біяграфія
Джон фон Нэйман - славуты навуковец і эрудыт, які спецыялізаваўся ў матэматыцы, фізіцы, эканоміцы, статыстыцы і вылічальнай тэхніцы. Аўтар 150 прац стаў піянерам ва ўжыванні тэорыі аператараў да квантавай механікі і цэнтральнай фігурай у развіцці канцэпцый клеткавых аўтаматаў, універсальнага канструктара і лічбавага кампутара. Будучы ўдзельнікам Манхэтэнскага праекта, фон Нэйман стварыў матэматычныя мадэлі, якія выкарыстоўваюцца ў ядзерную зброю, а пазней стаў кансультантам урадавай групы па ацэнцы сістэмы ўзбраенняў.Дзяцінства і юнацтва
Чалавек, знаёмы навукоўцу свеце пад імем Джон фон Нэйман, нарадзіўся 28 снежня 1903 году ў сталіцы Венгрыі, Будапешце, у шчаснай габрэйскай сям'і. Бацька Макс Нэйман, доктар юрыспрудэнцыі, працаваў у банку, а маці Маргарэт Кан вяла гаспадарку і выхоўвала траіх дзяцей. Будучы навуковец з дзяцінства выяўляў неверагодныя здольнасці: у 6-гадовага ўзросту ён свабодна дзяліў і памнажаў у розуме доўгія лікі і казаў на старажытнагрэчаскай мове.
Атрымаўшы першыя ўрокі ў гувернантак, хлопчык пазнаёміўся з дыферэнцыяльным і інтэгральным вылічэннем і вывучыў некалькі тамоў гісторыі, напісанай Вільгельмам Онкеном. Калі фон Нэйману споўнілася 10 гадоў, бацькі адправілі яго ў лепшы школу Будапешта, выхаваў не адно пакаленне вялікіх розумаў, і нанялі прыватных рэпетытараў, каб развіць і ўмацаваць веды сына.
Да 19 гадам юнак выпусціў публікацыю, у якой даў сучаснае вызначэнне парадкавых лікаў, замяніўшы фармулёўку Георга Кантара, і выйграў нацыянальную прэмію Eötvös. Бацька захапляўся розумам юнага фон Нэймана, але не бачыў прадуктыўнага прымянення яго ведаў. Пайшоўшы на кампраміс, юнак пагадзіўся стаць інжынерам-хімікам і на працягу 2-х гадоў вывучаў неабходныя прадметы ў універсітэце Берліна. У 1923 годзе ён паступіў у Вышэйшую тэхнічную школу Цюрыха, адначасова стаўшы кандыдатам матэматычных навук у ELTE.
Скончыўшы абодва навучальныя ўстановы, малады чалавек працягнуў ўдасканальвацца і здаў уступныя экзамены ў Гётынгенскі універсітэт імя Георга-Аўгуста, атрымаў стыпендыю Фонду Ракфелера і трапіў на кафедру Давіда Гільберта, які праславіўся аксиоматикой эўклідавай геаметрыі і стварэннем функцыянальнага аналізу.
У 1926 году фон Нэйман атрымаў доктарскую ступень па матэматыцы і стаў лектарам Берлінскага універсітэта. Мяркуючы па фота, пачатковец выкладчык арганічна ўпісаўся ў абстаноўку каледжа і вёў заняткі, пастаянна знаходзячыся каля дошкі, пакрытай формуламі і вылічэннямі. Да канца 1929 года малады прыват-дацэнт надрукаваў 32 навуковых артыкулы і перайшоў у калектыў вышэйшай навучальнай установы горада Прынстана, ЗША, дзе працаваў да канца жыцця.
навуковая дзейнасць
Першым буйным цяжкасцю фон Нэймана стала дысертацыя, якая апісвае новы падыход да фармалізацыі тэорыі мностваў. Вучоны сфармуляваў 2 спосабу збавення ад парадоксу Расэла, увёўшы тэрміны "аксіёма падставы" і "клас".
