2026-07-16 21:49

81年前,人类首次核试验,一位天才学者当场嘲讽奥本海默……

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本文来自微信公众号: 中信出版 ,作者:阿信


1945年7月16日凌晨5时30分许,一团火球从沙漠中骤然升起,原本混沌的天空,被蒙上一层怪异的白光。更为怪异的是,你听不到任何声音,四周只有沙漠本该拥有的寂静。


那团火越来越高,那片光越来越红,最后变成一根数万英尺高的紫罗兰色的云柱。忽然,有什么东西从那个方向快速袭来,怪异感瞬间被恐惧吞没:可怕的爆炸声突然撞向你,你的耳朵,你的心脏,你的意识,都在无法控制地震荡。你看到周围的一切砂石都被卷走,取而代之的是一股看不见的热流,和缓缓蔓延开来的,黑色的尘埃。


在后来的报告中,这个声音被称为“新世界的第一声哭喊”。爆炸原点距离你所在的位置有20英里(约32公里),这一声“哭喊”走完这段路程,总共用了100秒。


在美国西部新墨西哥州的沙漠里,人类成功进行了首次核试验。人类历史,从这一刻开始分成两段。


20英里外的观测者们,有人狂喜,有人哭泣,有人沉默不语。他们的领导者奥本海默,喃喃念着印度教经文《薄伽梵歌》里的句子:“现在我成了死神,诸界的毁灭者。”在这一刻,这群世界上最理性的头脑,也不由得屈从于感性的诱惑。


除了一个人:约翰·冯·诺依曼。


他是这枚炸弹爆炸方式——使用钚元素的汇聚内爆法——的设计者,他的设计方式是使用数学建模的手段进行极其复杂的计算。在试验现场,他面无表情地计算出,由此产生的2万吨TNT当量的爆炸将使一座近50万人口的城市化为灰烬。甚至于,在目睹了奥本海默等人流露出懊悔的神色后,他还略带嘲讽地评论道:“有些人因带来光明而承认有罪。”


1945年7月,漫长的二战终于进入尾声。与洛斯阿拉莫斯大多数物理学家即将功成身退不同,冯·诺依曼,这个20世纪最重要的数学家之一,仍将深深影响这个世纪的后半程——


作为计算机科学家,也作为经济学家。


冯·诺依曼与扩张经济模型


冯·诺依曼是1943年9月来到洛斯阿拉莫斯的。作为一名匈牙利裔犹太人,他对希特勒和纳粹的憎恨丝毫不亚于他对数学的热爱。


洛斯阿拉莫斯的工作节奏紧张而忙碌,但冯·诺依曼仍然为计算机和经济学研究留出了时间。在1944年~1945年间,他起草了一份将著名的ENIAC(电子数字集成计算机)优化为EDVAC(电子离散可变自动计算机)的报告。


这份报告改变了计算机发展的未来。在报告中,他解释了现代计算机的构成:它应该有三个基本组件,即一个中央处理单元进行中央分析、一个中央控制部分提供正确的操作排序,以及一个用于数据和指令的内存。数据可以用过电传线胶带、磁丝、钢带或穿孔卡输入。他写道:“这三个部分……与人类神经系统中的神经元是相对应的。”一个直观的改变是,ENIAC采用十进制计算系统,而EDVAC则采用二进制——和今天所有的计算机一样。


需要指出的是,对ENIAC的优化研究并非“曼哈顿计划”的一部分,该项目远在东海岸的宾夕法尼亚,这位大数学家甚至是在火车站台被一位项目人员“偶遇”并招募。


1945年6月底,EDVAC研发团队将这份报告打印出来,作为专著出版,由于其中包含了大量技术细节,原则上任何人都可以据此构建EDVAC。这被视为当今开源计算传统的开端。


这一年的6月底发生了许多后来被证明具有深刻影响的事情,比如《联合国宪章》的签署。另一件与冯·诺依曼有关的事,是他在顶级经济学杂志《经济与统计评论》上发表的论文,题为《一般经济均衡模型》。


冯·诺依曼一生只发表过两篇经济学论文。眼下这篇论文的德语原稿写于1936年,只有短短9页,是他对4年前于普林斯顿数学研讨会上所做的一次非正式演讲的书面总结。


尽管篇幅很短,但论文中复杂的数学论述让当时许多经济学家都摸不着头脑。直到英国数理经济学家,同时也是艾伦·图灵助手的戴维·钱伯瑙恩对论文加以评论解读,经济学家们才开始搞懂冯·诺依曼想说什么。


简而言之,论文中通过数学语言提出了一个“扩张经济模型”(EEM),这一模型表明,在某些条件下,经济可以达到均衡,以尽可能低的成本,生产尽可能多的产出。而随着时间推移,产出可以不断扩大。


