控制论大师维纳
N.维纳(Norbert Wiener,1894~1964),1894年(也就是中日甲午战争那一年)出生在美国密苏里州哥伦比亚市的一个犹太人的家庭中,维纳家庭的教育背景很好,他父亲是哈佛大学的语言学教授。
维纳在良好的家庭教育下,出现了早慧的现象,他4岁开始读书,7岁能读科学文献,9岁进入中学,12岁进入塔夫茨学院成为少年大学生。15岁时进哈佛大学,18岁时获数理逻辑博士学位。
维纳一生特立独行,有很多有意思的传说,其中之一就是维纳在博士毕业典礼上曾经开过一个数学玩笑。
在博士学位的授予仪式上,执行主席看到一脸稚气的维纳,颇为惊讶,于是就当面询问他的年龄。维纳不愧为数学神童,他十分巧妙给出了他的回答,而这个回答实质上是一个数学问题:“我今年岁数的立方是个四位数,岁数的四次方是个六位数,这两个数,刚好把十个数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9全都用上了,不重不漏。这意味着全体数字都向我俯首称臣,预祝我将来在数学领域里一定能干出一番惊天动地的大事业。
维纳此言一出,四座皆惊,在座的学者们都被他的这道妙题吸引住了。整个会场上的人,都在议论他的年龄问题。
这个问题其实不难解答,但是需要掌握一些解数学题目的基本思路。我们先来研究维纳年龄可能的“上限”:不难发现,21的立方是四位数,而22的立方已经是五位数了,所以维纳的年龄最多是21岁;再来研究维纳年龄可能的“下限”:18的四次方是六位数,而17的四次方则是五位数了,所以维纳的年龄至少是18岁。这样,维纳的年龄只可能是18、19、20、21这四个数中的一个。剩下的工作就是一一筛选了。20的立方是8000,有3个重复数字0,不合题意。同理,19的四次方等于130321,21的四次方等于194481,都不合题意。最后只剩下一个18,是不是正确答案呢?验算一下,18的立方等于5832,四次方等于104976,恰好“不重不漏”地用完了十个阿拉伯数字,多么完美的组合!这种解题方法就叫做排除法。
1913年,维纳到英国剑桥大学向数理逻辑大师罗素学习数理逻辑和哲学,1915年到德国格丁根,在哈代、希尔伯特指导下钻研数学。以后在美国一些大学讲授逻辑学和数学,并曾一度从事新闻记者工作。1919年任麻省理工学院讲师,1932年成为教授。从这里我们也可以看出名师的指导在维纳学术道路上的重要性。
二战期间,维纳和千千万万的同时代的科学家一样,投身到军事科技的研究中去。在研究中,维纳针对战斗中火炮的控制问题,提出了很多重要的理论,最终在1948年,维纳出版了《控制论》一书,标志着这一应用广泛的伟大科学理论的诞生。目前,控制论正在工程、经济等领域发挥着巨大作用。中国的著名科学家钱学森和宋健院士也参与了控制论的研究并取得了重大成就。维纳这个当年的哈佛神童,因这个成就而永载科学史册
特别值得一提的是维纳对中国的深厚感情。1935~1936年间,维纳曾经到中国的清华大学做了一年的访问研究,据维纳说,中国之行是他作为数学家和控制论专家的分界线,是他创立控制论的起点。1960年在莫斯科的IFAC大会上,做为控制论鼻祖的维纳看起来恃才傲物,却独独对与会的中国科学家表示了特别的友好,成为中外科学交流史上的佳话。