100 знаменитых евреев
Шрифт:
В 1927 году перспективный ученый стал приват-доцентом Берлинского, а два года спустя Гамбургского университетов. В то время им были разработаны основополагающие работы больших циклов: теории множеств, теории и математическому обоснованию квантовой механики. Йоганн, переселившись в Берлин, продолжал тесно сотрудничать с коллегами по Геттинскому университету, особенно с крупнейшим специалистом по функциональному анализу Э. Шмидтом.
За два года Йоганн опубликовал около 20 работ. Наиболее значительная среди них «К теории стратегических игр» (1928), где он доказал теорему о минимаксе. Эта работа стала краеугольным камнем возникшей позже теории игр. Теорема фон Неймана утверждает, что «когда двое играют в игру, по правилам которой выигрыш одного игрока равен проигрышу другого, то при этом каждый игрок может выбирать из конечного числа стратегий. При этом игрок считает,
В 1929 году фон Нейман издал «Общую спектральную теорию эрмитовых операторов» и получил приглашение провести один семестр в Пристоне. В Америке он почувствовал себя как дома, к тому же ему вскоре предложили работу на кафедре. Теперь его звали Джон Нейман.
Незадолго до своего переезда в Пристон ученый женился на Мариэтте Кевеши. Обладая общительным и жизнерадостным нравом, она часто устраивала званые вечера, на которые приглашались сотрудники университета и близкие друзья фон Нейманов. А Джон всегда умел поддержать компанию, его чувство юмора и незаурядный дар рассказчика различных историй и анекдотов вызывали всеобщую симпатию. Он мог быть и резким, если этого требовали обстоятельства, но никогда не страдал напыщенностью и чванством. Имея безупречную логику, ученый понимал и принимал много из того, что отвергало большинство окружающих: «Сетовать на эгоизм и вероломство людей так же глупо, как сетовать на то, что магнитное поле не может возрастать, если ротор электрического поля равен нулю: то и другое – законы природы». Джон был всегда готов прийти на помощь любому, кто обращался к нему за советом. Семейные вечера Нейманов вошли в Приетоне в поговорку и о них еще очень долго вспоминали после отъезда Джона и его жены.
В 1933 году был основан Институт высших исследований. Его первыми профессорами стали А. Эйнштейн, О. Веблен, Дж. Александер, М. Морс и разделивший с ними эту честь Джон фон Нейман. Это назначение стало справедливым признанием заслуг 30-летнего ученого, который получил место в математическом отделе института, где и проработал до конца жизни. Он совмещал научную деятельность с множеством других обязанностей, включая консультации различных комиссий и военных ведомств. Нейман легко вошел в контакт с другими специалистами, считавшими его «ученым среди ученых», своего рода «новым человеком» – именно так переводится с немецкого его фамилия. Побывал Нейман и в СССР, приняв участие в знаменитой Московской топологической конференции, где выступил с докладом о единственности меры Хаара.
В 1937 году брак фон Неймана распался, и двухлетняя дочь Марина осталась с матерью. Но знаменитый математик недолго оставался одиноким. Уже через год он вернулся из очередной поездки в Будапешт с новой женой Кларой Дан, которая во время Второй мировой войны стала программистом и разработала первые программы для ЭВМ, в проектирование и создание которых ее супруг внес существенный вклад. Фон Нейман не изобретал электронного компьютера. В Пенсильванском университете один уже был и назывался ENIAC. То, что придумал фон Нейман, называется теперь «software» – программная начинка, позволяющая компьютеру быть достаточно гибким и исполнительным.
