學位。
約翰 馮 諾依曼的這種不參加聽課只參加考試的求學方式，當時是非常特殊的，就整個歐洲來說也是完全不合規則的。但是這不合規則的學習方法，卻又非常適合馮·諾依曼。馮·諾依曼在柏林大學學習期間，曾得到化學家哈勃的悉心栽培。哈勃是德國著名的化學家，由於合成氨而獲諾貝爾獎。
l929年，馮·諾依曼轉任漢堡大學兼職講師。1930年他首次赴美，成為普林斯頓大學的客座講師。善於匯集人才的美國不久就聘馮·諾依曼為客座教授。
馮·諾依曼曾經算過，德國大學裡現有的和可以期待的空缺很少，照他典型的推理得出，在三年內可以得到的教授任命數是三，而參加競爭的講師則有40名之多。在普林斯頓，馮·諾依曼每到夏季就回歐洲，一直到l933年擔任普林斯頓高級研究院教授為止。當時高級研究院聘有六名教授，其中就包括愛因斯坦，而年僅30歲的馮·諾依曼是他們當中最年輕的一位。
在高等研究院初創時間，歐洲來訪者會發現，那裡充滿著一種極好的不拘禮節的、濃厚的研究風氣。教授們的辦公室設定在大學的“優美大廈”里，生活安定，思想活躍，高質量的研究成果層出不窮。可以這樣說，那裡集中了有史以來最多的有數學和物理頭腦的人才。
l930年馮·諾依曼和瑪麗達·柯維斯結婚。1935年他們的女兒瑪麗娜出生在普林斯頓。馮·諾依曼家裡常常舉辦時間持續很長的社交聚會，這是遠近皆知的。l937年馮·諾依曼與妻子離婚，1938年又與克拉拉·丹結婚，並一起回到普林斯頓。丹隨馮·諾依曼學數學，後來成為優秀的程式編制家。與克拉拉婚後，馮·諾依曼的家仍是科學家聚會的場所，還是那樣殷勤好客，在那裡人人都會感到一種聰慧的氣氛。
二次大戰歐洲戰事爆發後，馮·諾依曼的活動超越了普林斯頓，參與了同反法西斯戰爭有關的多項科學研究計畫。l943年起他成了製造核子彈的顧問，戰後仍在政府諸多部門和委員會中任職。1954年又成為美國原子能委員會成員。
馮·諾依曼的多年老友，原子能委員會主席史特勞斯曾對他作過這樣的評價：從他被任命到1955年深秋，馮·諾依曼幹得很漂亮。他有一種使人望塵莫及的能力，最困難的問題到他手裡。都會被分解成一件件看起來十分簡單的事情，用這種辦法，他大大地促進了原子能委員會的工作。
晚年
馮·諾依曼的健康狀況一直很好，可是由於工作繁忙，到1954年他開始感到十分疲勞。1955年的夏天，X射線檢查出他患有癌症，但他還是不停的工作，病勢擴展。後來他被安置在輪椅上，繼續思考、演說及參加會議。長期而無情的疾病折磨著他，慢慢地終止了他所有的活動。1956年4月，他進入華盛頓的沃爾特·里德醫院，1957年2月8日在醫院逝世，享年53歲。
重要事件
集合論，數學基礎
馮·諾依曼的第一篇論文是和菲克特合寫的，是關於車比雪夫多項式求根法的菲葉定理推廣，註明的日期是1922年，那時馮·諾依曼還不滿18歲。另一篇文章討論一致稠密數列，用匈牙利文寫就，題目的選取和證明手法的簡潔顯露出馮·諾依曼在代數技巧和集合論直觀結合的特徵。
1923年當馮·諾依曼還是蘇黎世的大學生時，發表了超限序數的論文。文章第一句話就直率地聲稱“本文的目的是將康托的序數概念具體化、精確。他的關於序數的定義，現在已被普遍採用。
強烈企求探討公理化是馮·諾依曼的願望，大約從l925年到l929年，他的大多數文章都嘗試著貫徹這種公理化精神，以至在理論物理研究中也如此。當時，他對集合論的表述處理，尤感不夠形式化，在他1925年關於集合論公理系統的博士論文中，開始就說“本文的目的，是要給集合論以邏輯上無可非議的公理化論述”。
有趣的是，馮·諾依曼在論文中預感到任何一種形式的公理系統所具有的局限性，模糊地使人聯想到後來由哥德爾證明的不完全性定理。對此文章，著名邏輯學家、公理集合論奠基人之一的弗蘭克爾教授曾作過如下評價：“我不能堅持說我已把(文章的)一切理解了，但可以確有把握地說這是一件傑出的工作，並且透過他可以看到一位巨人”。
1928年馮·諾依曼發表了論文《集合論的公理化》，是對上述集合論的公理化處理。該系統十分簡潔，它用第一型對象和第二型對象相應表示樸素集合論中的集合和集合的性質，用了一頁多一點的紙就寫好了系統的公理，它已足夠建立樸素集合論的所有內容，並藉此確立整個現代數學。
馮·諾依曼的系統給出了集合論的也許是第一個基礎，所用的有限條公理，具有像初等幾何那樣簡單的邏輯結構。馮·諾依曼從公理出發，巧妙地使用代數方法導出集合論中許多重要概念的能力簡直叫人驚嘆不已，所有這些也為他未來把興趣落腳在計算機和“機械化”證明方面準備了條件。
20年代後期，馮·諾依曼參與了希爾伯特的元數學計畫，發表過幾篇證明部分算術公理無矛盾性的論文。l927年的論文《關於希爾伯特證明論》最為引人注目，它的主題是討論如何把數學從矛盾中解脫出來。文章強調由希爾伯特等提出和發展的這個問題十分複雜，當時還未得到滿意的解答。它還指出阿克曼排除矛盾的證明並不能在古典分析中實現。為此，馮·諾依曼對某個子系統作了嚴格的有限性證明。這離希爾伯特企求的最終解答似乎不遠了。這是恰在此時，1930年哥德爾證明了不完全性定理。定理斷言：在包含初等算術(或集合論)的無矛盾的形式系統中，系統的無矛盾性在系統內是不可證明的。至此，馮·諾依曼只能中止這方面的研究。
馮·諾依曼還得到過有關集合論本身的專門結果。他在數學基礎和集合論方面的興趣一直延續到他生命的結束。
1923年當馮·諾依曼還是蘇黎世的大學生時，發表了超限序數的論文。文章第一句話就直率地聲稱“本文的目的是將康托的序數概念具體化、精確。他的關於序數的定義，現在已被普遍採用。
強烈企求探討公理化是馮·諾依曼的願望，大約從l925年到l929年，他的大多數文章都嘗試著貫徹這種公理化精神，以至在理論物理研究中也如此。當時，他對集合論的表述處理，尤感不夠形式化，在他1925年關於集合論公理系統的博士論文中，開始就說“本文的目的，是要給集合論以邏輯上無可非議的公理化論述”。
有趣的是，馮·諾依曼在論文中預感到任何一種形式的公理系統所具有的局限性，模糊地使人聯想到後來由哥德爾證明的不完全性定理。對此文章，著名邏輯學家、公理集合論奠基人之一的弗蘭克爾教授曾作過如下評價：“我不能堅持說我已把(文章的)一切理解了，但可以確有把握地說這是一件傑出的工作，並且透過他可以看到一位巨人”。
