Informatica in chipurile lui John von Neumann. Teoria jocurilor de J. von Neumann

John von Neumann scurtă biografie Matematician maghiar-american care a contribuit la analiza funcțională, logica cuantică, fizica cuantică, teoria seturilor, economie și informatică.

Biografia lui John von Neumann pe scurt

Anii de viață ai lui John von Neumann 1903 – 1957

Viitorul om de știință s-a născut în capitala Ungariei, Budapesta. De mic, băiatul a fost interesat de natura logicii matematice și a numerelor. În plus, Neumann iubea istoria și a citit 40 de volume istoria lumii. La 10 ani a fost trimis la cel mai bun gimnaziu luteran din Budapesta. Și în 1922 era deja publicat în jurnalul comunității matematice germane.

La insistențele tatălui său, John von Neumann a extras pentru prima dată mine studii superioare la Universitatea Catolică Peter Pazman din Budapesta, în timp ce urma un curs de bază de inginerie chimică la Școala Tehnică din Zurich din Elveția. Tânărul a absolvit Universitatea Catolică cu un doctorat în matematică la vârsta de 22 de ani, la fel cum a absolvit școala din Zurich.

După ce a primit două diplome științifice, Neumann a urmat cursurile Universității Germane din Göttingen în 1926, unde a studiat mecanica cuantică și și-a propus să-și îmbunătățească și să eficientizeze teoriile acesteia. Omul de știință a căutat caracteristici comune ale mecanicii matriceale și ondulatorii și a studiat regulile lui Hilbert ale spațiului abstract.

Viața personală a lui Neumann

În perioada 1927 - 1929, când și-a prezentat teoria mecanicii cuantice, a început să participe la colocvii și conferințe. Avea deja la credit 32 de lucrări bine structurate. Neumann a devenit o adevărată vedetă în cercurile academice, deoarece abordările sale asupra teoriilor inovatoare au fost proaspete și creative. În 1929, a fost angajat ca profesor la Universitatea Princeton. Apoi s-a căsătorit cu Marietta Kevesi, care în 1935 a născut-o pe fiica sa Marina. Dar căsătoria lor nu a durat mult - s-au despărțit în 1936. Neumann pleacă într-o călătorie în Europa. Întors în America, omul de știință o întâlnește pe o anume Clara Dan, care ulterior i-a devenit soție în 1938.

Dar contribuția sa cea mai importantă la știință este că a luat parte la crearea computerelor și a fost, de asemenea, prima persoană care a creat principiile pe care funcționează un computer. Principiile de bază ale lui John von Neumann sunt și astăzi relevante: toate calculatoarele electronice moderne funcționează pe aceste principii:

• Principiul unui sistem binar pentru calcularea comenzilor și a datelor.
• Principiul controlului programului. Un program este un set de comenzi executate de procesor într-o anumită secvență.
• Principiul omogenității memoriei. Toate datele sunt stocate și codificate într-o singură memorie.
• Principiul adresei memoriei. Memoria este formată din celule numerotate, iar procesorul are acces aleatoriu la oricare dintre ele.
• Principiul controlului secvenţial al programului. Comenzile stocate în memorie sunt executate pe rând după ce comanda anterioară a fost finalizată.
• Principiul tranziției condiționate. A fost formulat de Charles Babbage și Ada Lovelace. Von Neumann l-a adăugat arhitecturii sale generale.

Cauza morții lui John von Neumann

Medicii i-au dat celebrului om de știință un diagnostic dezamăgitor - cancer. Dar, în ciuda faptului că John stătea într-o targă, matematicianul a dus o viață activă. Marele om de știință a murit pe 8 februarie 1957.

Cine este von Neumann? Masele largi ale populației sunt familiarizate cu numele lui chiar și cei care nu sunt interesați de matematica superioară îl cunosc pe om de știință.

Chestia este că a dezvoltat o logică cuprinzătoare pentru funcționarea unui computer. Astăzi este implementat în milioane de computere de acasă și de afaceri.

Cele mai mari realizări ale lui Neumann

A fost numit o mașină matematică umană, un om cu o logică impecabilă. S-a bucurat sincer când a întâmpinat o problemă conceptuală dificilă care a necesitat nu numai rezolvarea, ci și crearea preliminară a unui set de instrumente unic pentru aceasta. Omul de știință însuși, cu modestia sa caracteristică, în ultimii ani și-a anunțat foarte pe scurt - în trei puncte - contribuția sa la matematică:

Justificarea mecanicii cuantice;

Crearea teoriei operatorilor nemărginiți;

Teoria ergodică.

Nici măcar nu a menționat contribuția sa la teoria jocurilor, la dezvoltarea computerelor electronice, la teoria automatelor. Și acest lucru este de înțeles, pentru că vorbea despre matematică academică, unde realizările lui arată ca aceleași vârfuri impresionante ale inteligenței umane ca și lucrările lui Henri Poincaré, David Hilbert, Hermann Weyl.

Tip sangvin sociabil

Mai mult, cu toate acestea, prietenii săi și-au amintit că, alături de capacitatea lui supraomenească de a lucra, von Neumann avea un uimitor simț al umorului, era un povestitor genial, iar casa lui din Princeton (după mutarea în SUA) era reputată a fi cel mai ospitalier și primitor. Prietenii lui îl îndrăgeau și chiar îl numeau pe prenumele lui: Johnny.

Era înăuntru cel mai înalt grad un matematician atipic. Ungurul era interesat de oameni, era neobișnuit de amuzat de bârfe. Cu toate acestea, a fost mai mult decât tolerant cu slăbiciunile umane. Singurul lucru pentru care nu și-a cerut scuze a fost necinstea științifică.

Omul de știință părea să colecteze slăbiciunile și ciudateniile umane pentru a colecta statistici despre abaterile sistemului. Iubea istoria și literatura, memorând fapte și date în mod enciclopedic. Von Neumann, pe lângă limba sa maternă, vorbea fluent engleza, germană și franceză. A mai comunicat, deși nu fără defecte, în spaniolă. Am citit în latină și greacă.