这是一种新方法,是首次尝试对一个非静态且正在经历持续变化的经济体进行建模,原则上这一方法可以用来确定经济扩张的条件。基于多个限制性假设,冯·诺依曼指出,在达到均衡状态时,资产阶级会将生产的所有收益用于再投资,从而使得经济增长率等于资本的实际成本。


对此,经济学界有一些反对的声音,其中一些是由于误解。一些左翼经济学家认为,这篇论文意味着冯·诺依曼提倡将工资保持在维持生计水平的经济上。但事实上,冯·诺依曼想要说明的是,劳动力应该从低生产率部门转移到高生产率部门,而在工资涨幅不是过高时,最有利于经济增长。


另有一些人认为,冯·诺依曼在暗示,利率的改变将立即影响经济增长率,后来的凯恩斯学派与货币主义学派在其激辩中也提到了这一点。其实,冯·诺依曼想表达的思想是长期增长与资本的实际成本有关。


EEM模型可能介于纯资本主义(利润为正数)和纯共产主义(商品没有价格且劳动力作为所有价值的来源)之间,最终,它被理解为一种综合,可以澄清计划经济和市场经济之间的区别。它摒弃了稳态平衡增长的概念,并推导出了一条黄金法则:利率和增长率相关,而不是和资本数量相关(最优增长理论)。因此,它有助于开创经济增长的动态模型。


这篇论文在20世纪后半叶形成了持久而巨大的影响力,被誉为“有史以来最伟大的数理经济学论文”。美国的一些凯恩斯主义经济学家对上述模型展开了进一步研究,其中,保罗·萨缪尔森还因此获得了1970年的诺贝尔经济学奖,成为首个获得这一奖项的美国人。


但此时,距离冯·诺依曼因骨癌去世,已有整整13年。时人通常认为,其癌症与在一次观摩核试验期间所意外遭受的辐射有关。


而世界,也从残酷的热战时代,进入了核战争阴霾下的冷战时代。


康托洛维奇与线性规划模型


四十余年的冷战,美苏双方所竞争的绝非只有军备。经济学,或者更具体点说,“哪种经济制度是更好的”之争,贯穿冷战始终。


当我们将视角从美国移到苏联,我们会惊讶地发现,在那里,有一位与冯·诺依曼几乎匹敌的数理经济学家,同样参与了各自的原子弹研发计划,同样深度影响了各自战后经济理论体系的发展方向,也同样是各自意识形态在经济领域坚定的捍卫者。


这个人,叫做列昂尼德·康托洛维奇。


康托洛维奇比冯·诺依曼小8岁,1911年出生于圣彼得堡,在彼得格勒长大,在列宁格勒生活——这座城市名称的变化,反映了20世纪上半叶的俄罗斯动荡的岁月。


和冯·诺依曼一样,康托洛维奇也是犹太人,也早早展现出了非凡的数学天赋。他24岁就被任命为正教授,很快就因从事苏联最复杂的数学研究而声名鹊起。


康托洛维奇很早就展示出他将数学应用于解决经济问题的兴趣。但20世纪30年代中期的苏联,研究经济并非一个“明智”的选择。当时全苏联最知名的经济学家尼古拉·康德拉季耶夫(也就是“康波”的提出者),早已被斯大林投入狱中,并于1938年被处决。


斯大林对康德拉季耶夫的敌视,或者说忌惮,与彼时苏联初步建立的计划经济体制有着密切的关联。康德拉季耶夫的“长波理论”认为,资本主义经济存在约50年的长周期,25年上升,25年下降,以此可作为预测经济波动的重要参考。然而对斯大林而言,这一研究动摇了苏联意识形态的根基:如果资本主义存在周期,能一次次从萧条中自行复苏,那革命的基础在哪里?


年轻而谨慎的康托洛维奇选择了把研究方向留在相对宽松的数学领域。1935年,斯大林出人意料地允许召开一场数学国际会议,即莫斯科拓扑学大会,这是在斯大林执政期间的唯一一次。不同国家的约50名顶尖数学家受邀出席,冯·诺依曼也在其列。在这场会议上,康托洛维奇与冯·诺依曼初次见面,并进行了简短交流。此后,二人还就“一个与偏序空间相关的系列问题”有过直接的通信交流。


但很快,战争打破了欧洲上空脆弱的和平,也中断了两位数学天才的进一步联系。在很长一段时间内,康托洛维奇与世界数学界和经济学界处于毫无交流的状态,他和其他数学家一样,被要求为战争服务。


康托洛维奇是一个坚定的马克思主义者。二战爆发前夕,他接到一个任务,要解决一家胶合板厂的生产优化问题,用以快速、廉价地制造更多的苏联飞机。当时有5种不同规格的胶合板,配置给8种不同的车床进行生产,如何配置可以最大限度地提高效率呢?康托洛维奇估计,想要估算所有可能的解决方案,大约需要近10亿次计算。


