Биография математика Джона фон Неймана

Джон Луи фон Нейман — пионер информатики XX века. Его концепция сохранения компьютерной программы привела к разработке мощных суперкомпьютеров, используемых правительствами, университетами и другими учреждениями. Биография Джона фон Неймана насыщена датами и интересными событиями. Одна из самых известных цитат ученого иллюстрирует глубину его интеллекта: «Если люди не верят, что математика проста, то только потому, что они не понимают, насколько сложна жизнь».

Оглавление:

• Ранние годы
• Первые шаги в науке
• Принстонский университет
• Манхэттенский проект
• Личная жизнь
• Научное наследие
• Награды и почести

Ранние годы

Джон Луи Нейман родился 28 декабря 1903 г. в столице Венгрии Будапеште в семье богатых еврейских банкиров. В детстве его называли Янси (уменьшительная форма Яноша), затем в США его стали звать Джонни. Уже с юных лет Янси проявлял уникальные способности, поскольку обладал эйдетической памятью. В возрасте шести лет он мог в уме разделить два восьмизначных числа и разговаривал на древнегреческом языке.

Семья Неймана иногда развлекала гостей демонстрацией способности Джонни запоминать телефонную книгу. Джонни, прочитав колонку несколько раз, мог ответить на любой заданный ему вопрос.

До 1914 г. он был на домашнем обучении, а в 1911 г. поступил в лютеранскую гимназию. Учитель математики быстро признал в ученике гения. Для него была назначена специальная программа обучения, в которой предусматривалось усиленное занятие математикой. В 1921 г. он закончил образование в гимназии.

Отец Джонни не хотел, чтобы юноша занимался математикой, считая, что она не принесет ему должного материального вознаграждения. В итоге был найден компромисс: базовым университетским предметом была выбрана химия. В то время Венгрия по многим причинам была сложной страной для евреев. В ней существовало ограничение на количество еврейских студентов, поэтому молодой Нейман поступает в 1921 г. в Берлинский университет для изучения химии.

Первые шаги в науке

Джонни не имел базовых знаний по химии, поэтому решил пройти двухгодичный курс в Берлинском университете. Все еще заинтересованный в изучении математики, он одновременно поступает в Будапештский университет, где заочно защищает кандидатскую диссертацию. Находясь в Берлине, он работал с Эрхардом Шмидтом по теории множеств, а также посещал курсы по физике, включая статистическую механику, которую преподавал Альберт Эйнштейн.

С 1923 года Нейман проводил исследования в области химии и математики. Он начал изучать теорию согласованности Гильберта с немецким математиком Германом Вейлем. В 1926 г. он окончил Берлинский университет по специальности инженер-химик и с отличием Будапештский университет. Осенью 1926 г. Нейман отправляется в Геттинген, чтобы продолжить свою работу с Давидом Гильбертом.

Принстонский университет

Джон впервые приехал в Америку в октябре 1929 г., когда его пригласили читать лекции по квантовой теории в Принстонском университете. В 1930 г. он принял приглашение университета и стал профессором, проработав на этой должности до 1933 г. В этом году к власти в Германии пришел Адольф Гитлер, и Джон Нейман полностью отказался от всех академических должностей в Европе из-за несогласия с нацистским режимом.

В 1933 г. тридцатилетнему Джону было предложено пожизненное профессорство в Институте повышения квалификации (IAS) в США, который был основан всего лишь три года назад. Нейман стал одним из первых профессоров IAS, в числе которых были выдающиеся ученые Альберт Эйнштейн, Марстон Морс, Освальд Веблен и Герман Вейль.

Манхэттенский проект

В 1937 г. Нейман подал заявку на должность лейтенанта в резерв боеприпасов Министерства обороны США. В середине 30-х годов Джонни заинтересовался проблемами гидродинамической турбулентности. Его работа в начале Второй мировой войны касается изучения уравнений гидродинамики и теории ударов.

С 1940 года Нейман был членом Научно-консультативного комитета при Баллистических исследовательских лабораториях на Абердинском полигоне в Мэриленде. Он принял участие в разработке водородной бомбы, предложил метод взрыва для подготовки ядерного топлива.

Ученый был членом Военно-морского бюро боеприпасов с 1941 по 1955 год и консультантом Лос-Аламосской научной лаборатории с 1943 по 1955 год. Нейман присутствовал во время испытания 16 июля 1945 года в пустыне Невада, когда был проведен первый взрыв атомной бомбы. С 1950 по 1955 г. он был участником проекта по созданию специального оружия для вооруженных сил в Вашингтоне.

Личная жизнь

Несмотря на многочисленные назначения, обязанности и позитивные результаты исследований, Нейман вел довольно необычный образ жизни для математика. В обществе его можно было принять за управляющего банком. Он был гурманом и весельчаком, хотя и консервативным. Проявлял большой интерес к людям, был неизлечимым сплетником и неплохим рассказчиком с отличным чувством юмора. Нейман принес в Принстон часть аромата ночной жизни в стиле кабаре, которую он нашел привлекательной в 1920-х годах в Берлине.

Джон Нейман женился на Мариэтте Кёвеши перед переездом в США в 1930 г. У пары родилась дочка Марина в 1935 г., которая сейчас является профессором Мичиганского университета. В 1937 г. семья распалась. На следующий год он женился на Кларе Дэн из Будапешта. С нею он познакомился во время своего европейского визита. Вскоре она стала ученым и первым программистом для ENIAC. После заключения брака они отплыли в США и обосновались в Принстоне.