Cum arăta acest geniu? om gras de înălțime medie într-un costum gri cu un mers lejer, dar inegal și cumva spontan accelerat și încetinit. O privire pătrunzătoare. Un bun conversator. Putea să vorbească ore întregi pe subiecte care îl interesau.

Copilărie și adolescență

Biografia lui Von Neumann începe pe 23 decembrie 1903. În acea zi, la Budapesta, Janos, cel mai mare dintre trei fii, s-a născut în familia bancherului Max von Neumann. El este cel care va deveni John în viitor peste Atlantic. Cât de mult înseamnă creșterea corectă, care dezvoltă abilitățile naturale, în viața unei persoane! Chiar înainte de școală, Jan a fost instruit de profesori angajați de tatăl său. Băiatul și-a făcut studiile secundare la un gimnaziu de elită luterană. Apropo, E. Wigner, viitorul laureat al Premiului Nobel, a studiat în același timp cu el.

Apoi, tânărul a primit studii superioare la Universitatea din Budapesta. Din fericire pentru el, pe când era încă la universitate, Janos l-a întâlnit pe un profesor de matematică superioară, Laszlo Ratz. Acest profesor cu T mare a primit puterea de a descoperi viitorul geniu matematic al tânărului. L-a introdus pe Janos în cercul elitei matematice maghiare, în care Lipot Fejer cânta la prima vioară.

Datorită patronajului lui M. Fekete și I. Kürschak, von Neumann și-a câștigat deja o reputație de tânăr talent în cercurile științifice până la momentul în care și-a primit certificatul de înmatriculare. Începutul lui a fost într-adevăr devreme. Prima ta munca stiintifica Janos a scris „Despre locația zerourilor polinoamelor minime” la vârsta de 17 ani.

Romantic și clasic într-unul singur

Neumann se remarcă printre venerabilii matematicieni pentru versatilitatea sa. Cu excepția, poate, a teoriei numerelor, toate celelalte ramuri ale matematicii au fost, într-o măsură sau alta, influențate de ideile matematice ale maghiarului. Oamenii de știință (conform clasificării lui V. Oswald) sunt fie romantici (generatori de idei), fie clasici (știu să tragă consecințe din idei și să formuleze o teorie completă.) El ar putea fi clasificat ca ambele tipuri. Pentru claritate, să prezentăm principalele lucrări ale lui von Neumann, identificând în același timp ramurile matematicii la care se referă.

- „Despre axiomatica teoriei mulțimilor” (1923).

- „Spre teoria dovezilor lui Hilbert” (1927).

2. Teoria jocurilor:

- „Către teoria jocurilor strategice” (1928).

Lucrare fundamentală „Comportamentul economic și teoria jocurilor” (1944).

3. Mecanica cuantică:

- „Pe bazele mecanicii cuantice” (1927).

Monografia „Basele matematice ale mecanicii cuantice” (1932).

4. Teoria ergodică:

- „Despre algebra operatorilor funcționali..” (1929).

Seria de lucrări „Despre inelele operatorului” (1936 - 1938).

5. Sarcini aplicate pentru crearea unui computer:

- „Inversarea numerică a matricelor de ordin înalt” (1938).

- „Teoria logică și generală a automatelor” (1948).

- „Sinteza sistemelor fiabile din elemente nesigure” (1952).

Inițial, John von Neumann a evaluat capacitatea unei persoane de a-și practica știința preferată. În opinia sa, oamenilor li se oferă posibilitatea de a dezvolta abilități matematice până la vârsta de 26 de ani. Începutul timpuriu, conform omului de știință, este cel mai important. Apoi, adepții „Reginei Științelor” încep o perioadă de sofisticare profesională.

Calificările care cresc datorită deceniilor de studiu, potrivit lui Neumann, compensează scăderea abilităților naturale. Cu toate acestea, chiar și după mulți ani, omul de știință însuși s-a remarcat atât prin talent, cât și prin performanțe uimitoare, care au devenit nelimitate atunci când rezolvă probleme importante. De exemplu, justificarea matematică a teoriei cuantice i-a luat doar doi ani. Și în ceea ce privește profunzimea dezvoltării, a echivalat cu zeci de ani de muncă a întregii comunități științifice.

Pe principiile lui von Neumann

Unde își începea de obicei cercetările tânărul Neumann, despre a cărui activitate venerabili profesori spuneau că „se poate recunoaște un leu după gheare”? Când a început să rezolve problema, a formulat mai întâi un sistem de axiome.

Să luăm un caz special. Care sunt principiile lui von Neumann relevante pentru formularea sa a filozofiei matematice a construcției computerelor? În axiomatica lor raţională primară. Nu este adevărat că aceste mesaje sunt impregnate de o intuiție științifică strălucitoare?

Ele sunt integrale și substanțiale, deși au fost scrise de un teoretician când computerul nu era încă la vedere:

1. Calculatoarele trebuie să funcționeze cu numere prezentate în formă binară. Acesta din urmă se corelează cu proprietățile semiconductorilor.

2. Procesul de calcul efectuat de mașină este controlat folosind un program de control, care este o secvență formalizată de comenzi executabile.

3. Memoria îndeplinește o dublă funcție: stocarea atât a datelor, cât și a programelor. Mai mult, ambele sunt codificate în formă binară. Accesul la programe este similar cu accesul la date. Sunt aceleași ca tip de date, dar se disting prin metodele de procesare și accesare a celulei de memorie.

4. Celulele de memorie ale computerului sunt adresabile. La o anumită adresă, puteți accesa oricând datele stocate în celulă. Acesta este modul în care variabilele funcționează în programare.

5. Furnizarea unei comenzi unice pentru executarea comenzilor prin aplicarea În acest caz, acestea nu vor fi executate în ordinea firească a înregistrării lor, ci urmând adresa de tranziție specificată de programator.

Impresionează fizicienii

Orizonturile lui Neumann i-au permis să găsească idei matematice în cea mai largă lume fenomene fizice. Principiile lui John von Neumann au fost formate în colaborare creativă la crearea computerului ADVAK ​​​​cu fizicienii.