1928年馮·諾依曼發表了論文《集合論的公理化》，是對上述集合論的公理化處理。該系統十分簡潔，它用第一型對象和第二型對象相應表示樸素集合論中的集合和集合的性質，用了一頁多一點的紙就寫好了系統的公理，它已足夠建立樸素集合論的所有內容，並藉此確立整個現代數學。
馮·諾依曼的系統給出了集合論的也許是第一個基礎，所用的有限條公理，具有像初等幾何那樣簡單的邏輯結構。馮·諾依曼從公理出發，巧妙地使用代數方法導出集合論中許多重要概念的能力簡直叫人驚嘆不已，所有這些也為他未來把興趣落腳在計算機和“機械化”證明方面準備了條件。
20年代後期，馮·諾依曼參與了希爾伯特的元數學計畫，發表過幾篇證明部分算術公理無矛盾性的論文。l927年的論文《關於希爾伯特證明論》最為引人注目，它的主題是討論如何把數學從矛盾中解脫出來。文章強調由希爾伯特等提出和發展的這個問題十分複雜，當時還未得到滿意的解答。它還指出阿克曼排除矛盾的證明並不能在古典分析中實現。為此，馮·諾依曼對某個子系統作了嚴格的有限性證明。這離希爾伯特企求的最終解答似乎不遠了。這是恰在此時，1930年哥德爾證明了不完全性定理。定理斷言：在包含初等算術(或集合論)的無矛盾的形式系統中，系統的無矛盾性在系統內是不可證明的。至此，馮·諾依曼只能中止這方面的研究。
馮·諾依曼還得到過有關集合論本身的專門結果。他在數學基礎和集合論方面的興趣一直延續到他生命的結束。
量子理論的數學基礎
量子理論的數學基礎，運算元環，遍歷理論 在1930～l940年間，馮·諾依曼在純粹數學方面取得的成就更為集中，創作更趨於成熟，聲譽也更高漲。後來在一張為國家科學院填的問答表中，馮·諾依曼選擇了量子理論的數學基礎、運算元環理論、各態遍歷定理三項作為他最重要數學工作。
1927年馮·諾依曼已經在量子力學領域內從事研究工作。他和希爾伯待以及諾戴姆聯名發表了論文《量子力學基礎》。該文的基礎是希爾伯特1926年冬所作的關於量子力學新發展的講演，諾戴姆幫助準備了講演，馮·諾依曼則從事於該主題的數學形式化方面的工作。文章的目的是將經典力學中的精確函式關係用機率關係代替之。希爾伯特的元數學、公理化的方案在這個生氣勃勃的領域裡獲得了施展，並且獲得了理論物理和對應的數學體系間的同構關係。對這篇文章的歷史重要性和影響無論如何評價都不會過高。馮·諾依曼在文章中還討論了物理學中可觀察算符的運算的輪廓和埃爾米特運算元的性質，無疑，這些內容構成了《量子力學的數學基礎》一書的序曲。
l932世界聞名的斯普林格出版社出版了他的《量子力學的數學基礎》，它是馮·諾依曼主要著作之一，初版為德文，1943年出了法文版，l949年為西班牙文版，l955年被譯成英文出版，至今仍不失為這方面的經典著作。當然他還在量子統計學、量子熱力學、引力場等方面做了不少重要工作。
客觀地說，在量子力學發展史上，馮·諾依曼至少作出過兩個重要貢獻：狄拉克對量子理論的數學處理在某種意義下是不夠嚴格的，馮·諾依曼通過對無界運算元的研究，發展了希爾伯特運算元理論，彌補了這個不足；此外，馮·諾依曼明確指出，量子理論的統計特徵並非由於從事測量的觀察者之狀態未知所致。藉助於希爾伯待空間運算元理論，他證明凡包括一般物理量締合性的量子理論之假設，都必然引起這種結果。
對於馮·諾依曼的貢獻，諾貝爾物理學獎獲得者威格納曾作過如下評價：“在量子力學方面的貢獻，就是以確保他在當代物理學領域中的特殊地位。”
在馮·諾依曼的工作中，希爾伯特空間上的運算元譜論和運算元環論占有重要的支配地位，這方面的文章大約占了他發表的論文的三分之一。它們包括對線性運算元性質的極為詳細的分析，和對無限維空間中運算元環進行代數方面的研究。
運算元環理論始於1930年下半年，馮·諾依曼十分熟悉諾特和阿丁的非交換代數，很快就把它用於希爾伯特空間上有界線性運算元組成的代數上去，後人把它稱之為馮·諾依曼運算元代數。
1936～l940年間，馮·諾依曼發表了六篇關於非交換運算元環論文，可謂20世紀分析學方面的傑作，其影響一直延伸至今。馮·諾依曼曾在《量子力學的數學基礎》中說過：由希爾伯特最早提出的思想就能夠為物理學的量子論提供一個適當的基礎，而不需再為這些物理理論引進新的數學構思。他在運算元環方面的研究成果應驗了這個目標。馮·諾依曼對這個課題的興趣貫穿了他的整個生涯。
運算元環理論的一個驚人的生長點是由馮·諾依曼命名的連續幾何。普通幾何學的維數為整數1、2、3等，馮·諾依曼在著作中已看到，決定一個空間的維數結構的，實際上是它所容許的旋轉群。因而維數可以不再是整數，連續級數空間的幾何學終於提出來了。
1932年，馮·諾依曼發表了關於遍歷理論的論文，解決了遍歷定理的證明，並用運算元理論加以表述，它是在統計力學中遍歷假設的嚴格處理的整個研究領域中，獲得的第一項精確的數學結果。馮·諾依曼的這一成就，可能得再次歸功於他所嫻熟掌握的受到集合論影響的數學分析方法，和他自己在希爾伯特運算元研究中創造的那些方法。它是20世紀數學分析研究領域中取得的最有影響成就之一，也標誌著一個數學物理領域開始接近精確的現代分析的一般研究。
此外馮·諾依曼在實變函式論、測度論、拓撲、連續群、格論等數學領域也取得不少成果。1900年希爾伯特在那次著名的演說中，為20世紀數學研究提出了23個問題，馮·諾依曼也曾為解決希爾伯特第五問題作了貢獻。
1927年馮·諾依曼已經在量子力學領域內從事研究工作。他和希爾伯待以及諾戴姆聯名發表了論文《量子力學基礎》。該文的基礎是希爾伯特1926年冬所作的關於量子力學新發展的講演，諾戴姆幫助準備了講演，馮·諾依曼則從事於該主題的數學形式化方面的工作。文章的目的是將經典力學中的精確函式關係用機率關係代替之。希爾伯特的元數學、公理化的方案在這個生氣勃勃的領域裡獲得了施展，並且獲得了理論物理和對應的數學體系間的同構關係。對這篇文章的歷史重要性和影響無論如何評價都不會過高。馮·諾依曼在文章中還討論了物理學中可觀察算符的運算的輪廓和埃爾米特運算元的性質，無疑，這些內容構成了《量子力學的數學基礎》一書的序曲。
l932世界聞名的斯普林格出版社出版了他的《量子力學的數學基礎》，它是馮·諾依曼主要著作之一，初版為德文，1943年出了法文版，l949年為西班牙文版，l955年被譯成英文出版，至今仍不失為這方面的經典著作。當然他還在量子統計學、量子熱力學、引力場等方面做了不少重要工作。
