Джон фон Нейман (или Иоганн фон Нейман, урожд. Янош Лайош Нейман; 1903-1957) – венгеро-американский математик, физик и педагог еврейского происхождения, сделавший важный вклад в квантовую физику, квантовую логику, функциональный анализ, теорию множеств, информатику, экономику и прочие области науки.
Более всего знаменит как человек, с именем которого связывают архитектуру большей части современных компьютеров (так называемая архитектура фон Неймана), использование теории операторов к квантовой механике, а также как участник Манхэттенского проекта, автор теории игр и концепции клеточных автоматов.
В биографии Неймана есть много интересных фактов, о которых мы расскажем в данной статье.
Итак, перед вами краткая биография Джона фона Неймана.
Джон фон Нейман (28 декабря 1903 — 8 февраля 1957) венгерско-американский математик, физик, изобретатель, ученый и Эрудит. Он внес большой вклад в целый ряд областей, включая математику (основы математики, функциональный анализ, геометрии, топологиия математического анализа)
, физики (квантовой механики, гидродинамики и квантовой статистической механики), экономике (теория игр), вычислительной (фон-Неймановской архитектуры, линейного программирования, самовоспроизводящихся машин, стохастических вычислений), и статистики.
Он был одним из пионеров применения теории операторов к квантовой механике, в развитии функционального анализа, и ключевой фигурой в развитии теории игр и концепции клеточных автоматов. Он опубликовал более 150 статей в своей жизни: около 60 по математике, 20 по физике и 60 по прикладной математике, а остальные по специальным математическим дисциплинам. Его последнее произведение, незаконченный манускрипт написанный в то время когда он был в больнице, позже была опубликована в виде книги.
Его анализ структуры самовоспроизводства предшествовало открытие структуры ДНК. В короткий список фактов о его жизни, который он представил на Национальной Академии наук, он заявил: «Наиболее важной частью моей работы я считаю работу по квантовой механике, которая сложилась в Геттингене в 1926 году, и впоследствии в Берлине в 1927-1929 годах. Кроме того, моя работа на различных формах теории, Берлин 1930 и Принстон 1935-1939».
Во время Второй Мировой войны он работал над Манхэттенским проектом, разработке математических моделей за взрывные линзы , используемые в ядерном оружии. После войны, он служил в комиссии по атомной энергии США, а позднее в качестве одного из ее членов. Он являлся консультантом ряда организаций, включая ВВС США, армии баллистической исследовательской лаборатории, в Вооруженных Силах секретного оружия, и Ливерморской Национальной лаборатории. Наряду с теоретическим физиком Эдвардом Теллером, математиком Станиславом Улам, работал в ядерной физике, над термоядерной реакции и водородной бомбой.
Фон Нейман был одним из основателей вычислительной техники. Дональд Кнут называет фон Неймана изобретателем, который в 1945 году разработал алгоритм сортировки слиянием, в котором первая и вторая половины массива сортируются рекуррентно, а потом сливаются. Фон Нейман написал программу сортировки для ЕДВАК, чернилами на 23-х страницах. На первой странице можно увидеть следы фразы «Совершенно секретно», которая была написана карандашом, а позже стерта. Он также работал по философии искусственного интеллекта с Аланом Тьюрингом во время визита в Принстон в 1930-х годах.
Фон Нейман (слева) и Роберт Оппенгеймер (справа) перед ЕДВАК
Водородная бомба фон Неймана была выставлена в области вычислительной техники, где он и Станислав Улам разработали моделирование на цифровых ЭВМ фон Неймана для гидродинамических расчетов. За это время он внес свой вклад в развитие метода Монте-Карло, что позволило решению сложных проблем, чтобы аппроксимировать с помощью случайных чисел. Его алгоритм для имитации монеты используют некоторые аппаратные генераторы случайных чисел. Потому что, использовать списки «истинно» случайных чисел было чрезвычайно медленно, фон Нейман разработал форму псевдослучайных чисел, используя средний квадратный метод. Хотя этот метод подвергается критике как сырой, фон Нейман знал об этом: он оправдал ее, сделав быстрее, чем любой другой метод, который был в его распоряжении, написав, что «тот, кто рассматривает арифметические методы получения случайных цифр, безусловно, грешит
Во время консультирования школы электротехники в университете Пенсильвании на ЕДВАК, фон Нейман написал первый неполный проект доклада. Им была описана архитектура компьютера , в котором данные и программы сохраняются в памяти компьютера, в адресное пространство. Эта архитектура является по сей день основой современного компьютера, в отличии от первых компьютеров, которые были «запрограммированы» с помощью отдельной памяти устройства.
Сортировка слиянием анимации. Отсортированные элементы представлены точками.
искусственный интеллект Нейман
Биография Джона фон Неймана28 Декабря 1903 – 8 Февраля 1957 гг. (53 года)
Джон фон Нейман по праву считается одним из величайших математиков всех времён.