Unul dintre ei, pe nume S. Ulam, și-a amintit că John a înțeles instantaneu gândul lor, apoi în creierul său l-a tradus în limbajul matematicii. După ce a rezolvat expresiile și diagramele formulate de el însuși (omul de știință a făcut aproape instantaneu calcule brute în minte), a înțeles astfel însăși esența problemei.

Iar la etapa finală a muncii deductive efectuate, ungurul și-a transformat concluziile înapoi în „limbajul fizicii” și a oferit aceste informații cele mai relevante colegilor săi uluiți.

O astfel de deductivitate a făcut o impresie puternică asupra colegilor implicați în dezvoltarea proiectului.

Fundamentarea analitică a funcționării calculatorului

Principiile de funcționare ale computerului lui von Neumann au presupus părți separate de mașină și software. La schimbarea programelor, se obține o funcționalitate nelimitată a sistemului. Omul de știință a reușit să determine analitic principalele elemente funcționale ale viitorului sistem într-o manieră extrem de rațională. Ca element de control, el și-a asumat feedback în el. Omul de știință a dat numele unităților funcționale ale dispozitivului, care în viitor au devenit cheia revoluției informaționale. Deci, computerul imaginar al lui von Neumann a constat din:

Memorie de calculator sau dispozitiv de stocare (abreviat ca memorie);

Unitate logică aritmetică (ALU);

Dispozitiv de control (CU);

Dispozitive I/O.

Chiar dacă ne aflăm într-un alt secol, putem percepe logica strălucită pe care a realizat-o ca pe o perspectivă, ca pe o revelație. Cu toate acestea, a fost chiar acesta cazul? La urma urmei, întreaga structură menționată mai sus, în esența sa, a devenit rodul muncii unei mașini logice unice în formă umană, al cărui nume este Neumann.

Matematica a devenit instrumentul său principal. Din păcate, regretatul clasic Umberto Eco a scris excelent despre acest fenomen. „Geniul joacă întotdeauna pe un element. Dar el joacă atât de strălucit încât toate celelalte elemente sunt incluse în acest joc!”

Schema funcțională a unui calculator

Apropo, omul de știință și-a subliniat înțelegerea acestei științe în articolul „Matematician”. El a considerat progresul oricărei științe în capacitatea ei de a fi în sfera acțiunii metoda matematica. Modelarea matematică pe care a efectuat-o a devenit o parte esențială a invenției menționate mai sus. În general, cel clasic arăta așa cum este prezentat în diagramă.

Această schemă funcționează după cum urmează: datele sursă, precum și programele intră în sistem printr-un dispozitiv de intrare. Ulterior, acestea sunt procesate în Comenzile sunt executate în acesta. Oricare dintre ele conține detalii: din ce celule trebuie luate datele, ce tranzacții trebuie efectuate asupra lor, unde să salvezi rezultatul (cel din urmă este implementat într-un dispozitiv de stocare - memorie). Datele de ieșire pot fi, de asemenea, scoase direct printr-un dispozitiv de ieșire. În acest caz (spre deosebire de stocarea în memorie), ele sunt adaptate percepției umane.

Administrarea generală și coordonarea lucrărilor blocurilor structurale de mai sus ale circuitului este efectuată de dispozitivul de control (CU). În ea, funcția de control este atribuită contorului de comenzi, care păstrează înregistrări stricte ale ordinii de execuție a acestora.

Despre un incident istoric

Pentru a fi principial, este important de menționat că munca de creare a unui computer a fost încă un efort colectiv. Calculatoarele lui Von Neumann au fost dezvoltate la cererea și pe cheltuiala Laboratorului de Balistică al Forțelor Armate ale SUA.

Incidentul istoric, în urma căruia toată munca desfășurată de un grup de oameni de știință i-a fost atribuită lui John Neumann, s-a născut întâmplător. Ideea este că descriere generală arhitectura (care a fost trimisă comunității științifice pentru revizuire) conținea o singură semnătură pe prima pagină. Și era semnătura lui Neumann. Astfel, datorită regulilor de prezentare a rezultatelor cercetării, oamenii de știință au avut impresia că autorul întregii lucrări globale este celebrul maghiar.

În loc de o concluzie

Pentru a fi corect, trebuie remarcat că și astăzi amploarea ideilor marelui matematician pentru dezvoltarea computerelor a depășit capacitățile civilizaționale ale timpului nostru. În special, munca lui von Neumann a sugerat să ofere sistemelor informaționale capacitatea de a se reproduce. Și ultima sa lucrare, neterminată, a fost numită extrem de relevantă și astăzi: „Computerul și creierul”.

Biografie

Janos Lajos Neumann s-a născut cel mai mare dintre trei fiiîntr-o familie evreiască bogată din Budapesta, care era la acea vreme a doua capitală a Imperiului Austro-Ungar. Tatăl lui Max Neumann(ungur Neumann Miksa, 1870-1929), s-a mutat la Budapesta din orașul de provincie Pécs la sfârșitul anilor 1880, a primit un doctorat în drept și a lucrat ca avocat într-o bancă. Mamă, Margaret Kann(maghiară Kann Margit, 1880-1956), a fost casnică și fiica cea mare(în cea de-a doua căsătorie) om de afaceri de succes Jacob Kann - partener în compania Kann-Heller, specializată în comerțul cu pietre de moară și alte echipamente agricole.

Janos, sau pur și simplu Janczy, era un copil neobișnuit de dotat. Deja la vârsta de 6 ani, putea să împartă în minte două numere de opt cifre și să vorbească cu tatăl său în greacă veche. Janos a fost întotdeauna interesat de matematică, natura numerelor și logica lumii din jurul său. La opt ani, era deja bine versat în analiza matematică. În 1911 a intrat la Gimnaziul Luteran. În 1913, tatăl său a primit titlul de nobilime, iar Janos, împreună cu simbolurile austriece și maghiare ale nobilimii - prefixul fundal (von) la un nume de familie și un titlu austriac Margittai (Margittai) în denumirea maghiară - a început să se numească Janos von Neumann sau Neumann Margittai Janos Lajos. În timp ce preda la Berlin și Hamburg, a fost numit Johann von Neumann. Mai târziu, după ce s-a mutat în Statele Unite în anii 1930, numele lui a fost schimbat în engleză în mod englezesc în John. Este curios că după ce s-au mutat în SUA, frații săi au primit nume de familie complet diferite: VonneumannŞi Newman. Primul, după cum puteți vedea, este o „fuziune” a numelui de familie și a prefixului „von”, în timp ce al doilea este o traducere literală a numelui de familie din germană în engleză.