客觀地說，在量子力學發展史上，馮·諾依曼至少作出過兩個重要貢獻：狄拉克對量子理論的數學處理在某種意義下是不夠嚴格的，馮·諾依曼通過對無界運算元的研究，發展了希爾伯特運算元理論，彌補了這個不足；此外，馮·諾依曼明確指出，量子理論的統計特徵並非由於從事測量的觀察者之狀態未知所致。藉助於希爾伯待空間運算元理論，他證明凡包括一般物理量締合性的量子理論之假設，都必然引起這種結果。
對於馮·諾依曼的貢獻，諾貝爾物理學獎獲得者威格納曾作過如下評價：“在量子力學方面的貢獻，就是以確保他在當代物理學領域中的特殊地位。”
在馮·諾依曼的工作中，希爾伯特空間上的運算元譜論和運算元環論占有重要的支配地位，這方面的文章大約占了他發表的論文的三分之一。它們包括對線性運算元性質的極為詳細的分析，和對無限維空間中運算元環進行代數方面的研究。
運算元環理論始於1930年下半年，馮·諾依曼十分熟悉諾特和阿丁的非交換代數，很快就把它用於希爾伯特空間上有界線性運算元組成的代數上去，後人把它稱之為馮·諾依曼運算元代數。
1936～l940年間，馮·諾依曼發表了六篇關於非交換運算元環論文，可謂20世紀分析學方面的傑作，其影響一直延伸至今。馮·諾依曼曾在《量子力學的數學基礎》中說過：由希爾伯特最早提出的思想就能夠為物理學的量子論提供一個適當的基礎，而不需再為這些物理理論引進新的數學構思。他在運算元環方面的研究成果應驗了這個目標。馮·諾依曼對這個課題的興趣貫穿了他的整個生涯。
運算元環理論的一個驚人的生長點是由馮·諾依曼命名的連續幾何。普通幾何學的維數為整數1、2、3等，馮·諾依曼在著作中已看到，決定一個空間的維數結構的，實際上是它所容許的旋轉群。因而維數可以不再是整數，連續級數空間的幾何學終於提出來了。
1932年，馮·諾依曼發表了關於遍歷理論的論文，解決了遍歷定理的證明，並用運算元理論加以表述，它是在統計力學中遍歷假設的嚴格處理的整個研究領域中，獲得的第一項精確的數學結果。馮·諾依曼的這一成就，可能得再次歸功於他所嫻熟掌握的受到集合論影響的數學分析方法，和他自己在希爾伯特運算元研究中創造的那些方法。它是20世紀數學分析研究領域中取得的最有影響成就之一，也標誌著一個數學物理領域開始接近精確的現代分析的一般研究。
此外馮·諾依曼在實變函式論、測度論、拓撲、連續群、格論等數學領域也取得不少成果。1900年希爾伯特在那次著名的演說中，為20世紀數學研究提出了23個問題，馮·諾依曼也曾為解決希爾伯特第五問題作了貢獻。
一般套用數學 1940年，是馮·諾依曼科學生涯的一個轉換點。在此之前，他是一位通曉物理學的登峰造極的純粹數學家；此後則成了一位牢固掌握純
一般套用數學
1940年，是馮·諾依曼科學生涯的一個轉換點。在此之前，他是一位通曉物理學的登峰造極的純粹數學家；此後則成了一位牢固掌握純粹數學的出神入化的套用數學家。他開始關注當時把數學套用於物理領域去的最主要工具——偏微分方程。研究同時他還不斷創新，把非古典數學套用到兩個新領域：對策論和電子計算機。
馮·諾依曼的這個轉變一方面來自他長期對數學物理問題的鐘情；另一方面來自當時社會方面的需要。第二次世界大戰爆發後，馮·諾依曼應召參與了許多軍事科學研究計畫和工程項目。1940～1957年任馬里蘭阿伯丁試驗彈道研究實驗室科學顧問；1941～1955年在華盛頓海軍軍械局；1943～1955年任洛斯·阿拉莫斯實驗室顧問；1950～1955年，陸軍特種武器設計委員會委員；1951～1957年。美國空軍華盛頓科學顧問委員會成員；1953～1957年，原子能技術顧問小組成員；1954～1957年，飛彈顧問委員會主席。
馮·諾依曼研究過連續介質力學。很久以來，他對湍流現象一直感興趣。l937年他關注納維—斯克克斯方程的統計處理可能性的討論，1949年他為海軍研究部寫了《湍流的最新理論》。
馮·諾依曼研究過激波問題。他在這個領域中的大部分工作，直接來自國防需要。他在碰撞激波的相互作用方面貢獻引入注目，其中有一結果，是首先嚴格證明了恰普曼—儒格假設，該假設與激波所引起的燃燒有關。關於激波反射理論的系統研究由他的《激波理論進展報告》開始。
馮·諾依曼研究過氣象學。有相當一段時間，地球大氣運動的流體力學方程組所提出的極為困難的問題—直吸引著他。隨著電子計算機的出現，有可能對此問題作數值研究分析。馮·諾依曼搞出的第一個高度規模化的計算，處理的是一個二維模型，與地轉近似有關。他相信人們最終能夠了解、計算並實現控制以致改變氣候。
馮·諾依曼還曾提出用聚變引爆核燃料的建議，並支持發展氫彈。1947年軍隊發嘉獎令，表揚他是物理學家、工程師、武器設計師和愛國主義者。
馮·諾依曼的這個轉變一方面來自他長期對數學物理問題的鐘情；另一方面來自當時社會方面的需要。第二次世界大戰爆發後，馮·諾依曼應召參與了許多軍事科學研究計畫和工程項目。1940～1957年任馬里蘭阿伯丁試驗彈道研究實驗室科學顧問；1941～1955年在華盛頓海軍軍械局；1943～1955年任洛斯·阿拉莫斯實驗室顧問；1950～1955年，陸軍特種武器設計委員會委員；1951～1957年。美國空軍華盛頓科學顧問委員會成員；1953～1957年，原子能技術顧問小組成員；1954～1957年，飛彈顧問委員會主席。
馮·諾依曼研究過連續介質力學。很久以來，他對湍流現象一直感興趣。l937年他關注納維—斯克克斯方程的統計處理可能性的討論，1949年他為海軍研究部寫了《湍流的最新理論》。
馮·諾依曼研究過激波問題。他在這個領域中的大部分工作，直接來自國防需要。他在碰撞激波的相互作用方面貢獻引入注目，其中有一結果，是首先嚴格證明了恰普曼—儒格假設，該假設與激波所引起的燃燒有關。關於激波反射理論的系統研究由他的《激波理論進展報告》開始。
馮·諾依曼研究過氣象學。有相當一段時間，地球大氣運動的流體力學方程組所提出的極為困難的問題—直吸引著他。隨著電子計算機的出現，有可能對此問題作數值研究分析。馮·諾依曼搞出的第一個高度規模化的計算，處理的是一個二維模型，與地轉近似有關。他相信人們最終能夠了解、計算並實現控制以致改變氣候。
馮·諾依曼還曾提出用聚變引爆核燃料的建議，並支持發展氫彈。1947年軍隊發嘉獎令，表揚他是物理學家、工程師、武器設計師和愛國主義者。
對策論