但他很快意识到,这是一个可以一般化的问题,通过将目标表述为在若干约束条件下的一个线性函数的最大值,他最终构想出一种通用的数学解决方案以使产出最大化。这是世界上第一个以线性规划形式进行计算的案例。


他试图将这一发现应用于苏联的五年计划中对劳动力的重组,但每一次报告上去,都遭到了有关部门的反对。反对的理由,是“这项工作使用了数学方法,西方经济学中的数理学派是反马克思主义的学派,经济学中的数学是资本主义辩护者采用的辩护手段”。在当时,经济学家被禁止讨论价格问题,而康托洛维奇的模型则使用了所谓的“循环乘数”,也就是影子价格。


战争期间,康托洛维奇用他的数学工具研究了“如何在结冰的湖面上运输物资”的问题,这属于军事运筹学的范畴。但与此同时,他也没有放弃原有的研究,于1942年写成了《经济资源的最佳利用》一书,书中提出了一个优化资源配置的框架,并承认只有劳动力是价值的源泉。他认为,指导这种配置所需的“客观确定的价值”是与马克思主义的劳动价值理论相契合的,并非西方式价格,但很遗憾,这一成果再次被国家计划委员会否决。


尽管屡屡碰壁,但他的数学才华仍然为苏联所需要。1948年,他加入“巨人”项目,领导一组数学家负责原子反应堆的计算。康托洛维奇仔细研究了“曼哈顿计划”的蓝图(此前已被洛斯阿拉莫斯的一位德国共产主义者泄密给苏联),理解了冯·诺依曼的设计想法,从而设计出了和冯·诺依曼版本一致的引爆装置。


1949年8月,美国侦察机在中亚上空检测到放射性物质,这是苏联已研制并试爆了原子弹的首个迹象。美国给这颗原子弹起名为“Joe-1”。那之后,杜鲁门迅速启动了氢弹的研发计划。旷日持久的军备竞赛,自此一发不可收拾。


然而,康托洛维奇在40年代的研究,一直被官方压制到1959年。在那一年的一场会议上,他公开批评斯大林时代正统的政治经济学,并用一种符合意识形态的话术详细介绍了该研究的数学方法。不出所料,他的报告赢得了不少经济学家的认同。次年,在一场包含600多人的更大规模的经济数学会议上,康托洛维奇再次阐述了自己的研究成果。在这场会议上,与会者(苏联及东欧的经济学家)对资产阶级经济学进行了批判,首当其冲的就是彼时已在西方流行开来的冯·诺依曼的扩张经济模型。


本质上而言,二人的模型是在不同立场、不同阵营、不同意识形态之下,对二战后世界的一个核心问题做出的不同回答:经济扩张究竟是由资本再投资所驱动,还是由劳动力剩余价值所驱动?


经济学家、战争与和平


1975年,在保罗·萨缪尔森成为首个荣获诺贝尔经济学奖的美国人5年之后,康托洛维奇凭借其在线性规划领域的贡献,成了首个荣获此奖的出身苏联及东欧的经济学家。


此次领奖,是他64年来第一次出国。在获奖感言中,他自豪地向西方经济学界阐述苏联的独特情况:在历史上,生产资料首次归人民所有,因此存在着中央控制经济的独特机会。他强调,苏联经济学家面临着与西方经济学家截然不同的挑战,他们将重点从市场转向对价格、租金及利息的静态和动态调控,并需要开展多产品的线性最优化研究。


随后,他从斯德哥尔摩前往美国,首次与美国经济学家见面。尽管冯·诺依曼已去世多年,但康托洛维奇仍然提到,他是对自己经济学研究影响最大的学者之一——尽管自1935年的数学交流之后,双方对彼此的研究有着漫长的盲区。


1986年,康托洛维奇同样因癌症去世。那一年,戈尔巴乔夫宣布启动改革;同一年,切尔诺贝利事件发生,震惊世界。


而在30年前的1956年,健康状况不断恶化的冯·诺依曼在电视上看到苏联坦克开进了布达佩斯的街道。这个骨子里的匈牙利人,在晚年根据其博弈论思维,向艾森豪威尔提出了“确保相互摧毁”战略,即确保对苏联在任何地方的核攻击都能采取大规模的报复行动,并让对方相信这是一个可信的威慑。


这种相互的威慑,发生在1962年的古巴,发生在1973年的中东,发生在1983年的莫斯科郊外。在20世纪,一代又一代人的命运,被卷入战争的旋涡;普通人如此,经济学家也如此。


1953年,艾森豪威尔说过一句后世广为流传的话:


“制造的每一支枪,下水的每一艘军舰,发射的每一枚火箭,归根结底都是从饥寒交迫的人们那里偷窃来的。”


经济不应是战争的仆人,而应是和平的基石。历史会一次次地证明这一点,又被愚蠢的人类一次次地推翻。

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