Детство
Джон фон Нейман родился в Будапеште, столице Венгрии, 28 декабря 1903 года. Он был старшим сыном у своих родителей — Макса Неймана и Маргарет Канн. С самого раннего возраста Неймана интересовала природа чисел и математическая логика.
Математика была не единственным предметом, которым интересовался юный Нейман. Ему также нравилась история, и так, что в возрасте восьми лет он прочёл 40 томов всемирной истории. Это свидетельствовало о том, что Нейман одинаково хорошо себя чувствовал и в логической и в социальной отраслях науки. Нейману также повезло с родителями, которые поддерживали его во всех начинаниях.
В 1914 году, в возрасте десяти лет, Нейман поступил в лютеранскую гимназию, которая была одной из трёх лучших на тот момент в Будапеште. Свою первую работу он опубликовал в журнале Немецкого математического сообщества в 1922 году, речь в которой шла о нулях определённых минимальных многочленов.
Берлин, Цюрих, Будапешт
Хоть Нейман и не имел большого интереса ни к химии, ни к инженерному делу, его отец убедил его заняться инженерией, так как на тот момент это считалось престижным. Нейман учился в Католическом университете Петера Пазманя в Будапеште, где получил докторскую степень по математике, а параллельно заканчивал базовый университетский курс по химическому машиностроению в Швейцарской технической школе Цюриха.
В своей докторской работе Нейман занимался постулированием теории множеств, предложенной Кантором. Конечно же это было необычное достижение, что семнадцатилетний парень одновременно учился в одном ВУЗе и писал докторскую работу во втором. Он получил хорошие оценки и по окончанию базового курса химического машиностроения и по докторской работе по математике. Ему было всего двадцать два года.
Квантовая механика
После получения сразу двух степеней, в 1926 году Нейман начал посещать Гёттингенский университет в Германии, в котором он занимался квантовой механикой. Он был творческим и оригинальным в своём мышлении, предлагал полные и логические концепции. В том же 1926 году он занимался теориями квантовой механики с целью их упорядочивания и улучшения.
Нейман пытался найти сходные черты у волновой и матричной механик. Он также работал над правилами абстрактного пространства Гильберта и разработал математическую структуру с точки зрения квантовой теории.
Личная жизнь
В течение 1927-1929 годов, после представления теории квантовой механики, Нейман посещал многочисленные конференции и коллоквиумы. К 1929 году он написал около 32 работ на английском языке. Эти работы были хорошо структуризированны для того, чтобы другие математики могли включать работы Неймана в свои теории. К этому времени он стал знаменитостью в академических кругах благодаря своим творческим и инновационным теориям. К концу 1929 года Нейману предложили место преподавателя в Принстонском университете. В это же время он женился на Мариэтте Кёвеши, подруге детства. В 1935 году у них родилась дочь, которую назвали Мариной. Брак Джона и Мариэтты распался в 1936 году. Мариэтта вернулась назад в Будапешт, а Нейман некоторое время путешествовал по Европе, а затем вернулся в США. Во время поездки в Будапешт он познакомился с Кларой Дэн, на которой женился в 1938 году.
Джону фон Нейману был поставлен диагноз рак, но несмотря на это он принимал участие в церемониях награждения, организованных в его честь, находясь в сидячей каталке. Он поддерживал тесные связи с семьёй и друзьями во время своей болезни. Скончался Джон фон Нейман 8 февраля 1957 года.
Весомый вклад
Нейман принимал участие в одном из правительственных проектов в Лос-Аламосе («Манхэттенский проект»), в котором работал над созданием схемы и рабочего прототипа взрывной линзы. Математическое моделирование, используемое им во время этих работ, способствовало разработке современных компьютеров. Помимо работы с этими моделями, он также финансировал проект, который занимался созданием компьютера. Он также принимал участие в разработке архитектуры компьютера, а его усилия со временем убедили других учёных, что компьютер это не только «большой калькулятор».
Квантовая логика, теория деловых игр, линейное программирование и математическая статистика всего лишь часть того, что он «подарил» науке.
Награды и достижения
Оценка по биографииА какая ваша оценка за эту биографию?
Биография Неймана
Джон фон Нейман появился на свет 28 декабря 1903 года в Будапеште. Он рос в еврейской семье. Его отец, Макс Нейман, был доктором юриспруденции, работавшим в банке. Мать, Маргарет Канн, занималась ведением хозяйства и воспитанием 3-х сыновей.
Еще в ранние годы биографии у Джона начали проявляться выдающиеся способности. В 6-летнем возрасте он мог разделить в уме 2 восьмизначных числа, а также общаться с отцом на древнегреческом языке.
Наибольший интерес Нейман испытывал к точным наукам, а именно к математике. Когда ему было около 8 лет он уже прекрасно разбирался в математическом анализе. Тогда же родители отдали его в лютеранскую гимназию.
Когда парень начал преподавать в Германии, его там называли Иоганном фон Нейманом. Позднее, когда он обосновался в США, к нему обращались на английским манер – Джон. В 23-летнем возрасте он удостоился степени доктора философии по математике в университете. Параллельно с этим он проявлял интерес к химическим технологиям в Швейцарии.