馮·諾依曼不僅曾將自己的才能用於武器研究等，而且還用於社會研究。由他創建的對策論，無疑是他在套用數學方面取得的最為令人羨慕的傑出成就。現今，對策論主要指研究社會現象的特定數學方法。它的基本思想，就是分析多個主體之間的利害關係時，重視在諸如下棋、玩撲克牌等室內遊戲中競賽者之間的討價還價，交涉，結夥，利益分配等行為方式的類似性。
對策論的一些想法，20年代初就曾有過，真正的創立還得從馮·諾依曼1928年關於社會對策理論的論文算起。在這篇文章中，他證明了最小最大定理，這個定理用於處理一類最基本的二人對策問題。如果對策雙方中的任何一方，對每種可能的策略，考慮了可能遭到的最大損失，從而選擇“最大損失”最小的一種為“最優”策略，那么從統計角度來看，他就能夠確保方案是最佳的。這方面的工作大致已達到完善。在同一篇論文中，馮·諾依曼也明確表述了n個遊戲者之間的一般對策。
對策論也被用於經濟學。經濟理論中的數學研究方法，大致可分為定性研究為目標的純粹理論和以實證的、統計的研究為目標的計量經濟學。前者稱為數理經濟學，正式確立於本世紀40年代之後。無論在思想上或方法上，都明顯地受到對策論的影響。
數理經濟學，過去模仿經典數學物理的技巧，所用的數學工具主要是微積分和微分方程、將經濟問題當成經典力學問題處理。顯然，幾十個商人參加的貿易洽談會，用經典數學分析處理，其複雜程度遠遠超過太陽系行星的運動，這種方法的效果往往很難是預期的。馮·諾依曼毅然放棄這種簡單的機械類比，代之以新穎的對策論觀點和新的數學—和凸性的思想。
1944年，馮·諾依曼和摩根斯特思合著的《對策論和經濟行為》是這方面的奠基性著作。論文包含了對策論的純粹數學形式的闡述以及對於實際套用的詳細說明。這篇論文以及所作的與某些經濟理論的基本問題的討論，引起了對經濟行為和某些社會學問題的各種不同研究，時至今日，這已是套用廣泛、羽毛日益豐盛的一門數學學科。有些科學家熱情頌揚它可能是“20世紀前半期最偉大的科學貢獻之一”。
對策論的一些想法，20年代初就曾有過，真正的創立還得從馮·諾依曼1928年關於社會對策理論的論文算起。在這篇文章中，他證明了最小最大定理，這個定理用於處理一類最基本的二人對策問題。如果對策雙方中的任何一方，對每種可能的策略，考慮了可能遭到的最大損失，從而選擇“最大損失”最小的一種為“最優”策略，那么從統計角度來看，他就能夠確保方案是最佳的。這方面的工作大致已達到完善。在同一篇論文中，馮·諾依曼也明確表述了n個遊戲者之間的一般對策。
對策論也被用於經濟學。經濟理論中的數學研究方法，大致可分為定性研究為目標的純粹理論和以實證的、統計的研究為目標的計量經濟學。前者稱為數理經濟學，正式確立於本世紀40年代之後。無論在思想上或方法上，都明顯地受到對策論的影響。
數理經濟學，過去模仿經典數學物理的技巧，所用的數學工具主要是微積分和微分方程、將經濟問題當成經典力學問題處理。顯然，幾十個商人參加的貿易洽談會，用經典數學分析處理，其複雜程度遠遠超過太陽系行星的運動，這種方法的效果往往很難是預期的。馮·諾依曼毅然放棄這種簡單的機械類比，代之以新穎的對策論觀點和新的數學—和凸性的思想。
1944年，馮·諾依曼和摩根斯特思合著的《對策論和經濟行為》是這方面的奠基性著作。論文包含了對策論的純粹數學形式的闡述以及對於實際套用的詳細說明。這篇論文以及所作的與某些經濟理論的基本問題的討論，引起了對經濟行為和某些社會學問題的各種不同研究，時至今日，這已是套用廣泛、羽毛日益豐盛的一門數學學科。有些科學家熱情頌揚它可能是“20世紀前半期最偉大的科學貢獻之一”。
計算機
對馮·諾依曼聲望有所貢獻的最後一個課題是電子計算機和自動化理論。
早在洛斯·阿拉莫斯，馮·諾依曼就明顯看到，即使對一些理論物理的研究，只是為了得到定性的結果，單靠解析研究也已顯得不夠，必須輔之以數值計算。進行手工計算或使用台式計算機所需化費的時間是令人難以容忍的，於是馮·諾依曼勁頭十足的開始從事電子計算機和計算方法的研究。
1944～l945年間，馮·諾依曼形成了現今所用的將一組數學過程轉變為計算機指令語言的基本方法，當時的電子計算機(如ENIAC)缺少靈活性、普適性。馮·諾依曼關於機器中的固定的、普適線路系統，關於“流圖”概念，關於“代碼”概念為克服以上缺點作出了重大貢獻。儘管對數理邏輯學家來說，這種安排是顯見的。
計算機工程的發展也應大大歸功於馮·諾依曼。計算機的邏輯圖式，現代計算機中存儲、速度、基本指令的選取以及線路之間相互作用的設計，都深深受到馮·諾依曼思想的影響。他不僅參與了電子管元件的計算機ENIAC的研製，並且還在普林斯頓高等研究院親自督造了一台計算機。稍前，馮·諾依曼還和摩爾小組一起，寫出了一個全新的存貯程式通用電子計算機方案EDVAC，長達l0l頁的報告轟動了數學界。這一向專搞理論研究的普林斯頓高等研究院也批准讓馮·諾依曼建造計算機，其依據就是這份報告。
速度超過人工計算千萬倍的電子計算機，不僅極大地推動數值分析的進展，而且還在數學分析本身的基本方面，刺激著嶄新的方法的出現。其中，由馮·諾依曼等制訂的使用隨機數處理確定性數學問題的蒙特卡洛法的蓬勃發展，就是突出的實例。
19世紀那種數學物理原理的精確的數學表述，在現代物理中似乎十分缺乏。基本粒子研究中出現的紛繁複雜的結構，令人眼花廖亂，要想很決找到數學綜合理論希望還很渺茫。單從綜合角度看，且不提在處理某些偏微分方程時所遇到的分析困難，要想獲得精確解希望也不大。所有這些都迫使人們去尋求能藉助電子計算機來處理的新的數學模式。馮·諾依曼為此貢獻了許多天才的方法：它們大多分載在各種實驗報告中。從求解偏微分方程的數值近似解，到長期天氣數值須報，以至最終達到控制氣候等。
在馮·諾依曼生命的最後幾年，他的思想仍甚活躍，他綜合早年對邏輯研究的成果和關於計算機的工作，把眼界擴展到一般自動機理論。他以特有的膽識進擊最為複雜的問題：怎樣使用不可靠元件去設計可靠的自動機，以及建造自己能再生產的自動機。從中，他意識到計算機和人腦機制的某些類似，這方面的研究反映在西列曼講演中；逝世後才有人以《計算機和人腦》的名字，出了單行本。儘管這是未完成的著作，但是他對人腦和計算機系統的精確分析和比較後所得到的一些定量成果，仍不失其重要的學術價值。
早在洛斯·阿拉莫斯，馮·諾依曼就明顯看到，即使對一些理論物理的研究，只是為了得到定性的結果，單靠解析研究也已顯得不夠，必須輔之以數值計算。進行手工計算或使用台式計算機所需化費的時間是令人難以容忍的，於是馮·諾依曼勁頭十足的開始從事電子計算機和計算方法的研究。