În octombrie 1954, von Neumann a fost numit în Comisia pentru Energie Atomică, care avea ca principală preocupare acumularea și dezvoltarea arme nucleare. A fost confirmat de Senatul Statelor Unite pe 15 martie 1955. În mai, el și soția sa s-au mutat în suburbia Georgetown din Washington, D.C.. Pentru ultimii ani von Neumann a fost consilierul principal pentru energia atomică, arme atomiceși arme balistice intercontinentale. Poate ca o consecință a originilor sau a experiențelor sale timpurii în Ungaria, von Neumann a fost puternic de dreapta în opiniile sale politice. Un articol din revista Life, publicat pe 25 februarie 1957, la scurt timp după moartea sa, îl descrie ca un avocat al războiului preventiv cu Uniunea Sovietică.

În vara anului 1954, von Neumann și-a lovit umărul stâng într-o cădere. Durerea nu a dispărut, iar chirurgii au diagnosticat o formă de cancer osos. S-a sugerat că cancerul lui von Neumann ar fi putut fi cauzat de expunerea la radiații în timpul testului bombă atomicăîn Pacific, sau poate în timpul lucrărilor ulterioare la Los Alamos, New Mexico (colegul său, pionierul cercetării nucleare Enrico Fermi, a murit de cancer la stomac la vârsta de 54 de ani). Boala a progresat și participarea la ședințele AEC (Comisia pentru Energie Atomică) de trei ori pe săptămână a necesitat un efort enorm. La câteva luni după diagnostic, von Neumann a murit într-o mare agonie. Cancerul i-a atacat și creierul, lăsându-l practic incapabil să gândească. În timp ce zăcea pe moarte la spitalul Walter Reed, și-a șocat prietenii și cunoștințele cerându-i să vorbească cu un preot catolic.

Automate celulare și celulă vie

Conceptul de a crea automate celulare a fost un produs al ideologiei antivitaliste (doctrinare), posibilitatea de a crea viață din materie moartă. Argumentarea vitalistă din secolul al XIX-lea nu a ținut cont de faptul că în materia moartă este posibilă stocarea informațiilor – un program care poate schimba lumea (de exemplu, mașina lui Jacquard – vezi Hans Driesch). Nu se poate spune că ideea de automate celulare a dat lumea peste cap, dar și-a găsit aplicație în aproape toate domeniile științei moderne.

Neumann a văzut clar limitele capacităților sale intelectuale și a simțit că nu poate percepe unele idei matematice și filozofice superioare.

Von Neumann a fost un matematician strălucit, inventiv și eficient, cu o gamă uimitoare de interese științifice care s-au extins dincolo de matematică. Știa despre talentul lui tehnic. Virtuozitatea sa în înțelegerea celor mai complexe raționamente și intuiție au fost dezvoltate la cel mai înalt grad; și totuși era departe de a fi complet încrezător în sine. Poate i s-a părut că nu are capacitatea de a prezice intuitiv adevăruri noi la cele mai înalte niveluri sau darul înțelegerii pseudo-morale a demonstrațiilor și formulărilor noilor teoreme. Îmi este greu să înțeleg. Poate că acest lucru s-a explicat prin faptul că de câteva ori a fost înainte sau chiar depășit de altcineva. De exemplu, a fost dezamăgit că nu a fost primul care a rezolvat teoremele de completitudine ale lui Gödel. Era mai mult decât capabil de asta și singur cu el însuși a admis posibilitatea ca Hilbert să fi ales o decizie greșită. Un alt exemplu este demonstrația lui J. D. Birkhoff a teoremei ergodice. Dovada lui a fost mai convingătoare, mai interesantă și mai independentă decât cea a lui Johnny.

- [Ulam, 70]

Această problemă a atitudinii personale față de matematică a fost foarte apropiată de Ulam, vezi, de exemplu:

Îmi amintesc cum, la vârsta de patru ani, m-am zbătut pe un covor oriental, uitându-mă la scenariul minunat al modelului său. Îmi amintesc de silueta înaltă a tatălui meu care stătea lângă mine și de zâmbetul lui. Îmi amintesc că m-am gândit: „Zâmbește pentru că crede că sunt doar un copil, dar știu cât de uimitoare sunt aceste modele!” Nu susțin că tocmai aceste cuvinte mi-au venit în minte atunci, dar sunt sigur că acest gând a apărut în mine în acel moment, și nu mai târziu. Cu siguranță am simțit: „Știu ceva ce tatăl meu nu știe. Poate știu mai multe decât el.”

- [Ulam, 13]

Comparați cu Grothendieck's Harvests and Sewings.

Viața personală

Von Neumann a fost căsătorit de două ori. S-a căsătorit pentru prima dată cu Marietta Kövesi ( Mariette Kovesi) în 1930. Căsătoria s-a despărțit în 1937 și deja în 1937 s-a căsătorit cu Clara Dan ( Clara Dan). De la prima sa soție, von Neumann a avut o fiică, Marina, care a devenit ulterior un economist celebru.

Bibliografie

• Fundamentele matematice ale mecanicii cuantice. M.: Nauka, 1964.
• Teoria jocurilor și comportamentul economic. M.: Nauka, 1970.

Literatură

• Danilov Yu. John von Neumann. - M.: Cunoașterea, 1981.
• Monastyrsky M. I. John von Neumann - matematician și om. // Cercetări istorice și matematice. - M.: Janus-K, 2006. - Nr. 46 (11). - pp. 240-266..
• Ulam S. M. Aventurile unui matematician. - Izhevsk: R&C Dynamics, 272 p. ISBN 5-93972-084-6.

Note

Vezi de asemenea

Legături

• Perelman M., Amusya M. Cea mai rapidă minte a epocii (la centenarul lui John von Neumann) // Revista de rețea „Notes on Jewish History”.

