біографія
Джон фон Нейман - прославлений учений і ерудит, який спеціалізувався в математиці, фізиці, економіці, статистиці та обчислювальної техніки. Автор 150 робіт став піонером в застосуванні теорії операторів до квантової механіки і центральною фігурою в розвитку концепцій клітинних автоматів, універсального конструктора і цифрового комп'ютера. Будучи учасником Манхеттенського проекту, фон Нейман створив математичні моделі, що використовуються в ядерній зброї, а пізніше став консультантом урядової групи з оцінки системи озброєнь.Дитинство і юність
Людина, знайомий вченому світу під ім'ям Джон фон Нейман, народився 28 грудня 1903 року в столиці Угорщини, Будапешті, в благополучній єврейській родині. Батько Макс Нейман, доктор юриспруденції, працював в банку, а мати Маргарет Канн вела господарство і виховувала трьох дітей. Майбутній вчений з дитинства виявляв неймовірні здібності: в 6-річному віці він вільно ділив і примножував в розумі довгі числа і говорив давньогрецькою мовою.
Отримавши перші уроки у гувернанток, хлопчик познайомився з диференціальним і інтегральним обчисленням і вивчив кілька томів історії, написаної Вільгельмом Онкеном. Коли фон Нейманом виповнилося 10 років, батьки відправили його в кращу школу Будапешта, яка виховала не одне покоління великих умів, і найняли приватних репетиторів, щоб розвинути і зміцнити знання сина.
До 19 років хлопець випустив публікацію, в якій дав сучасне визначення порядкових чисел, що замінило формулювання Георга Кантора, і виграв національну премію Eötvös. Батько захоплювався розумом юного фон Неймана, але не бачив продуктивного застосування його знань. Пішовши на компроміс, юнак погодився стати інженером-хіміком і протягом 2-х років вивчав необхідні предмети в університеті Берліна. У 1923 році він вступив до Вищої технічної школи Цюріха, одночасно ставши кандидатом математичних наук в ELTE.
Закінчивши обидва навчальні заклади, молода людина продовжив вдосконалюватися і здав вступні іспити до Геттінгенського університету імені Георга-Августа, отримав стипендію Фонду Рокфеллера і потрапив на кафедру Давида Гільберта, який прославився аксіоматикою геометрії Евкліда і створенням функціонального аналізу.
У 1926 році фон Нейман отримав докторський ступінь з математики та став лектором Берлінського університету. Судячи з фото, початківець викладач органічно вписався в обстановку коледжу і вів заняття, постійно перебуваючи біля дошки, покритої формулами і обчисленнями. До кінця 1929 року молодий приват-доцент надрукував 32 наукових статті та перейшов в колектив вищого навчального закладу міста Прінстона, США, де пропрацював до кінця життя.
Наукова діяльність
Першим великим трудом фон Неймана стала дисертація, що описує новий підхід до формалізації теорії множин. Вчений сформулював 2 способи позбавлення від парадоксу Рассела, ввівши терміни "аксіома підстави" і "клас".
Аксіома підстави мала на увазі побудова множин від низу до верху і організацію послідовності, де кожне безліч передувало іншому або йшло за ним. Для демонстрації відсутності протиріч Джон застосував поняття методу внутрішньої моделі, яке стало основним знаряддям в роботі над теорією множин.
Для опису 2-го способу виключення математичного парадоксу фон Нейман ототожнив безліч з поняттям класу і продемонстрував ймовірність побудови групи множин, які не належать самі собі.
У статтях, випущених в кінці 1920-х років, фон Нейман відзначився внеском в ергодичної теорії, а потім перейшов до питань квантової механіки і її математичного обґрунтування. Він написав ряд наукових творів в цій області і довів, що квантові системи - це не що інше, як точки в гільбертовому просторі, над яким розташовані лінійні оператори, що складаються зі звичайних фізичних величин.
Доказ фон Неймана дало старт дослідженням, який привів до утвердження, що квантова фізика або потребує понятті реальності, або повинна включати нелокальність в явне порушення спеціальної теорії відносності.
Розмірковуючи про математичних засадах квантової механіки, Джон фон Нейман проаналізував так звану теорію вимірювання і зробив висновок, що фізична всесвіт може бути обумовлена універсальної хвильової функцією.
Це підштовхнуло дослідника до відкриття фундаментальних принципів функціонального аналізу, створення теорії обмежених операторів і введення поняття «прямого інтеграла», що принесло Джону меморіальну премію імені Бохера в 1938 році.