1944～l945年間，馮·諾依曼形成了現今所用的將一組數學過程轉變為計算機指令語言的基本方法，當時的電子計算機(如ENIAC)缺少靈活性、普適性。馮·諾依曼關於機器中的固定的、普適線路系統，關於“流圖”概念，關於“代碼”概念為克服以上缺點作出了重大貢獻。儘管對數理邏輯學家來說，這種安排是顯見的。
計算機工程的發展也應大大歸功於馮·諾依曼。計算機的邏輯圖式，現代計算機中存儲、速度、基本指令的選取以及線路之間相互作用的設計，都深深受到馮·諾依曼思想的影響。他不僅參與了電子管元件的計算機ENIAC的研製，並且還在普林斯頓高等研究院親自督造了一台計算機。稍前，馮·諾依曼還和摩爾小組一起，寫出了一個全新的存貯程式通用電子計算機方案EDVAC，長達l0l頁的報告轟動了數學界。這一向專搞理論研究的普林斯頓高等研究院也批准讓馮·諾依曼建造計算機，其依據就是這份報告。
速度超過人工計算千萬倍的電子計算機，不僅極大地推動數值分析的進展，而且還在數學分析本身的基本方面，刺激著嶄新的方法的出現。其中，由馮·諾依曼等制訂的使用隨機數處理確定性數學問題的蒙特卡洛法的蓬勃發展，就是突出的實例。
19世紀那種數學物理原理的精確的數學表述，在現代物理中似乎十分缺乏。基本粒子研究中出現的紛繁複雜的結構，令人眼花廖亂，要想很決找到數學綜合理論希望還很渺茫。單從綜合角度看，且不提在處理某些偏微分方程時所遇到的分析困難，要想獲得精確解希望也不大。所有這些都迫使人們去尋求能藉助電子計算機來處理的新的數學模式。馮·諾依曼為此貢獻了許多天才的方法：它們大多分載在各種實驗報告中。從求解偏微分方程的數值近似解，到長期天氣數值須報，以至最終達到控制氣候等。
在馮·諾依曼生命的最後幾年，他的思想仍甚活躍，他綜合早年對邏輯研究的成果和關於計算機的工作，把眼界擴展到一般自動機理論。他以特有的膽識進擊最為複雜的問題：怎樣使用不可靠元件去設計可靠的自動機，以及建造自己能再生產的自動機。從中，他意識到計算機和人腦機制的某些類似，這方面的研究反映在西列曼講演中；逝世後才有人以《計算機和人腦》的名字，出了單行本。儘管這是未完成的著作，但是他對人腦和計算機系統的精確分析和比較後所得到的一些定量成果，仍不失其重要的學術價值。
個人經歷
熟悉計算機發展歷史的人都知道，美國科學家馮·諾依曼歷來被譽為“電子計算機之父”。可是，數學史界卻同樣堅持認為，馮·諾依曼是本世紀最偉大的數學家之一，他在遍歷理論、拓撲群理論等方面做出了開創性的工作，運算元代數甚至被命名為“馮·諾依曼代數”。 物理學家說，馮·諾依曼在30年代撰寫的《量子力學的數學基礎》已經被證明對原子物理學的發展有極其重要的價值；而經濟學家則反覆強調，馮·諾依曼建立的經濟成長橫型體系，特別是40年代出版的著作《博弈論和經濟行為》，使他在經濟學和決策科學領域豎起了一塊豐碑。
無論史學家怎樣評價，美籍匈牙利裔學者約翰·馮·諾依曼（John Von Neumann ， 1903-1957）都不愧為傑出的全才科學大師。人們至今還在津津樂道，這位天才人物的少年時代，竟請不到一位家庭教師……
事情發生在1931年匈牙利首都布達佩斯。一位猶太銀行家在報紙上刊登啟事，要為他11歲的孩子招聘家庭教師，聘金超過常規10倍。布達佩斯人才濟濟，可一個多月過去，居然沒有一人前往應聘。因為這個城市裡，誰都聽說過，銀行家的長子馮·諾依曼聰慧過人，3歲就能背誦父親帳本上的所有數字，6歲能夠心算8位數除8位數的複雜算術題，8歲學會了微積分，其非凡的學習能力，使那些曾經教過他的教師驚詫不已。
父親無可奈何，只好把馮·諾依曼送進一所正規學校就讀。不到一個學期，他班上的數學老師走進家門，告訴銀行家自己的數學水平已遠不能滿足馮·諾依曼的需要。“假如不給創造這孩子深造的機會，將會耽誤他的前途，”老師認真地說道，“我可以將他推薦給一位數學教授，您看如何？”
銀行家一聽大喜過望，於是馮·諾依曼一面在學校跟班讀書，一面由布達佩斯大學教授為他“開小灶”。然而，這種狀況也沒能維持幾年，勤奮好學的中學生很快又超過了大學教授，他居然把學習的觸角伸進了當時最新數學分支——集合論和泛函分析，同時還閱讀了大量歷史和文學方面的書籍，並且學會了七種外語。畢業前夕，馮·諾依曼與數學教授聯名發表了他第一篇數學論文，那一年，他還不到17歲。
考大學前夕，匈牙利政局出現動盪，馮·諾依曼便浪跡歐洲各地，在柏林和瑞士一些著名的大學聽課。22歲時，他獲瑞士蘇黎士聯邦工業大學化學工程師文憑。一年之後，輕而易舉摘取布達佩斯大學數學博士學位。在柏林當了幾年無薪講師後，他轉而攻向物理學，為量子 力學研究數學模型，又使自己在理論物理學領域占據了突出的地位。風華正茂的馮·諾依曼，靠著頑強的學習毅力，在科學殿堂里“橫掃千軍如卷席”，成為橫跨“數、理、化”各門學科的超級全才。
“機遇只偏愛有準備的頭腦”。1928年，美國數學泰斗、普林斯頓高級研究院維伯倫教授（O.Veblen）廣羅天下之英才，一封燙金的大紅聘書，寄給了柏林大學這位無薪講師，請他去美國講授“量子力學理論課”。馮·諾依曼預料到未來科學的發展中心即將西移，欣然同意赴美國任教。1930年，27歲的馮·諾依曼被提升為教授；1933年，他又與愛因斯坦一起，被聘為普林斯頓高等研究院第一批終身教授，而且是6名大師中最年輕的一名。
在馮·諾依曼的一些同事眼裡，他簡直就不象是我們這個地球上的人。他們評價說：“你看，瓊尼的確不是凡人，但在同人們長期共同生活之後，他也學會了怎樣出色地去模仿世人。”馮·諾依曼的思維極快，幾乎在別人才說出頭幾句話時，就立即了解到對方最後的觀點。天才出自於勤奮，他差不多天都工作到黎明才入睡，也常常因刻苦鑽研而神魂顛倒，鬧出些小笑話來。
據說有一天，馮·諾依曼心神不定地被同事拉上了牌桌。一邊打牌，一邊還在想他的課題，狼狽不堪地“輸掉”了10元錢。這位同事也是數學家，突然心生一計，想要捉弄一下他的朋友，於是用贏得的5元錢，購買了一本馮·諾依曼撰寫的《博奕論和經濟行為》，並把剩下的5元貼在書的封面，以表明他 “戰勝”了“賭博經濟理論家”，著實使馮·諾依曼“好沒面子”。
另一則笑話發生在ENIAC計算機研製時期。 有幾個數學家聚在一起切磋數學難題，百思不得某題之解。有個人決定帶著台式計算器回家繼續演算。次日清晨，他眼圈黑黑，面帶倦容走進辦公室，頗為得意地對大家炫耀說：