Categorii:

• Personalități în ordine alfabetică
• Oamenii de știință după alfabet
• Născut pe 28 decembrie
• Născut în 1903
• Născut la Budapesta
• Decese pe 8 februarie
• A murit în 1957
• Decedat la Washington
• Matematicieni după alfabet
• matematicienii americani
• Matematicieni din Ungaria
• Matematicienii Germaniei
• Matematicienii secolului XX
• Fizicienii în ordine alfabetică
• fizicienii americani
• Fizicienii din Ungaria
• Fizicienii Germaniei
• Fizicienii secolului al XX-lea
• Cercetători în inteligență artificială
• Laureații Premiului Enrico Fermi
• Imigranți în Statele Unite din Ungaria
• Absolvenți ai Universității din Budapesta
• A murit de cancer osos
• A murit de cancer la creier

Fundația Wikimedia.

2010.

Vedeți ce este „Neyman, John von” în alte dicționare: Neumann John (Janos) von (28.12.1903, Budapesta, ‒ 8.2.1957, Washington), matematician american, membru al Academiei Naționale de Științe din SUA (1937). În 1926 a absolvit Universitatea din Budapesta. Din 1927 a predat la Universitatea din Berlin, în 1930-33 - în... ...

Marea Enciclopedie Sovietică- NEUMANN John (Janos) von (1903-57), matematician și fizician american. Lucrări principale de analiză funcțională, teoria jocurilor și teoria automatelor. Unul dintre fondatori tehnologie informatică. … Ilustrat dicţionar enciclopedic

- (Neumann, John von) (1903 1957), unul dintre cei mai străluciți matematicieni din prima jumătate a secolului al XX-lea. Născut la 28 decembrie 1903 la Budapesta. În 1926 a absolvit Universitatea din Budapesta, obținând un doctorat. Continuarea cercetărilor matematice în... ... Enciclopedia lui Collier

În anii 1940, John von Neumann (englez John von Neumann sau Johann von Neumann, german Johann von Neumann; născut János Lajos Neumann (maghiară Neumann János Lajos), 28 decembrie 1903, Budapesta 8 februarie 1957, Washington) matematician maghiar-american ,... ...Wikipedia

John von Neumann în anii 1940 John von Neumann (englez John von Neumann sau Johann von Neumann, german Johann von Neumann; născut Janos Lajos Neumann (maghiară Neumann János Lajos), 28 decembrie 1903, Budapesta 8 februarie 1957, Washington) maghiar. .. ... Wikipedia

John von Neumann în anii 1940 John von Neumann (englez John von Neumann sau Johann von Neumann, german Johann von Neumann; născut Janos Lajos Neumann (maghiară Neumann János Lajos), 28 decembrie 1903, Budapesta 8 februarie 1957, Washington) maghiar. .. ... Wikipedia

John von Neumann în anii 1940 John von Neumann (englez John von Neumann sau Johann von Neumann, german Johann von Neumann; născut Janos Lajos Neumann (maghiară Neumann János Lajos), 28 decembrie 1903, Budapesta 8 februarie 1957, Washington) maghiar. .. ... Wikipedia

(3 decembrie 1903, Budapesta - 8 februarie 1957, Washington)- matematician și fizician american. Lucrează pe analiză funcțională, mecanică cuantică, logică, meteorologie. A avut o mare contribuție la crearea primelor calculatoare și la dezvoltarea metodelor de utilizare a acestora. Teoria sa jocurilor a jucat un rol important în economie.

Biografie

Janos von Neumann a fost cel mai mare dintre cei trei fii ai bancherului de succes din Budapesta Max von Neumann. Mai târziu, la Zurich, Hamburg și Berlin, Janos a fost numit Johann, iar după ce s-a mutat în SUA - John (prietenos - Johnny). Von Neumann a fost un produs al acelui mediu intelectual. de la care au provenit fizicieni remarcabili precum Edward Teller, Leo Szilard, Denis Gabor și Eugene Wigner. John s-a remarcat printre ei pentru abilitățile sale fenomenale. La vârsta de 6 ani, a făcut schimb de vorbe cu tatăl său în greacă veche, iar la 8 a stăpânit elementele de bază ale matematicii superioare. ÎN primii ani Janos a studiat acasă cu profesori special invitați, iar la vârsta de 10 ani a intrat într-una dintre cele mai bune instituţiile de învăţământ de atunci – un gimnaziu luteran. Pe când era încă la școală, von Neumann a devenit interesat de matematică. Geniul lui von Neumann a fost recunoscut de profesorul de matematică Laszlo Ratz. L-a ajutat să-și dezvolte talentul. Ratz l-a introdus pe von Neumann în cercul mic, dar strălucit al matematicienilor din Budapesta din acea vreme, care era condus de părintele spiritual al matematicienilor maghiari, Lipot Fejer. M. Fekete, asistent la Universitatea din Budapesta, i s-a încredințat să-l ajute pe von Neumon, iar conducerea generală a fost preluată de un profesor remarcabil: profesorul József Kürszák; Atmosfera universității și conversațiile cu matematicienii și atenția lui Feuer l-au ajutat să-l modeleze pe von Neumann ca matematician, precum și să studieze cursurile universitare. În momentul în care și-a primit certificatul de înmatriculare, Janos von Neumann avea o reputație printre matematicieni ca un tânăr talent. Prima sa lucrare publicată a fost scrisă împreună cu M. Fekete, „On the location of the zeros of certain minimal polynoals” (1921) și a fost publicată când von Neumann avea 18 ani. Curând, von Neumann a absolvit liceul. Max von Neumann nu a considerat profesia de matematician suficient de sigură pentru a asigura viitorul fiului său. El a insistat ca Janos să dobândească și profesia de inginer chimist. Prin urmare, Janos a intrat la Școala Tehnică Superioară Federală din Zurich, unde a studiat chimia și, în același timp, la Facultatea de Matematică a Universității din Budapesta. Datorită acestei combinații, a avut prezența liberă la cursuri, așa că a apărut la Budapesta abia la sfârșitul semestrului pentru a susține examene. Apoi a mers la Zurich sau la Berlin, dar nu pentru a studia chimia, ci pentru a se pregăti pentru publicarea lucrărilor sale, a discuta cu colegii matematicieni și a participa la seminarii. Von Neumann credea că a învățat multe despre această perioadă de la doi matematicieni: Erhard Schmidt și Hermann Weyl. Când Weyl a trebuit să plece în timpul semestrului, von Neumann a continuat să predea cursul pentru el.