Длинные дикие вечеринки, которые он и Клара регулярно устраивали дома в Принстоне два раза в неделю, вскоре стали знаменитыми. Джон обычно носил серый фланелевый деловой костюм, он даже в теннис играл в нем. Математик любил много есть и пить, его жена шутила, что он способен просчитать все, кроме калорий. Он был слабым водителем, но любил водить машину. Порой за рулем читал книгу, что приводило к многочисленным авариям. Когда Катберт Херд принял его консультантом в IBM, то зачастую тайно оплачивал штрафы Неймана.

Помимо работы по теории компьютера он был важным военным советником, чье влияние распространилось на высшие круги правительства США и вооруженные силы. В 1955 г. ученому был поставлен диагноз рак кости. Специалисты считали, что болезнь была вызвана облучением во время испытаний атомной бомбы. До конца своей жизни он находился под контролем военных, которые особенно усилили его охрану во время болезни, поскольку боялись, что под воздействием лекарств он сможет раскрыть государственные тайны.

Нейман был самопровозглашенным антикоммунистом, одобрял милитаризацию и распространение ядерного оружия. После того как в 1955 г. у ученого диагностировали рак, он продолжал свою исследовательскую и профессиональную деятельность.

Находясь в больнице Уолтера Рида в Вашингтоне, он пригласил римского католического священника Ансельма Стриттматтера. Этот шаг потряс многих друзей ученого. Священник совершил последние таинства, после чего математик умер 8 февраля 1957 года в возрасте 53 лет. Он похоронен на Принстонском кладбище, штат Нью-Джерси.

Последняя его книга «Компьютер и мозг», в которой были изложены его взгляды на аналогию между вычислительными машинами и человеческим мозгом, была опубликована Йельским университетом посмертно.

Научное наследие

Джон Нейман написал 150 работ: 60 из них были по теоретической математике, 20 — по физике и 60 — по прикладной математике. Его финальная работа, написанная в больнице, а затем опубликованная в виде книги «Компьютер и мозг», дает представление о его интересах в последние дни жизни. Главные труды Неймана:

1. «Математическая теория игр». Произведение впервые было опубликовано в 1928 году на немецком языке.
2. «Математические основы квантовой механики. Реферат по физике». Книга впервые была опубликована автором в 1932 г. в Германии.
3. «Логика квантовой механики», 1936 г. Основной доклад в Нью-Йорке.
4. «Об экономической системе уравнений и обобщении теоремы Брауэра о неподвижной точке». Краткое сообщение 1937 г.
5. «Теория игр и экономического поведения». Нью-Йорк, 1944 г.
6. «Функциональные операторы», 1950 г. Место издания — Принстонский университет.
7. «Вероятностная логика и синтез надежных организмов из ненадежных компонентов». Нью-Йорк, 1956 г.
8. «Компьютер и мозг». Опубликовано посмертно в 1958 г. в Нью-Хейвене.
9. «Непрерывная геометрия». Издано посмертно в 1960 г. в Принстоне.
10. «Теория самовоспроизводящихся автоматов». Напечатано посмертно в 1966 г. в Иллинойсе.

Награды и почести

Нейман большую часть своей научной деятельности занимался исследованиями и изобретениями в Институте перспективных исследований. Три наивысших достижения Дж. фон Неймана:

1. Вклад в аксиоматическую систему теории множеств.
2. Фундаментальный вклад в теорию аналитических мер.
3. Математическая формулировка квантовой механики.

Кроме того, ученый занимался разработкой теории решеток и игр, квантовой логикой, математической экономикой и статистикой.

Ученый опубликовал статьи по теории операторов, его работа была применена в эргодической теореме Неймана. Он ввел изучение колец операторов через Ряд Неймана, а также ввел прямой интеграл в 1949 году. Нейман опирался на свою модель расширяющейся экономики и матричных игр и изобрел теорию двойственности в линейном программировании. Он также был экспертом по взрывам и математике кумулятивных зарядов.

Изобретатель работал на военно-морском флоте, занимался исследованиями ядерного оружия, а также участвовал в Манхэттенском проекте. Нейман был членом нескольких престижных академий:

1. Американской академии искусств и наук.
2. Academiz Nacional de Ciencias Exactas, Перу.
3. Acamedia Nazionale dei Lincei, Италия.
4. Королевской академии наук и литературы Нидерландов.
5. Зала славы обработки информации.

Академическая карьера ученого была наполнена наградами и почестями. Лекция Джона Неймана ежегодно кратко читается в Обществе промышленной и прикладной математики (SIAM) исследователям, которые внесли вклад в прикладную математику, а выбранный лектор получает денежную премию. В честь математика названы кратер на Луне и вычислительный центр в Принстоне.

4 мая 2005 года Почтовая служба США выпустила серию марок с изображениями американских ученых. Она состояла из четырех 37-центовых самоклеящихся марок в нескольких конфигурациях. На снимках были изображены Джон Нейман, Барбара МакКлинток, Джордж Уиллард Гиббс и Ричард Фейнман. После смерти Неймана ученым, достигшим выдающихся успехов, присуждаются премии его имени:

1. Теоретическая премия имени Джона фон Неймана присуждается ежегодно лицу или группе лиц, которые внесли фундаментальный и устойчивый вклад в теорию исследования операций и наук управления.
2. IEEE John von Neumann Medal ежегодно присуждается IEEE «за выдающиеся достижения в области компьютерных наук и технологий».
3. Премия имени Джона фон Неймана вручается колледжем Повышения квалификации имени Райка Ласло ежегодно с 1995 года профессорам, которые внесли выдающийся вклад в точные социальные науки и благодаря своей работе оказали сильное влияние на профессиональное развитие.

Джон Нейман вдохновлял многих современных физиков и математиков. Например, его незавершенная работа по теории игр была закончена Джоном Форбсом Нэшем. Своими исследованиями по квантовой теории, атомной бомбе и компьютеру ученый оказал большее влияние на современный мир, чем любой другой математик XX века.