Однією з численних заслуг угорського математика стало доказ «теореми про мінімакс», необхідного елемента зароджувалася теорії ігор. Вчений зрозумів, що в іграх з нульовою сумою присутній пара стратегій, що дозволяє кожному учаснику мінімізувати власні максимальні втрати. Гравець зобов'язаний врахувати всі існуючі реакції супротивника і розіграти оптимальну стратегію, яка стане гарантом мінімізації його максимального збитку.
Між 1937 і 1939 роками фон Нейман вивчав теорію решіток, де об'єктом дослідження були частково впорядковані множини, в яких кожні 2 елементи мали найбільшу нижню межу і найменшу верхню, і в процесі довів наступну основну теорему уявлення.
Крім того, фон Нейман вклався в розвиток економіки, надрукувавши праці про інтелектуальний і математичному рівні цієї дисципліни. Спираючись на результати, Джон винайшов теорію двоїстості в лінійному програмуванні і став автором першого внутрішнього точкового методу, який базувався на системі Гордана.
Черговий заслугою Джона фон Неймана вважається робота в сфері науки інформатики, присвячена створенню та опису архітектури ЕОМ, де в основі лежало двійкове кодування, однорідність і адресується пам'яті, умовний перехід і послідовне програмування управління. Використовуючи комп'ютери першого покоління, Джон у співпраці з Аланом Тьюрингом досліджував проблеми філософії штучного інтелекту, але в цьому питанні далеко не просунувся.
У гідродинаміці основним винаходом фон Неймана визнаний алгоритм визначення штучної в'язкості, який допоміг в розумінні феномена ударних хвиль. Вчений відкрив класичне рішення потоку і застосував комп'ютерне моделювання для балістичних досліджень в цій області.
З кінця 1930-х років Джон став головним фахівцем з математики кумулятивних зарядів, консультували збройні сили Сполучених Штатів. Будучи одним з творців атомної бомби, вчений розробив концепцію і дизайн вибухових лінз, що застосовуються для стиснення плутонієвого ядра зброї, яке незабаром було скинуто на Хіросіму і Нагасакі.
Будучи учасником Манхеттенського проекту, фон Нейман входив до комітету з відбору цілей атомної бомби і розрахунків, пов'язаних з прогнозуванням розмірів вибухів і кількості загиблих людей. Математик, що не розцінював цю сторінку біографії як ганебну, став очевидцем перших вибухових випробувань на полігоні поблизу армійського аеродрому Аламогордо під кодовою назвою «Трініті».
В середині 1940-х років Джон підтримував ідею конструкції водневої бомби і разом з теоретиком Клаусом Фуксом подав секретний патент на вдосконалення методів і засобів застосування ядерної енергії.
У повоєнний час фон Неймана зробили консультантом групи по оцінці системи озброєнь, яка працювала на уряд, військових і ЦРУ. У 1955 році вчений став комісаром АЕК і брав участь у виробництві компактних водневих бомб, придатних для транспортування на міжконтинентальних балістичних ракетах.
Особисте життя
У 1930 році Джон прийняв католицизм і взяв за дружину дівчину по імені Маріетта Кёвеші, яка вивчала економіку в Будапештському університеті. У 1935 році у пари народилася дочка Марина, яка стала професором ділового адміністрування та державної політики в Мічигані. Під час візитів на батьківщину фон Нейман захопився Кларою Дан, яка незабаром зайняла центральне місце в особистому житті математика і в 1938 році стала його 2-ий дружиною.
Нова сім'я переїхала в Прінстон і оселилася в шикарному маєтку, розташованому неподалік від початкової школи Community Park, ставши центром академічного товариства університетського містечка.
Вчений жив на широку ногу, приділяючи пильну увагу зовнішньому вигляду і домашній обстановці, любив смачну їжу і дорогі напої. Цікавим є той факт, що, працюючи вдома, фон Нейман вмикав телевізор на повну гучність і заважав оточуючим. Сусід по приміщенню Альберт Ейнштейн регулярно скаржився на гучну німецьку музику, що доносилася з кабінету Джона.
Крім того, математик придбав репутацію поганого водія, який дозволяв собі читати книгу, перебуваючи за кермом машини. Це спровокувало кілька аварій і нескінченні розгляди з дорожньою поліцією.
смерть
Проблеми зі здоров'ям у фон Неймана почалися в 1954 році, коли лікарі виявили кістковий рак. Реальні причини виникнення хвороби невідомі, але біографи припускають, що пухлина могло викликати опромінення, отримане в ході роботи над атомним проектом в роки Другої світової війни.
Останні роки і місяці життя угорського математика пройшли в муках, пов'язаних з рецидивами захворювання. Взимку 1957 року фізична стан фон Неймана зажадало термінової госпіталізації, але лікування не допомогло, і 8 лютого вчений помер в палаті медичного центру імені Уолтера Ріда. Причиною смерті стала злоякісна пухлина кісткової тканини.