Realizări

Prima lucrare a lui Von Neumann despre teoria axiomatică a mulțimilor a fost publicată în 1923. S-a numit „Spre introducerea numerelor ordinale transfinite”. A fost publicat în lucrările Universității din Szeged. Von Neumann și-a dezvoltat sistemul de axiome și l-a prezentat în teza sa de doctorat și în două articole. Teza a fost de mare interes pentru A. Frenkel, care a fost desemnat să o revizuiască. În ciuda faptului că nu putea să înțeleagă complet, l-a invitat pe von Neumann la locul său. El Frenkel i-a cerut să scrie articol popular, care ar contura o nouă abordare a problemei și a consecințelor trase din aceasta. Von Neumann a scris o astfel de lucrare, numind-o „Despre problema construcției axiomatice a teoriei mulțimilor”. A fost publicată în 1925 de Journal fuer Mathematik. Von Neumann a construit un sistem remarcabil de axiome pentru teoria mulțimilor, la fel de simplu ca sistemul Hilbert pentru geometria euclidiană. Sistemul de axiome al lui Von Neumann ocupă puțin mai mult de o pagină de text tipărit. În 1925, von Neumann a primit o diplomă în inginerie chimică la Zurich și și-a susținut cu succes teza „Construcția axiomatică a teoriei mulțimilor” pentru titlul de doctor în filozofie la Universitatea din Budapesta. Tânărul doctor merge să-și îmbunătățească cunoștințele la Universitatea din Göttingen, unde la acea vreme țineau prelegeri oameni ale căror nume au devenit mândria științei: K. Runge, F. Klein, E. Landau, D. Gilbert, E. Zermelo, G. . Weil, G. Minkowski, F. Frank, M. Born și alții. Lectori invitați au fost G. Lorenz, N. Bohr, M. Planck, P. Ehrenfest, A. Poincaré, A. Sommerfeld...

La fel ca von Neumann mare influență a fost influențată de comunicarea cu David Gilbert. La Göttingen, von Neumann s-a familiarizat cu ideile de mecanică cuantică, care se găsea atunci, și a fost imediat captivat de fundamentul ei matematic. Împreună cu D. Hilbert și L. Nordheim, von Neumann a scris articolul „Despre fundamentele mecanicii cuantice”. Apoi a publicat o serie de lucrări „Justificarea matematică a mecanicii cuantice”, „Construcția teoretică și probabilistică a mecanicii cuantice” și „Termodinamica sistemelor mecanice cuantice”. În lucrările lui von Neumann, mecanica cuantică și-a dobândit limbajul natural - limbajul operatorilor care acționează în spațiul Hilbert al stărilor. Lucrările sale au oferit o bază matematică solidă pentru interpretarea statistică a mecanicii cuantice, au introdus un nou concept al matricei de densitate și au dovedit un analog cuantic al teoremei H a lui Boltzmann și al teoremei ergodice. Pe baza acestor lucrări, von Neumann a început un alt ciclu - pe teoria operatorilor, datorită căruia este considerat fondatorul analizei funcționale moderne. Von Neumann a arătat că justificarea „prea liberă” a teoriei (Dirac) poate fi justificată în termeni de teoria axiomatică a spațiului Hilbert și teoria spectrală a operatorilor.

În 1927, von Neumann a devenit privatdozent la Universitatea din Berlin, iar din 1929 la Universitatea din Hamburg.

Între 1927 și 1929, von Neumann a desfășurat o muncă fundamentală trei mari cicluri: teoria multiselor, teoria jocurilor si justificarea matematica a mecanicii cuantice.

În 1927, von Neumann a scris un articol „Către teoria dovezii a lui Hilbert”. În el a explorat problema consistenței matematicii.

În 1928, von Neumann a scris „Către teoria jocurilor strategice”, în care a demonstrat teorema minimax, care a devenit piatra de temelie a teoriei jocurilor de mai târziu. În teorema sa, von Neumann consideră o situație în care doi oameni joacă un joc, conform regulilor cărora câștigul unui jucător este egal cu pierderea celuilalt. În acest caz, fiecare jucător poate alege dintr-un număr finit de strategii. În acest caz, jucătorul crede că inamicul acționează în cel mai bun mod pentru el însuși. Teorema lui Von Neumann afirmă că într-o astfel de situație există o pereche „stabilă” de strategii pentru care pierderea minimă pentru un jucător coincide cu câștigul maxim pentru celălalt. Stabilitatea strategiilor înseamnă că fiecare jucător, deviând de la strategia optimă, nu face decât să-și înrăutățească șansele și trebuie să revină la strategia optimă.

Von Neumann a demonstrat această teoremă atrăgând atenția asupra conexiunii ei cu teoria punctelor fixe. Mai târziu, s-au găsit dovezi folosind teoria mulțimilor convexe. În lucrarea sa „On determination by Transfinite Induction and Related Questions of General Set Theory” (1928), von Neumann a revenit din nou la problema introducerii numerelor ordinale și a oferit o prezentare strictă axiomatică a teoriei.

În lucrarea sa „Despre o problemă de consistență a teoriei mulțimilor axiomatice”, von Neumann a arătat că una dintre axiomele „netradiționale” din sistemul propus de el este deductibilă din axiomele altor sisteme. Deoarece derivabilitatea inversă fusese dovedită mai devreme, rezultatul a însemnat că axioma lui „neobișnuită” era echivalentă cu cele obișnuite în alte sisteme.

În 1929, von Neumann a scris lucrarea „General Spectral Theory of Hermitien Operators”.

În 1929, von Neumann a primit o invitație de a susține o serie de prelegeri la Universitatea Princeton pentru un semestru. Von Neumann a venit pentru prima dată în SUA în 1930. La scurt timp după sosirea sa, Johann von Neumann devine pur și simplu Johnny pentru mulți dintre colegii săi. În 1931, von Neumann s-a despărțit în cele din urmă de Universitatea din Hamburg pentru a accepta un post de profesor la Princeton.