“我從昨天晚上一直算到今晨4點半，總算找到那難題的5種特殊解答。它們一個比一個更難咧！”說話間，馮·諾依曼推門進來，“什麼題更難？”雖只聽到後面半句話，但“更難”二字使他馬上來了勁。有人把題目講給他聽，教授頓時把自己該辦的事拋在爪哇國，興致勃勃地提議道：“讓我們一起算算這5種特殊的解答吧。”
大家都想見識一下教授的“神算”本領。只見馮·諾依曼眼望天花板，不言不語，迅速進到“入定” 狀態。約莫過了5分來鐘，就說出了前4種解答，又在沉思著第5種……。青年數學家再也忍不住了，情不自禁脫口講出答案。馮·諾依曼吃了一驚，但沒有接話茬。又過了1分鐘，他才說道：“你算得對！”
那位數學家懷著崇敬的心情離去，他不無揶揄地想：“還造什麼計算機喲，教授的頭腦不就是一台‘超高速計算機’嗎？”然而，馮·諾依曼卻呆在原地，陷入苦苦的思索，許久都不能自拔。有人輕聲向他詢問緣由，教授不安地回答說：“我在想，他究竟用的是什麼方法，這么快就算出了答案。”聽到此言，大家不禁哈哈大笑：“他用台式計算器算了整整一個夜晚！”馮·諾依曼一愣，也跟著開懷大笑起來。
馮·諾依曼對科學做出的最大貢獻當然是在計算機領域。
1944年仲夏的一個傍晚，戈德斯坦來到阿貝丁車站，等候去費城的火車，突然看見前面不遠處，有個熟悉的身影向他走過來。來者正是聞名世界的大數學家馮·諾依曼。天賜良機，戈德斯坦感到絕不能放過這次偶然的邂逅，他把早已埋藏在心中的幾個數學難題，一古腦兒倒出來，向數學大師討教。數學家和藹可親，沒有一點架子，耐心地為戈德斯坦排憂解難。聽著聽著，馮·諾依曼不覺流露出吃驚的神色，敏銳地從數學問題里，感到眼前這位青年身邊正發生著什麼不尋常的事情。他開始反過來向戈德斯坦發問，直問得年輕人“好像又經歷了一次博士論文答辯”。最後，戈德斯坦毫不隱瞞地告訴他莫爾學院的電子計算機課題和目前的研究進展。
馮·諾依曼真的被震驚了，隨即又感到極其興奮。從1940年起，他就是阿貝丁試炮場的顧問，同樣的計算問題也曾使數學大師焦慮萬分。他急不可耐地向戈德斯坦表示，希望親自到莫爾學院看一看那台尚未出世的機器。多年後，戈德斯坦回憶說：“當瓊尼看到我們正在 進行的一件工作時，他就雙腳跳到電子計算機旁”。
莫契利和埃克特高興地等待著馮·諾依曼的來訪，他們也迫切希望得到這位著名學者的指導，同時又有點兒懷疑。埃克特私下對莫契利說道：“你只要聽聽他提的第一個問題，就能判斷出馮·諾依曼是不是真正的天才”。
驕陽似火的8月，馮·諾依曼風塵僕僕地趕到了莫爾學院的試驗基地，馬不停蹄約見攻關小組成員。莫契利想起了埃克特的話，豎著耳朵聆聽數學大師的第一個問題。當他聽到馮·諾依曼首先問及的是機器的邏輯結構時，不由得對埃克特心照不宣地一笑，兩人同時都被這位大科學家的睿智所折服！從此，馮· 諾依曼成為莫爾學院電子計算機攻關小組的實際顧問，與小組成員頻繁地交換意見。年輕人機敏地提出各種構想，馮·諾依曼則運用他淵博的學識把討論引向深入，逐步形成電子計算機的系統設計思想。馮·諾依曼以其厚實的科技功底、極強的綜合能力與青年們結合，極大提高了莫爾小組的整體水平，使莫爾小組成為“人才放大器”，至今依然是科學界敬慕的科研組織典範。
人們後來把“電子計算機之父”的桂冠戴在馮·諾依曼頭上，而不是第一台電腦的兩位實際研製者，這並不是沒有根據的。莫契利和埃克特研製的ENIAC計算機獲得巨大的成功，但它最致命的缺點是程式與計算兩分離。指揮近2萬電子管“開關”工作的程式指令，被存 放在機器的外部電路里。需要計算某個題目前，埃克特必須派人把數百條線路用手接通，像電話接線員那樣工作幾小時甚至好幾天，才能進行幾分鐘運算。
在ENIAC尚未投入運行前，馮·諾依曼就已開始準備對這台電子計算機進行脫胎換的改造。在短短10個月裡，馮·諾依曼迅速把概念變成了方案。新機器方案命名為“離散變數自動電子計算機”，英文縮寫EDVAC。1945年6月，馮·諾依曼與戈德斯坦等人，聯名發表了一篇長達101頁紙洋洋萬言的報告，即計算機史上著名的“101頁報告”。這份報告奠定了現代電腦體系結構堅實的根基，直到今天，仍然被認為是現代電腦科學發展里程碑式的文獻。
在EDVAC報告中， 馮·諾依曼明確規定出計算機的五大部件： 運算器CA、 邏輯控制器CC、存儲器M、輸入裝置I和輸出裝置O，並描述了五大部件的功能和相互關係。與ENIAC相比，EDVAC的改進首先在於馮·諾依曼巧妙地想出“存儲程式”的辦法，程式也被他當作數據存進了機器內部，以便電腦能自動一條接著一條地依次執行指令，再也不必去接通什麼線路。其次，他明確提出這種機器必須採用二進制數制，以充分發揮電子器件的工作特點，使結構緊湊且更通用化。人們後來把按這一方案思想設計的機器統稱為“諾依曼機”。
自馮·諾依曼設計的EDVAC計算機始，直到今天我們用“奔騰”晶片製作的多媒體計算機為止，電腦一代又一代的“傳人”，大大小小千千萬萬台計算機，都沒能夠跳出“諾依曼機”的掌心。馮·諾依曼為現代計算機的發展指明了方向，從這個意義上講，他是當之無愧的“電子計算機之父”。當然，隨著人工智慧和神經網路計算機的發展，“諾依曼機”一統天下的格局已經被打破，但馮·諾依曼對於發展電腦做出的巨大功績，永遠也不會因此而泯滅其光輝！
第二次世界大戰結束後，由於種種原因，ENIAC研製小組發生令人痛惜的分裂，“記憶體程式”的機器無法被立即研製。馮·諾依曼、戈德斯坦和勃克斯三人返回了新澤西州普林斯頓大學。1946年，他們為普林斯頓高級研究院先期研製出新的IAS計算機（IAS即高級研究院英文縮寫）。
馮·諾依曼的歸來，在普林斯頓掀起了一股強勁的電腦熱。一向冷冷清清的研究院沸騰了，大批專業人才仰慕他的大名，紛至沓來，使普林斯頓高級研究院一時間成為美國電子計算機的研究中心。 馮·諾依曼乘熱打鐵，著手將他那101頁計算機方案付諸實施。1951 年，這台凝聚著他多年心血的EDSAC計算機終於面世，程式儲存在機器內部後，效率比ENIAC提高數百倍，只用了3563個電子管和1萬隻晶體二極體，以1024個水銀延遲線來儲存程式和數據，消耗電力和占地面積亦只有ENIAC的三分之一。
在馮·諾依曼研製ISA電腦的期間，美國湧現了一批按照普林斯頓大學提供的ISA照片結構複製的計算機。例如，洛斯阿拉莫斯國家實驗室研製的MANIAC，伊利諾斯大學製造的ILLAC。雷明頓·蘭德公司科學家沃爾（W. Ware）甚至不顧馮·諾依曼的反對，把他研製的機器命名為JOHNIAC（“約翰尼克” ，“約翰”即馮·諾依曼的名字）。馮·諾依曼的大名已經成為現代電腦的代名詞。
