2002年北京国际数学家大会，不仅让更多的中国公众认识了数学和优秀数学家，也给自然科学各个领域的学者一个机会，来回顾和审视本学科与数学科学的联系。在气象学领域，从20世纪初皮叶克尼斯用流体动力学方程统一描述大气运动，到20世纪中期计算机成功应用于数值天气预报，都是气象学与数学、气象学家和数学家紧密合作得到的。这些成果是在科学史上占有重要地位的突破性进展。本文给读者介绍美籍匈牙利数学和气象学家冯·诺依曼。

　　1946年8月29-30日，在美国的普林斯顿大学的高级研究院，召开了一次对现代气象学发展具有历史意义的重要会议。这次被认为是世界上第一次数值天气预报学术会议的组织者和主持人，不是当时著名的气象学专家，却是普林斯顿大学高级研究院的数学教授冯·诺依曼博士。

　　痴迷数学英才不辞年少约翰·冯·诺依曼（John von Neu-mann，1903-1957）1903年12月28日出生于匈牙利首都布达佩斯。他是当地一位小有成就和名气的银行家族中的第一个男孩。神采奕奕的父亲在他出生前，就花钱为他买了个头衔，诺依曼家族的后代也就首次获得冯·诺依曼的姓氏。冯·诺依曼没有辜负父亲的苦心，从小就表现出极大的数学天赋，在他只有6岁时就可以心算两个8位数乘除法。除了数学，冯·诺依曼8岁时还迷上了历史，家中44卷本的大学历史全书被他通读了一遍，似乎是向人证明他的大脑会在逻辑数学和社会应用两个领域显示才智。冯·诺依曼的数学天赋很令父母吃惊，但他们始终鼓励自己的孩子全面发展，特别是培养他良好的人格。

　　1914年，他刚刚10岁就进入大学预科班学习，但由于一次大战的爆发，他随全家离开匈牙利。虽然学习受到影响，但在战后参加结业考试时，他还是以优秀的成绩毕业。1921年，他17岁时，就在德国数学学会杂志上发表了第一篇数学研究论文。就在这一年，他还和父亲达成一致，除了数学还要学习化学。于是他进入柏林大学，两年后又转入苏黎世大学学习化学。与此同时，头脑灵活的冯·诺依曼没有忘记自己最钟爱的数学，他还在布达佩斯大学注册了数学博士课程。然而，他在苏黎世大学并不听数学课，只是按时参加考试。1926年，他22岁就同时获得了化学工程学学士和数学博士学位。

　　获得学位后，他来到哥廷根大学，成为著名数学家希尔伯特的助手，1927-1929年又成为柏林大学和汉堡大学的兼职讲师。在此期间，他致力于研究数理逻辑、集合代数和集合论等纯数学理论，取得了公认的成绩。1927-1929年，他以每个月发表一篇论文的速度在所研究的领域获得许多成果，到1929年论文累计达32篇。他还积极参加各种学术活动，成为国际数学界的知名人物。

　　目光独具开创数值预报1930年，冯·诺依曼应邀到美国普林斯顿大学，成为美国普林斯顿大学客座讲师。1933年，33岁的冯·诺依曼博士，成为该大学高级研究院聘任的6位教授中最年轻的一位。1937年，他加入了美国国籍，同时因为在数理逻辑和量子力学方面突出的研究工作，他成为美国科学院院士。

　　从1933年开始，他将自己的研究领域逐渐从纯数学向应用数学转变，开始在脑子里酝酿研制计算机计划。1937年，他开始与美国海军弹道研究实验室合作，针对弹道的研究面临很多计算问题，他要通过计算机代替人类完成科学计算的任务。而当时，更多的数学家沉溺于数学方程完整解的研究，对数学计算很是轻视，认为计算机不过是更大更快的计算器而已。他却越来越清晰地认识到，计算机高速和准确的计算能力不但会给数学家，还会给自然科学各学科带来意想不到的结果和突破。

　　1944年，冯·诺依曼正式成为美国第一台通用电子计算机ENIAC（电子数字积分器和计算器）研制项目的顾问。1945年末，他成功地说服了高级研究院主任和理事会，在名义上和财政上（拨款10万美元，而当时的美国无线电公司也仅值10万美元）支持ENIAC项目。他很早就认为数值天气预报是计算机在数学应用领域面临的最重要的挑战之一。1946年5月，他向美国海军建议在项目内成立气象组，同样期待着更为准确的天气预报的美国海军非常明智和快速地支持了他的建议，从1946年7月开始支持和ENIAC项目捆绑的数值天气预报计划。于是，他就与包括罗斯贝、切尼等一批美国当时最有思想的气象学家走到了一起，并且取得了具有划时代意义的成果。

　　在1946年8月的那次会议之后的几年里，他的周围总是聚集着许多最优秀的气象学家和电子工程师，他们的目标只有一个：用刚刚诞生的数字电子计算机做出准确的天气预报。这个目标终于在1950年4月初实现。在以1949年1月31日观测纪录为初值，进行欧洲地区24小时数值预报的试验中，数值预报首获成功。计算机输出的结果将位于欧洲西部的风向转换和反映大气斜压特征的低槽延伸现象都正确地进行了预报。

　　英年早逝一生成就斐然1955年夏，X射线检查说明冯·诺依曼患有癌症。1957年2月8日，年仅53岁的冯·诺依曼教授逝世，令人痛惜不已。

　　回顾他一生所从事的科学事业，组织和实施数值天气预报仅是他一生学术成就的很小一部分。

　　然而，正是因为这项工作，冯·诺依曼和其他优秀的气象学家一起改变了天气预报的历史。他在这项研究中提出并解决了计算机程序编制问题。他是现代数值分析中计算数学的缔造者之一，对非线性方程的离散化及计算稳定性等重要的数学应用问题，以数值天气预报为突破口，形成了一套理论和解决方案，其应用价值和受益领域远远超出了气象科学。 （来源于2002年11月21日《中国气象报》 作者：贾朋群）