În 1934, a fost publicat articolul „Despre generalizarea algebrică a formalismului mecanic cuantic”, scris în colaborare cu P. Jordan și E. Wigner.

Cu puțin timp înainte de prima sa vizită la Princeton, von Neumann s-a căsătorit cu Marietta Kevushi, iar în 1935 s-a născut fiica lor Marina.

În 1936, von Neumann, împreună cu J. Birkhoff, au scris articolul „Logica mecanicii cuantice”.

În 1937, căsătoria lui von Neumann s-a despărțit și dintr-o altă vacanță de vară la Budapesta în 1938, von Neumann s-a întors cu a doua sa soție, Clara Dan. Mai târziu, în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, Clara von Neumann a devenit programatoare de computere. Ea a deținut primele programe pentru calculatoare electronice, la dezvoltarea și crearea cărora soțul ei a contribuit foarte mult.

Primii profesori la Institutul de Studii Absolvente din Princeton au fost Oswald Veblen (în 1932) și Albert Einstein (1933). În același 1933, John von Neumann a primit și această onoare înaltă.

Neumann și computerul

În 1938, a fost publicată lucrarea lui von Neumann „On Infinite Direct Products”. Primul computer a fost construit în 1943-1946 la Moore School of Electrical Engineers de la Universitatea din Pennsylvania și s-a numit ENIAC (după primele litere ale numelui englezesc - electronic digital integrator and computer). Von Neumann a sugerat dezvoltatorilor săi cum să modifice ENIAC pentru a-și simplifica programarea.

Dar la crearea următoarei mașini - EDVAK (calculator electronic automat cu variabile discrete), von Neumann a luat un rol mai activ. El a dezvoltat o diagramă logică detaliată a mașinii, în care unitățile structurale nu erau elemente de circuit fizic, ci elemente de calcul idealizate. Utilizarea elementelor de calcul idealizate a fost un pas important înainte, deoarece a făcut posibilă separarea creării unui circuit logic fundamental de implementarea sa tehnică. Von Neumann a propus și o serie de soluții de inginerie. Von Neumann a propus utilizarea tuburilor cu raze catodice (un sistem de memorie electrostatică) mai degrabă decât liniile de întârziere ca elemente de memorie, ceea ce ar trebui să crească foarte mult performanța. În acest caz, a fost posibil să se proceseze toți biții din cuvântul mașină în paralel. Această mașină a fost numită JONIAC ​​​​- în onoarea lui von Neumann. Cu ajutorul lui JONIAK, au fost efectuate calcule importante în crearea bombei cu hidrogen.

În 1944, a fost publicată lucrarea lui von Neumann și O. Morgenstern „Theory of Games and Economic Behavior”. La sfârșitul anilor patruzeci, după ce a acumulat experiență practică în crearea computerelor, von Neumann a început să creeze o teorie matematică (logică) generală a automatelor. Diferențele dintre teoria automată a lui von Neumann și cibernetica lui Wiener sunt nesemnificative și se datorează gustului personal al creatorilor lor, și nu unor considerații fundamentale. Teoria lui Von Neumann este dedicată în principal matematicii discrete, în timp ce cea a lui Wiener se preocupă de matematica continuă.

Von Neumann a propus un sistem de corecție a datelor pentru a crește fiabilitatea sistemelor - utilizarea de dispozitive duplicate cu selectarea unui rezultat binar pe baza celui mai mare număr.

Von Neumann a lucrat mult la auto-reproducerea automatelor și a reușit să demonstreze posibilitatea auto-reproducției mașină cu stări finite, care avea 29 de stări interne.

În a doua jumătate a anilor 1930, împreună cu F. J. Murray, Neumann a publicat o serie de lucrări despre inele operator, punând bazele așa-numitei algebre Neumann, care a devenit ulterior unul dintre principalele instrumente pentru cercetarea cuantică. În 1937, Neumann a devenit cetățean american. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, a servit ca consultant la Centrul Atomic Los Alamos, unde a calculat metoda detonării explozive. bombă nuclearăși a participat la dezvoltarea bombei cu hidrogen. În martie 1955 a devenit membru al Comisiei americane pentru energie atomică.

Din cele 150 de lucrări ale lui Neumann, doar 20 tratează probleme de fizică, în timp ce restul sunt distribuite în mod egal între matematica pură și aplicațiile sale practice, inclusiv teoria jocurilor și teoria computerelor.

Neumann deține lucrări inovatoare despre teoria calculatoarelor legate de organizarea logică a calculatoarelor, problemele funcționării memoriei mașinii, imitarea aleatoriei și problemele sistemelor de auto-reproducere. În 1944, Neumann sa alăturat echipei ENIAC a lui Mauchly și Eckert ca consultant matematic. Între timp, grupul a început dezvoltarea unui nou model, EDVAC, care, spre deosebire de precedentul, putea stoca programe în memoria sa internă. În 1945, Neumann a publicat un „Raport preliminar asupra mașinii EDVAC”, care a descris mașina în sine și proprietățile sale logice. Arhitectura computerului descrisă de Neumann a fost numită „von Neumann” și, prin urmare, i s-a atribuit paternitatea întregului proiect. Acest lucru a avut ca rezultat ulterior proces despre dreptul la un brevet și a dus la faptul că Eckert și Mauchly au părăsit laboratorul și și-au fondat propria companie. Cu toate acestea, „arhitectura von Neumann” a fost baza pentru toate modelele de computer ulterioare. În 1952, Neumann a dezvoltat primul computer care a folosit programe scrise pe un mediu flexibil, MANIAC I.

Secretul succesului lui Neumann este uneori considerat a fi „metoda sa axiomatică”. El a examinat subiectul, concentrându-se asupra proprietăților sale de bază (axiome), din care decurge totul.