在普林斯頓，馮·諾依曼還利用計算機去解決各個科學領域中的問題。他提出了一項用計算機預報天氣的研究計畫，構成了今天系統的氣象數值預報的基礎；他受聘擔任IBM公司的科學顧問，幫助該公司催生出第一台存儲程式的電腦IBM 701；他對電腦與人腦的相似性懷著濃厚的興趣，準備從計算機的角度研究人類的思維；他雖然沒有參加達特默斯首次人工智慧會議，但他開創了人工智慧研究領域的數學學派；他甚至是提出電腦程式可以複製的第一人，在半個世紀前就預言了電腦病毒的出現……
1957年2月8日，馮·諾依曼身患骨癌，甚至沒來得及寫完那篇關於用電腦模擬人類語言的講稿，就在美國德里醫院與世長辭，只生活了 54個春秋。他一生獲得了數不清的獎項，包括兩次獲得美國總統獎，1994年還被追授予美國國家基礎科學獎。他是電腦發展史上最有影響的一代偉人。
無論史學家怎樣評價，美籍匈牙利裔學者約翰·馮·諾依曼（John Von Neumann ， 1903-1957）都不愧為傑出的全才科學大師。人們至今還在津津樂道，這位天才人物的少年時代，竟請不到一位家庭教師……
事情發生在1931年匈牙利首都布達佩斯。一位猶太銀行家在報紙上刊登啟事，要為他11歲的孩子招聘家庭教師，聘金超過常規10倍。布達佩斯人才濟濟，可一個多月過去，居然沒有一人前往應聘。因為這個城市裡，誰都聽說過，銀行家的長子馮·諾依曼聰慧過人，3歲就能背誦父親帳本上的所有數字，6歲能夠心算8位數除8位數的複雜算術題，8歲學會了微積分，其非凡的學習能力，使那些曾經教過他的教師驚詫不已。
父親無可奈何，只好把馮·諾依曼送進一所正規學校就讀。不到一個學期，他班上的數學老師走進家門，告訴銀行家自己的數學水平已遠不能滿足馮·諾依曼的需要。“假如不給創造這孩子深造的機會，將會耽誤他的前途，”老師認真地說道，“我可以將他推薦給一位數學教授，您看如何？”
銀行家一聽大喜過望，於是馮·諾依曼一面在學校跟班讀書，一面由布達佩斯大學教授為他“開小灶”。然而，這種狀況也沒能維持幾年，勤奮好學的中學生很快又超過了大學教授，他居然把學習的觸角伸進了當時最新數學分支——集合論和泛函分析，同時還閱讀了大量歷史和文學方面的書籍，並且學會了七種外語。畢業前夕，馮·諾依曼與數學教授聯名發表了他第一篇數學論文，那一年，他還不到17歲。
考大學前夕，匈牙利政局出現動盪，馮·諾依曼便浪跡歐洲各地，在柏林和瑞士一些著名的大學聽課。22歲時，他獲瑞士蘇黎士聯邦工業大學化學工程師文憑。一年之後，輕而易舉摘取布達佩斯大學數學博士學位。在柏林當了幾年無薪講師後，他轉而攻向物理學，為量子 力學研究數學模型，又使自己在理論物理學領域占據了突出的地位。風華正茂的馮·諾依曼，靠著頑強的學習毅力，在科學殿堂里“橫掃千軍如卷席”，成為橫跨“數、理、化”各門學科的超級全才。
“機遇只偏愛有準備的頭腦”。1928年，美國數學泰斗、普林斯頓高級研究院維伯倫教授（O.Veblen）廣羅天下之英才，一封燙金的大紅聘書，寄給了柏林大學這位無薪講師，請他去美國講授“量子力學理論課”。馮·諾依曼預料到未來科學的發展中心即將西移，欣然同意赴美國任教。1930年，27歲的馮·諾依曼被提升為教授；1933年，他又與愛因斯坦一起，被聘為普林斯頓高等研究院第一批終身教授，而且是6名大師中最年輕的一名。
在馮·諾依曼的一些同事眼裡，他簡直就不象是我們這個地球上的人。他們評價說：“你看，瓊尼的確不是凡人，但在同人們長期共同生活之後，他也學會了怎樣出色地去模仿世人。”馮·諾依曼的思維極快，幾乎在別人才說出頭幾句話時，就立即了解到對方最後的觀點。天才出自於勤奮，他差不多天都工作到黎明才入睡，也常常因刻苦鑽研而神魂顛倒，鬧出些小笑話來。
據說有一天，馮·諾依曼心神不定地被同事拉上了牌桌。一邊打牌，一邊還在想他的課題，狼狽不堪地“輸掉”了10元錢。這位同事也是數學家，突然心生一計，想要捉弄一下他的朋友，於是用贏得的5元錢，購買了一本馮·諾依曼撰寫的《博奕論和經濟行為》，並把剩下的5元貼在書的封面，以表明他 “戰勝”了“賭博經濟理論家”，著實使馮·諾依曼“好沒面子”。
另一則笑話發生在ENIAC計算機研製時期。 有幾個數學家聚在一起切磋數學難題，百思不得某題之解。有個人決定帶著台式計算器回家繼續演算。次日清晨，他眼圈黑黑，面帶倦容走進辦公室，頗為得意地對大家炫耀說：
“我從昨天晚上一直算到今晨4點半，總算找到那難題的5種特殊解答。它們一個比一個更難咧！”說話間，馮·諾依曼推門進來，“什麼題更難？”雖只聽到後面半句話，但“更難”二字使他馬上來了勁。有人把題目講給他聽，教授頓時把自己該辦的事拋在爪哇國，興致勃勃地提議道：“讓我們一起算算這5種特殊的解答吧。”
大家都想見識一下教授的“神算”本領。只見馮·諾依曼眼望天花板，不言不語，迅速進到“入定” 狀態。約莫過了5分來鐘，就說出了前4種解答，又在沉思著第5種……。青年數學家再也忍不住了，情不自禁脫口講出答案。馮·諾依曼吃了一驚，但沒有接話茬。又過了1分鐘，他才說道：“你算得對！”
那位數學家懷著崇敬的心情離去，他不無揶揄地想：“還造什麼計算機喲，教授的頭腦不就是一台‘超高速計算機’嗎？”然而，馮·諾依曼卻呆在原地，陷入苦苦的思索，許久都不能自拔。有人輕聲向他詢問緣由，教授不安地回答說：“我在想，他究竟用的是什麼方法，這么快就算出了答案。”聽到此言，大家不禁哈哈大笑：“他用台式計算器算了整整一個夜晚！”馮·諾依曼一愣，也跟著開懷大笑起來。
馮·諾依曼對科學做出的最大貢獻當然是在計算機領域。
1944年仲夏的一個傍晚，戈德斯坦來到阿貝丁車站，等候去費城的火車，突然看見前面不遠處，有個熟悉的身影向他走過來。來者正是聞名世界的大數學家馮·諾依曼。天賜良機，戈德斯坦感到絕不能放過這次偶然的邂逅，他把早已埋藏在心中的幾個數學難題，一古腦兒倒出來，向數學大師討教。數學家和藹可親，沒有一點架子，耐心地為戈德斯坦排憂解難。聽著聽著，馮·諾依曼不覺流露出吃驚的神色，敏銳地從數學問題里，感到眼前這位青年身邊正發生著什麼不尋常的事情。他開始反過來向戈德斯坦發問，直問得年輕人“好像又經歷了一次博士論文答辯”。最後，戈德斯坦毫不隱瞞地告訴他莫爾學院的電子計算機課題和目前的研究進展。