Аксіёма падставы мела на ўвазе пабудова мностваў знізу ўверх і арганізацыю паслядоўнасці, дзе кожнае мноства папярэднічала іншаму або ішло за ім. Для дэманстрацыі адсутнасці супярэчнасцяў Джон ужыў паняцце метаду ўнутранай мадэлі, якое стала асноватворным прыладай у працы над тэорыяй мностваў.
Для апісання 2-га спосабу выключэння матэматычнага парадоксу фон Нэйман атаясаміцца мноства з паняццем класа і прадэманстраваў верагоднасць пабудовы групы мностваў, якія не належаць самі сабе.
У артыкулах, выпушчаных у канцы 1920-х гадоў, фон Нэйман вызначыўся укладам у эргодическую тэорыю, а затым перайшоў да пытанняў квантавай механікі і яе матэматычнага абгрунтавання. Ён напісаў шэраг навуковых твораў у гэтай галіне і даказаў, што квантавыя сістэмы - гэта не што іншае, як кропкі ў гильбертовом прасторы, над якім размешчаны лінейныя аператары, якія складаюцца з звычайных фізічных велічынь.
Доказ фон Нэймана дало старт даследаваннях, якія прывялі да сцвярджэння, што квантавая фізіка небудзь мае патрэбу ў паняцці рэальнасці, альбо павінна ўключаць нелокальность ў відавочнае парушэнне спецыяльнай тэорыі адноснасці.
Разважаючы пра матэматычных пачатках квантавай механікі, Джон фон Нэйман прааналізаваў так званую тэорыю вымярэння і зрабіў выснову, што фізічная сусвет можа быць абумоўлена універсальнай хвалевай функцыяй.
Гэта падштурхнула даследчыка да адкрыцця фундаментальных прынцыпаў функцыянальнага аналізу, стварэння тэорыі абмежаваных аператараў і ўвядзенні паняцця "прамога інтэграла», што прынесла Джону мемарыяльную прэмію імя Бохера ў 1938 годзе.
Адной з шматлікіх заслуг вугорскага матэматыка стала доказ «тэарэмы аб минимаксе», неабходнага элемента зараджалася тэорыі гульняў. Вучоны зразумеў, што ў гульнях з нулявой сумай прысутнічае пара стратэгій, якая дазваляе кожнаму ўдзельніку мінімізаваць ўласныя максімальныя страты. Гулец абавязаны ўлічыць усе існуючыя рэакцыі праціўніка і разыграць аптымальную стратэгію, якая стане гарантам мінімізацыі яго максімальнага стратаў.
Паміж 1937 і 1939 гадамі фон Нэйман вывучаў тэорыю рашотак, дзе аб'ектам даследавання з'яўляліся часткова спарадкаваныя мноства, у якіх кожныя 2 элемента мелі найбольшую ніжнюю мяжу і найменшую верхнюю, і ў працэсе даказаў наступную асноўную тэарэму прадстаўлення.
Акрамя таго, фон Нэйман ўклаўся ў развіццё эканомікі, надрукаваўшы працы аб інтэлектуальным і матэматычным узроўні гэтай дысцыпліны. Абапіраючыся на вынікі, Джон вынайшаў тэорыю дваістасці у лінейным праграмаванні і стаў аўтарам першага ўнутранага кропкавага метаду, які базаваўся на сістэме до.
Чарговы заслугай Джона фон Нэймана лічыцца праца ў сферы навукі інфарматыкі, прысвечаная стварэнню і апісання архітэктуры ЭВМ, дзе ў падставе ляжала двайковае кадаваньне, аднастайнасць і адрасаванай памяці, умоўны пераход і паслядоўнае праграмаванне кіравання. Выкарыстоўваючы кампутары першага пакалення, Джон ў супрацоўніцтве з Аланам Т'юрынга даследаваў праблемы філасофіі штучнага інтэлекту, але ў гэтым пытанні далёка не прасунулася.
У гідрадынаміцы асноўным вынаходствам фон Нэймана прызнаны алгарытм вызначэння штучнай глейкасці, які дапамог у разуменні феномену ўдарных хваль. Вучоны адкрыў класічнае рашэнне патоку і ужыў камп'ютэрнае мадэляванне для балістычных даследаванняў у гэтай галіне.