Una dintre ideile utopice ale lui Neumann, pentru a cărei dezvoltare a propus-o folosind calcule computerizate, a fost încălzirea artificială a climei de pe Pământ, pentru care trebuia să acopere. vopsea închisă la culoare gheață polară pentru a reduce reflectarea energiei solare. La un moment dat, această propunere a fost discutată serios în multe țări. În 1956, Comisia pentru Energie Atomică i-a acordat lui Neumann Premiul Enrico Fermi pentru contribuții remarcabile la teoria și practica calculatoarelor.

Multe dintre ideile lui von Neumann nu au primit încă o dezvoltare adecvată, de exemplu, ideea relației dintre nivelul de complexitate și capacitatea sistemului de a se reproduce, existența unui nivel critic de complexitate, sub care sistemul degenerează și peste care capătă capacitatea de a se reproduce. În 1949, a fost publicată lucrarea „Despre inelele operatorului”.

John von Neumann a primit cele mai înalte distincții academice. A fost ales membru al Academiei de Științe Exacte (Lima, Peru), al Accademia dei Lincei (Roma, Italia), al Academiei Americane de Arte și Științe, al Societății Americane de Filosofie, al Institutului Lombard de Științe și Litere, al Royal Academia Olandeză de Științe și Arte, Academia Națională SUA, doctorat onorific de la multe universități din SUA și alte țări.

John von Neumann s-a născut la Budapesta, capitala Ungariei, la 28 decembrie 1903. A fost fiul cel mare al părinților săi - Max Neumann și Margaret Kann. Din chiar vârstă fragedă Neumann era interesat de natura numerelor și de logica matematică.

Matematica nu a fost singura materie de care tânărul Neumann a fost interesat. Iubea și istoria, atât de mult încât la opt ani citise 40 de volume de istorie mondială. Acest lucru a indicat că Neumann se simțea la fel de bine atât în ​​ramurile logice, cât și în cele sociale ale științei. Neumann a avut și norocul să aibă părinți care l-au susținut în toate eforturile sale.

În 1914, la vârsta de zece ani, Neumann a intrat în gimnaziul luteran, care era unul dintre cei mai buni trei la acea vreme din Budapesta. A publicat prima sa lucrare în jurnalul Societății Germane de Matematică în 1922, care s-a ocupat de zerourile anumitor polinoame minime.

Berlin, Zurich, Budapesta

Deși Neumann era puțin interesat de chimie sau de inginerie, tatăl său l-a convins să se apuce de inginerie, deoarece era considerată prestigioasă la acea vreme. Neumann a studiat la Universitatea Catolică Peter Pazman din Budapesta, unde a primit un doctorat în matematică și, în același timp, a absolvit un curs universitar de bază de inginerie chimică la ETH Zurich.

În lucrarea sa de doctorat, Neumann a postulat teoria mulțimilor propusă de Cantor. Desigur, a fost o realizare neobișnuită faptul că un tip de șaptesprezece ani a studiat simultan la o universitate și și-a scris lucrarea de doctorat într-o secundă. A primit note bune atât la cursul său de bază de inginerie chimică, cât și la doctoratul în matematică. Avea doar douăzeci și doi de ani.

Mecanica cuantică

După ce a primit două diplome simultan, în 1926 Neumann a început să urmeze la Universitatea din Göttingen din Germania, unde a studiat mecanica cuantică. A fost creativ și original în gândirea sa și a venit cu concepte complete și logice. În același 1926, a studiat teoriile mecanicii cuantice cu scopul de a le eficientiza și de a le îmbunătăți.

Neumann a încercat să găsească asemănări în mecanica undelor și a matricei. De asemenea, a lucrat la regulile spațiale abstracte ale lui Hilbert și a dezvoltat o structură matematică în termeni de teorie cuantică.

Viața personală

În perioada 1927–1929, după introducerea teoriei mecanicii cuantice, Neumann a participat la numeroase conferințe și colocvii. Până în 1929, el a scris aproximativ 32 de lucrări engleză. Aceste lucrări au fost bine structurate, astfel încât alți matematicieni să poată încorpora lucrările lui Neumann în teoriile lor. Până atunci, el devenise o celebritate în cercurile academice pentru teoriile sale creative și inovatoare. Până la sfârșitul anului 1929, lui Neyman i s-a oferit un post de profesor la Universitatea Princeton. În același timp, s-a căsătorit cu Marietta Kövesi, o prietenă din copilărie. În 1935, au avut o fiică, care a fost numită Marina. Căsătoria lui John și Marietta s-a încheiat în 1936. Marietta s-a întors înapoi la Budapesta, iar Neumann a călătorit ceva timp în jurul Europei, apoi s-a întors în Statele Unite. În timpul unei călătorii la Budapesta, a cunoscut-o pe Clara Dan, cu care s-a căsătorit în 1938.

Moarte

John von Neumann a fost diagnosticat cu cancer, dar, în ciuda acestui fapt, a participat la ceremoniile de premiere organizate în onoarea sa în timp ce stătea pe o targă. A menținut legături strânse cu familia și prietenii în timpul bolii sale. John von Neumann a murit la 8 februarie 1957.

Contribuție semnificativă

Neumann a participat la unul dintre proiectele guvernamentale de la Los Alamos (Proiectul Manhattan), în care a lucrat la crearea unui design și a unui prototip funcțional al unei lentile explozive. Modelarea matematică pe care a folosit-o în timpul acestei lucrări a contribuit la dezvoltarea calculatoarelor moderne. Pe lângă lucrul cu aceste modele, a finanțat și un proiect care era construirea unui computer. De asemenea, a contribuit la dezvoltarea arhitecturii computerului, iar eforturile sale i-au convins în cele din urmă pe alți oameni de știință că computerul era mai mult decât un „calculator mare”.

Logica cuantică, teoria jocurilor de afaceri, programarea liniară și statisticile matematice sunt doar o parte din ceea ce el a „dat” științei.

Premii și realizări

• Vorbitor la Colocviul Societății Americane de Matematică (AMS), 1937
• Câștigător al Premiului Bocher de la AMO, 1938
• Vorbitor la prelegerile AMO Gibbs, 1944
• Premiul Enrico Fermi, 1956
• Speaker la congres international, 1950
• Membru de onoare al Societății de Matematică din Londra, 1952
• Președinte al Societății Americane de Matematică, 1951-1952
• Președinte la congresul internațional, 1954