Ο Τζον φον Νόιμαν θεωρείται μέχρι σήμερα ένα από τα μεγαλύτερα μαθηματικά μυαλά του 20ου αιώνα. Γεννήθηκε το 1903 στη Βουδαπέστη, σε μία εβραϊκή οικογένεια με μέτρια οικονομική κατάσταση. Η προσήλωσή του στα μαθηματικά και τις επιστήμες σημάδεψε την πρώιμη ζωή και εκπαίδευσή του. Σε ηλικία μόλις οκτώ ετών ήταν ήδη εξοικειωμένος με τον λογισμό (μαθηματικά) και γνώριζε αρχαία ελληνικά. Οι γονείς του ενθάρρυναν την πνευματική του περιέργεια, αναγνωρίζοντας την αξία της εκπαίδευσης στη βελτίωση της κοινωνικοοικονομικής τους κατάστασης.
Ο Νόιμαν συνεισέφερε σημαντικά στον κλάδο των μαθηματικών με τη θεωρία του των συνόλων και στη γεωμετρία, καθώς και σε διάφορους άλλους τομείς της επιστήμης, όπως στην επιστήμη των υπολογιστών, στον κλάδο της φυσικής, στα οικονομικά (με την πολύ γνωστή θεωρία του των παιγνίων), στη μετεωρολογία, και τέλος δημιούργησε έναν νέο κλάδο μοντελοποίησης και υπολογισμών με το όνομα «κυψελιδωτά».
Β΄ Παγκόσμιος Πόλεμος
Στο τέλος του 1943, μετά από πρόταση του Ρόμπερτ Οπενχάιμερ, ο Νόιμαν ξεκίνησε να δουλεύει στο πρόγραμμα Μανχάτταν. Ο Νόιμαν ήταν ειδικός στη μη γραμμική φυσική της υδροδυναμικής και των κρουστικών κυμάτων, μία τεχνογνωσία που είχε ήδη εφαρμόσει στα βρετανικά χημικά όπλα.
Στο Λος Άλαμος του Νέου Μεξικού, ξεκινά να εργάζεται πάνω στο σχέδιο του Σεθ Σεντερμάιερ, κάνοντας τους απαραίτητους υπολογισμούς για τη δημιουργία της ατομικής βόμβας.
Σύμφωνα με τον Νόιμαν, για την επίτευξη της δημιουργίας της ατομικής βόμβας θα απαιτείτο μία κούφια σφαίρα που περιέχει πλουτώνιο (το πλουτώνιο μπορεί να υποστεί πυρηνική σχάση), η οποία να διαρρηγνύεται με τρόπο συμμετρικό ώστε να το οδηγήσει σε μία κρίσιμη μάζα που βρίσκεται στο κέντρο. Η έκρηξη θα έπρεπε να είναι τόσο συμμετρική που να μπορεί να συγκριθεί με τη σύνθλιψη ενός κουτιού μπύρας χωρίς να χυθεί καθόλου μπύρα. Προσαρμόζοντας την ιδέα που πρότεινε ο Τζέημς Τακ, ο φον Νόιμαν υπολόγισε ότι ένας «φακός» εκρηκτικών χημικών ουσιών ταχύτερης και βραδύτερης καύσης θα μπορούσε να επιτύχει τον απαιτούμενο βαθμό συμμετρίας.
Ο Νόιμαν ήταν επίσης μέλος της επιτροπής επιλογής στόχων, που ήταν υπεύθυνη για την επιλογή των ιαπωνικών πόλεων Χιροσίμα και Ναγκασάκι ως πρώτων στόχων για τη ρίψη της ατομικής βόμβας.
Θεωρία των παιγνίων
Η θεωρία των παιγνίων, που αναπτύχθηκε από τον Τζον φον Νόιμαν σε συνεργασία με τον Όσκαρ Μόργκενστερ, ανήκει στον κλάδο των εφαρμοσμένων μαθηματικών και μελετά στρατηγικές νίκης. Σκοπός της είναι να βρει τη βέλτιστη στρατηγική νίκης για έναν παίκτη σε ένα παιχνίδι σε ανταγωνιστικό περιβάλλον. Στη θεωρία αυτή έχουμε δύο ή παραπάνω παίκτες με αντικρουόμενα συμφέροντα, που βρίσκονται σε καταστάσεις σύγκρουσης ή συνεργασίας και καλούνται να πάρουν μία σειρά αποφάσεων με στόχο τη μεγιστοποίηση του κέρδους τους. Η θεωρία αυτή βρίσκει εφαρμογή στις οικονομικές επιστήμες, στη διπλωματία, καθώς επίσης και στις πολεμικές στρατηγικές.