Научная деятельность
В период биографии 1926-1930 Нейман занимал должность приват-доцента в Берлинском университете. За это время он стал автором свыше 30 научных статей. После этого его пригласили преподавать в Пристонский университет (США), где он проработал до конца своих дней.
Первым серьезным трудом Джона стала его диссертация, в которой был раскрыт новый подход к формализации теории множеств. Он разработал 2 способа избавления от парадокса Рассела, введя такие понятия, как – «аксиома основания» и «класс».
Также Джон фон Нейман внес свой вклад в эргодическую теорию, после чего переключился на проблемы квантовой механики и ее математической составляющей. Проведя ряд исследований ему удалось доказать, что квантовые системы являются не чем иным, как точками в гильбертовом пространстве, над которым находятся линейные операторы.
Джон фон Нейман с компьютером первого поколения
Выводы математика поспособствовали началу крупных изучений, которые привели к следующему умозаключению: квантовая физика должна либо нуждаться в понятии реальности, либо включать нелокальность в явное нарушение специальной теории относительности.
Во время размышлений над математическими началами квантовой механики, Нейман выполнил глубокий анализ так называемой теории измерения. Он заключил, что физическая вселенная может обуславливаться универсальной волновой функцией.
Отталкиваясь от своих идей, Джон вывел основополагающие принципы функционального анализа, разработал теорию ограниченных операторов и стал автором понятия – «прямой интеграл». За эти открытия он удостоился премии им. Бохера в 1938 г.
Одной из главных заслуг ученого является доказательство «теоремы о минимаксе», важного элемента теории игр. Под теорией игр подразумевается математический способ вычисления оптимальных стратегий в играх. Каждый игрок стремится к своей цели и прибегает к определенной стратегии, которая может привести его к победе или проигрышу – в зависимости от поведения его оппонентов.
Теория игр помогает подобрать наилучшие стратегии, учитывая представления других участников, их ресурсы и возможные поступки. Сегодня данная теория успешно находит применение в самых разных областях, включая экономику, международные отношения, биологию и кибернетику.
Во второй половине 30-х годов Джон фон Нейман исследовал теорию решеток, а также издал работы об интеллектуальном и математическом потенциале в сфере экономики. Основываясь на полученных результатах, он разработал теорию двойственности в линейном программировании и стал автором первого внутреннего точечного метода, который опирался на систему Гордана.
Нейман оставил заметный след и в области информатики. Его наработки, посвященные описанию архитектуры ЭВМ, до сих пор применяются при изготовлении современных компьютерных устройств. Важно отметить, что совместно с Аланом Тьюрингом, он какое-то время занимался изучением вопросов в отношении философии искусственного интеллекта.
В гидродинамике главным достижением Джона считается его алгоритм определения искусственной вязкости. С его помощью удалось понять феномен ударных волн. В частности, физик открыл классическое решение потока и прибегнул к компьютерному моделированию баллистических исследований в данной сфере.
Президент США Дуайт Эйзенхауэр и Джон фон Нейман
К тому моменту биографии Джон фон Нейман стал ключевым экспертом по математике кумулятивных зарядов, который консультировал представителей вооруженных войск США. Он является автором концепции взрывных линз, использованных для сжатия плутониевого ядра оружия, которое было позднее сброшено на Хиросиму и Нагасаки.
Войдя в состав ученых Манхэттенского проекта, Нейман участвовал в группе по определению целей и вычислений, связанных с прогнозированием масштаба взрывов и численности погибших граждан. Любопытно, что он был живым очевидцем первых ядерных испытаний.
В середине 40-х годов Джон фон Нейман был сторонником разработки водородной бомбы. Совместно с Клаусом Фуксом он участвовал в модернизации способов и применения ядерной энергии.
После окончания Второй мировой войны (1939-1945) Нейман работал на ЦРУ и армию США, в качестве консультанта систем вооружений. За пару лет до смерти он стал комиссаром АЭК, принимая участие в изготовлении компактных водородных бомб, рассчитанных для баллистических ракет.
Первой женой математика была Мариэтта Кевеши, с которой он прожил 7 лет. В этом союзе у супругов родилась дочь Марина. После этого он вступил в брак с Кларой Дан.
Джон вел роскошную жизнь, заботясь о своей внешности и домашнем убранстве. Интересен факт, что дома он часто включал телевизор на максимальную громкость, чем сильно досаждал соседям. Одним из них был знаменитый Альберт Эйнштейн, который постоянно жаловался на громкую немецкую музыку.
Джон фон Нейман и его жена Клара
Неймана было сложно назвать бдительным водителем. Он мог запросто читать книгу, сидя за рулем, вследствие чего неоднократно попадал в аварии. По этой причине, у него происходили беспрерывные разбирательства с полисменами.
Фото Неймана
Джон фон Нейман в детстве