Огромным был авторитет Неймана не только в научных, но и в военных кругах, и ему часто приходилось консультировать военные проекты. О талантливом ученом говорили, что он один стоит целой дивизии. Особенно значимыми были работы Неймана в области создания атомной бомбы. Заинтересовавшись проблемами турбулентности, он стал находкой для Манхеттенского проекта и участвовал в разработке численных методов решений уравнений газовой динамики. Его работа, написанная в соавторстве с Р. Рихтайером, посвященная ударным волнам в уравнениях гидродинамики, раскрыла разностные методы решения подобных уравнений. Став классической, она легла в основу целого направления исследований, продолжающихся до наших дней. Несмотря на исключительную занятость прикладными задачами, Нейман нашел время для подготовки со своим близким другом Оскаром Моргенштерном книги «Теория игр и экономического поведения», являющейся продолжением его ранней работы. По мнению крупнейших современных экономистов, книга стала фундаментом всех математических методов, используемых в экономике. Нынешний председатель Комиссии
В послевоенные годы научная работа фон Неймана была в основном связана с вычислительными машинами. Именно ему удалось убедить руководство Института высших исследований начать строительство в Пристоне самой мощной ЭВМ. Первая из них – ЭНИАК – была построена еще в 1943–1946 годах. Ученый подсказал разработчикам пути ее усовершенствования с целью упрощения программирования. И уже при создании ЭДВАКа (электронный автоматический вычислитель с дискретными переменными) он разработал подробную логическую схему машины, структурными единицами которой были не физические элементы, а идеализированные вычислительные элементы. Их использование стало важным шагом вперед и позволило отделить создание принципиальной логической схемы от ее физического воплощения. Ученый предложил использовать в качестве элементов памяти не линии задержки, а электронно-лучевые трубки. При этом можно было обрабатывать все разряды машинного слова параллельно. В честь фон Неймана машина была названа ДЖОНИАК.
В июле 1954 года фон Нейман подготовил отчет, в нем он обобщил планы работы группы Моугли и Эккерта над машиной ЭДВАК. Военный представитель Голдстейн размножил доклад и разослал его в научно-исследовательские лаборатории США и Великобритании. С того момента компьютер был признан объектом, представляющим научный интерес. К сожалению, члены рабочей группы были возмущены докладом Неймана в связи с тем, что они не смогли опубликовать свои работы до начала его участия в проекте из соображений абсолютной секретности. Начавшиеся споры об авторских правах привели к распаду рабочей группы.
Еще одна область исследований, в которой Нейман сделал несколько фундаментальных открытий, – теория автоматов. Основным замыслом ученого стала возможность понять и научиться моделировать работу мозга. И здесь в полной мере проявилась его гениальная способность придавать любой проблеме четкий математический смысл: Нейман создал формальную теорию автоматов. Он предложил систему корректировки данных для повышения надежности систем, применяя дублирующие устройства с выбором наибольшего результата по двоичному числу. К тому же ученый стремился реализовать идею самовоспроизводящихся автоматов с увеличивающейся сложностью. Эту идею он кратко изложил на симпозиуме в Пасадене (1948) и развил в неоконченной рукописи. Эти идеи остаются актуальными и в наши дни. Например, проблема борьбы с компьютерными вирусами ставит перед математиками задачи, близкие к теории Неймана. В 1949 году вышла работа ученого «О кольцах операторов. Теория разложения».
С начала 1950-х годов фон Нейман стал членом Комиссии по атомной энергии США (КАЭ). Ученый достиг зенита свой карьеры: эта комиссия, состоящая всего из пяти человек, назначалась лично президентом и утверждалась Конгрессом. Выступления ученого во время рабочих заседаний всегда отличались исключительной точностью и четкостью формулировок. Адмирал Л. Страус, глава КАЭ, подчеркивал: «После выступления фон Неймана нет необходимости продолжать обсуждение». Ученый продолжал работу в Принстонском институте перспективных исследований по разработке компьютеров новейшей конструкции. Он разработал архитектуру IAS, основанную на двоичной системе исчисления и получившую в специальной литературе название «архитектура фон Неймана», или «фоннеймановская машина».
Поистине фантастическая работоспособность и железное здоровье ученого дали трещину в 1955 году. У фон Неймана врачи обнаружили рак. Одной из причин возникновения болезни считают его участие в испытаниях водородной бомбы на атолле Бикини в 1954 году. Но он продолжал научную деятельность до конца своих дней. Джон фон Нейман скончался в правительственном госпитале в Вашингтоне 8 февраля 1957 года.
Доктор фон Нейман был удостоен многих наград и отличий, среди них медаль «За заслуги», которую получил за выдающиеся гражданские заслуги, и премия Ферми КАЭ США. Следует отметить, что даже весьма поверхностное знакомство со всем спектром работ ученого – задача непосильная. Его работы стали фундаментом многих направлений современной математики, а большинство идей еще ждут решения.