З канца 1930-х гадоў Джон стаў галоўным спецыялістам па матэматыцы кумулятыўных зарадаў, кансультаваў узброеныя сілы Злучаных Штатаў. З'яўляючыся адным са стваральнікаў атамнай бомбы, вучоны распрацаваў канцэпцыю і дызайн выбуховых лінзаў, якія ўжываюцца для сціску плутоніевай ядра зброі, якое неўзабаве было скінута на Хірасіму і Нагасакі.
Будучы ўдзельнікам Манхэтэнскага праекта, фон Нэйман уваходзіў у камітэт па адборы мэтаў атамнай бомбы і разлікаў, звязаных з прагназаваннем памераў выбухаў і колькасці загінулых людзей. Матэматык, ня расцэньваю гэтую старонку біяграфіі як ганебную, стаў відавочцам першых выбуховых выпрабаванняў на палігоне паблізу армейскага аэрадрома Аламогордо пад кодавай назвай «Трыніці».
У сярэдзіне 1940-х гадоў Джон падтрымліваў ідэю канструкцыі вадароднай бомбы і разам з тэарэтыкам Клаўсам Фукс падаў сакрэтны патэнт на ўдасканаленне метадаў і сродкаў прымянення ядзернай энергіі.
У паваенны час фон Нэймана зрабілі кансультантам групы па ацэнцы сістэмы ўзбраенняў, якая працавала на ўрад, ваенных і ЦРУ. У 1955 году навуковец стаў камісарам АЭК і ўдзельнічаў у вытворчасці кампактных вадародных бомбаў, прыдатных для транспарціроўкі на міжкантынентальных балістычных ракетах.
Асабістае жыццё
У 1930 году Джон прыняў каталіцызм і ўзяў у жонкі дзяўчыну па імі Мариэтта Кёвеши, якая вывучала эканоміку ў Будапешцкім універсітэце. У 1935 годзе ў пары нарадзілася дачка Марына, якая стала прафесарам дзелавога адміністравання і дзяржаўнай палітыкі ў Мічыгане. Падчас візітаў на радзіму фон Нэйман захапіўся Кларай Дан, якая ў хуткім часе заняла цэнтральнае месца ў асабістым жыцці матэматыка і ў 1938 годзе стала яго 2-ой жонкай.
Новая сям'я пераехала ў Прынстан і пасялілася ў шыкоўным маёнтак, размешчаным непадалёк ад пачатковай школы Community Park, стаўшы цэнтрам акадэмічнага грамадства універсітэцкага гарадка.
Вучоны жыў на шырокую нагу, надаючы пільную ўвагу вонкавым выглядзе і хатняй абстаноўцы, любіў смачную ежу і дарагія напоі. Цікавы той факт, што, працуючы дома, фон Нэйман уключаў тэлевізар на поўную гучнасць і перашкаджаў навакольным. Сусед па памяшканні Альберт Эйнштэйн рэгулярна скардзіўся на шумную нямецкую музыку, даносы з кабінета Джона.
Акрамя таго, матэматык набыў рэпутацыю дрэннага кіроўцы, які дазваляў сабе чытаць кнігу, знаходзячыся за рулём машыны. Гэта справакавала некалькі аварый і бясконцыя разбору з дарожнай паліцыяй.
смерць
Праблемы са здароўем у фон Нэймана пачаліся ў 1954 годзе, калі лекары выявілі касцяны рак. Рэальныя прычыны ўзнікнення хваробы невядомыя, але біёграфы мяркуюць, што пухліна магло выклікаць апрамяненне, што атрымана ў ходзе работы над атамным праектам у гады Другой сусветнай вайны.
Апошнія гады і месяцы жыцця вугорскага матэматыка прайшлі ў пакутах, звязаных з рэцыдывамі захворвання. Узімку 1957 года фізічны стан фон Нэймана запатрабавала тэрміновай шпіталізацыі, але лячэнне не дапамагло, і 8 лютага навуковец памёр у палаце медыцынскага цэнтра імя Ўолтара Рыда. Прычынай смерці стала злаякасная пухліна касцяной тканіны.