Η συμβολή του στην επιστήμη των υπολογιστών
Μία από τις πιο σημαντικές συνεισφορές του ήταν η συμβολή του στην αρχιτεκτονική των υπολογιστών. Ο σχεδιασμός του Νόιμαν του προγράμματος αποθήκευσης στον υπολογιστή, το οποίο και παρουσίασε το 1945, εξακολουθεί να αποτελεί τη βάση για τους περισσότερους σύγχρονους υπολογιστές. Αυτό το σχέδιο διέθετε μία κεντρική μονάδα επεξεργασίας που μπορούσε να εκτελεί εντολές από τη μνήμη του υπολογιστή.
Το ενδιαφέρον του Νόιμαν για τους ψηφιακούς υπολογισμούς οφείλεται εν μέρει στην ανάγκη για γρήγορους υπολογισμούς στον σχεδιασμό πυρηνικών όπλων. Στη δεκαετία του 1940, περιέγραψε την αρχιτεκτονική που χρησιμοποιήθηκε στους πρώτους σύγχρονους υπολογιστές. Έδειξε επίσης πως μπορεί να κατασκευαστεί ένα αυτοαναπαραγόμενο αυτόματο: μία συσκευή που θα μπορούσε να παράγει αντίγραφα του εαυτού της. Πρότεινε ότι στο μέλλον θα μπορούσαμε να στείλουμε μερικά ρομπότ στη Σελήνη. Αυτά τα αυτόματα θα μπορούσαν να αναπαραχθούν και να δημιουργήσουν μία ολόκληρη αποικία που θα μπορούσε να στέλνει ορυκτά από το φεγγάρι πίσω στη Γη.
Ακόμη, ο Νόιμαν υποστήριξε ότι οι εγκέφαλοι, όπως και οι ψηφιακοί υπολογιστές, επεξεργάζονται πληροφορίες και άρα ότι θα έπρεπε ο εγκέφαλος να μελετάται με τον ίδιο τρόπο που μελετάμε τους υπολογιστές. Συνόψισε τις απόψεις του σε μία διάλεξη που δεν μπόρεσε ποτέ να δώσει. Πέθανε από καρκίνο το 1956, αλλά οι σημειώσεις του για τη διάλεξη τυπώθηκαν σε ένα μικρό βιβλίο «The Computer and the Brain» («Ο υπολογιστής και ο εγκέφαλος»).
Ωατόσο, η κατανόησή μας για το νευρικό σύστημα και την τεχνολογία των υπολογιστών έχει προχωρήσει πάρα πολύ από την εποχή του Νόιμαν.
Ο Νόιμαν βοήθησε επίσης στην ανάπτυξη του Electronic Numerical Integrator And Computer (ENIAC), του πρώτου ηλεκτρονικού υπολογιστή γενικής χρήσης. Ένα από τα πρώτα του προγράμματα ήταν η μελέτη της σκοπιμότητας της βόμβας υδρογόνου. Η ομάδα του Νόιμαν πραγματοποίησε επίσης τις πρώτες αριθμητικές προβλέψεις καιρού στον κόσμο, στον υπολογιστή ENIAC.
Πηγές
- Kyrlynn D, John von Neumann, The Genius Behind Modern Day Computing Architecture, Quantum Zeitgeist, 2024
- Biography of John von Neumann, John von Neumann computer society
- Jorgen Veisdal, the unparalleled Genius of John von Neumann, privatdozent, 2021
- William Poundstone, john von Neumann – Mathematician, scientist, WWII, Britanica, 2025
- Kreso Josic, Von Neumann, computers, and Brains, The Engines Of Our Ingenuity
- John von Neumann – Atomic heritage foundation, Nuclear Museum
- Η θεωρία των παγνίων και τρία πανέμορφα μυαλά, philenews, 2022