馮·諾依曼真的被震驚了，隨即又感到極其興奮。從1940年起，他就是阿貝丁試炮場的顧問，同樣的計算問題也曾使數學大師焦慮萬分。他急不可耐地向戈德斯坦表示，希望親自到莫爾學院看一看那台尚未出世的機器。多年後，戈德斯坦回憶說：“當瓊尼看到我們正在 進行的一件工作時，他就雙腳跳到電子計算機旁”。
莫契利和埃克特高興地等待著馮·諾依曼的來訪，他們也迫切希望得到這位著名學者的指導，同時又有點兒懷疑。埃克特私下對莫契利說道：“你只要聽聽他提的第一個問題，就能判斷出馮·諾依曼是不是真正的天才”。
驕陽似火的8月，馮·諾依曼風塵僕僕地趕到了莫爾學院的試驗基地，馬不停蹄約見攻關小組成員。莫契利想起了埃克特的話，豎著耳朵聆聽數學大師的第一個問題。當他聽到馮·諾依曼首先問及的是機器的邏輯結構時，不由得對埃克特心照不宣地一笑，兩人同時都被這位大科學家的睿智所折服！從此，馮· 諾依曼成為莫爾學院電子計算機攻關小組的實際顧問，與小組成員頻繁地交換意見。年輕人機敏地提出各種構想，馮·諾依曼則運用他淵博的學識把討論引向深入，逐步形成電子計算機的系統設計思想。馮·諾依曼以其厚實的科技功底、極強的綜合能力與青年們結合，極大提高了莫爾小組的整體水平，使莫爾小組成為“人才放大器”，至今依然是科學界敬慕的科研組織典範。
人們後來把“電子計算機之父”的桂冠戴在馮·諾依曼頭上，而不是第一台電腦的兩位實際研製者，這並不是沒有根據的。莫契利和埃克特研製的ENIAC計算機獲得巨大的成功，但它最致命的缺點是程式與計算兩分離。指揮近2萬電子管“開關”工作的程式指令，被存 放在機器的外部電路里。需要計算某個題目前，埃克特必須派人把數百條線路用手接通，像電話接線員那樣工作幾小時甚至好幾天，才能進行幾分鐘運算。
在ENIAC尚未投入運行前，馮·諾依曼就已開始準備對這台電子計算機進行脫胎換的改造。在短短10個月裡，馮·諾依曼迅速把概念變成了方案。新機器方案命名為“離散變數自動電子計算機”，英文縮寫EDVAC。1945年6月，馮·諾依曼與戈德斯坦等人，聯名發表了一篇長達101頁紙洋洋萬言的報告，即計算機史上著名的“101頁報告”。這份報告奠定了現代電腦體系結構堅實的根基，直到今天，仍然被認為是現代電腦科學發展里程碑式的文獻。
在EDVAC報告中， 馮·諾依曼明確規定出計算機的五大部件： 運算器CA、 邏輯控制器CC、存儲器M、輸入裝置I和輸出裝置O，並描述了五大部件的功能和相互關係。與ENIAC相比，EDVAC的改進首先在於馮·諾依曼巧妙地想出“存儲程式”的辦法，程式也被他當作數據存進了機器內部，以便電腦能自動一條接著一條地依次執行指令，再也不必去接通什麼線路。其次，他明確提出這種機器必須採用二進制數制，以充分發揮電子器件的工作特點，使結構緊湊且更通用化。人們後來把按這一方案思想設計的機器統稱為“諾依曼機”。
自馮·諾依曼設計的EDVAC計算機始，直到今天我們用“奔騰”晶片製作的多媒體計算機為止，電腦一代又一代的“傳人”，大大小小千千萬萬台計算機，都沒能夠跳出“諾依曼機”的掌心。馮·諾依曼為現代計算機的發展指明了方向，從這個意義上講，他是當之無愧的“電子計算機之父”。當然，隨著人工智慧和神經網路計算機的發展，“諾依曼機”一統天下的格局已經被打破，但馮·諾依曼對於發展電腦做出的巨大功績，永遠也不會因此而泯滅其光輝！
第二次世界大戰結束後，由於種種原因，ENIAC研製小組發生令人痛惜的分裂，“記憶體程式”的機器無法被立即研製。馮·諾依曼、戈德斯坦和勃克斯三人返回了新澤西州普林斯頓大學。1946年，他們為普林斯頓高級研究院先期研製出新的IAS計算機（IAS即高級研究院英文縮寫）。
馮·諾依曼的歸來，在普林斯頓掀起了一股強勁的電腦熱。一向冷冷清清的研究院沸騰了，大批專業人才仰慕他的大名，紛至沓來，使普林斯頓高級研究院一時間成為美國電子計算機的研究中心。 馮·諾依曼乘熱打鐵，著手將他那101頁計算機方案付諸實施。1951 年，這台凝聚著他多年心血的EDSAC計算機終於面世，程式儲存在機器內部後，效率比ENIAC提高數百倍，只用了3563個電子管和1萬隻晶體二極體，以1024個水銀延遲線來儲存程式和數據，消耗電力和占地面積亦只有ENIAC的三分之一。
在馮·諾依曼研製ISA電腦的期間，美國湧現了一批按照普林斯頓大學提供的ISA照片結構複製的計算機。例如，洛斯阿拉莫斯國家實驗室研製的MANIAC，伊利諾斯大學製造的ILLAC。雷明頓·蘭德公司科學家沃爾（W. Ware）甚至不顧馮·諾依曼的反對，把他研製的機器命名為JOHNIAC（“約翰尼克” ，“約翰”即馮·諾依曼的名字）。馮·諾依曼的大名已經成為現代電腦的代名詞。
在普林斯頓，馮·諾依曼還利用計算機去解決各個科學領域中的問題。他提出了一項用計算機預報天氣的研究計畫，構成了今天系統的氣象數值預報的基礎；他受聘擔任IBM公司的科學顧問，幫助該公司催生出第一台存儲程式的電腦IBM 701；他對電腦與人腦的相似性懷著濃厚的興趣，準備從計算機的角度研究人類的思維；他雖然沒有參加達特默斯首次人工智慧會議，但他開創了人工智慧研究領域的數學學派；他甚至是提出電腦程式可以複製的第一人，在半個世紀前就預言了電腦病毒的出現……
1957年2月8日，馮·諾依曼身患骨癌，甚至沒來得及寫完那篇關於用電腦模擬人類語言的講稿，就在美國德里醫院與世長辭，只生活了 54個春秋。他一生獲得了數不清的獎項，包括兩次獲得美國總統獎，1994年還被追授予美國國家基礎科學獎。他是電腦發展史上最有影響的一代偉人。
社會評價
20世紀即將過去，21世紀就要到來．我們站在世紀之交的大門檻，回顧20世紀科學技術的輝煌發展時，不能不提及20世紀最傑出的數學家之一的馮·諾依曼．眾所周知，1946年發明的電子計算機，大大促進了科學技術的進步，大大促進了社會生活的進步．鑒於馮·諾依曼在發明電子計算機中所起到關鍵性作用，他被西方人譽為"計算機之父"．而在經濟學方面，他也有突破性成就，被譽為“博弈論之父”。在物理領域，馮·諾依曼在30年代撰寫的《量子力學的數學基礎》已經被證明對原子物理學的發展有極其重要的價值。在化學方面也有相當的造詣，曾獲蘇黎世高等技術學院化學系大學學位。與同為猶太人的哈耶克一樣，他無愧是上世紀最偉大的全才之一，他開創了現代計算機理論，其體系結構沿用至今。
