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John von Neumann
John von Neumann während der Arbeit für das Manhattan-Projekt, 1940er-45

John von Neumann, ungarisch: Neumann Janos (Budapest, 28. Dezember1903 - Washington, D.C, 8. Februar1957) war ein ungarisch-amerikanischMathematiker, der neben vielen Teilgebieten der Mathematik auch sehr wichtige Beiträge zur Physik, Informatik, Informatik und Wirtschaftswissenschaften geleistet hat. Er war auch in der Mengenlehre, das Funktionsanalyse, das Quantenmechanik, das Operatortheorie, das ergodische Theorie, kontinuierliche Geometrie, Wirtschaft und Spieltheorie, Informatik, numerische Analyse, Hydrodynamik (von Explosionen) und Statistik.

Vorwort

John von Neumann gilt als einer der größten Mathematiker der modernen Geschichte.[1] der Mathematiker Jean Dieudonnen nannte von Neumann "den letzten der großen Mathematiker",[2], während Peter Lax beschrieb ihn als die Person mit den "erschreckendsten technischen Fähigkeiten" und nannte ihn den "funkelnden Intellekt" des Jahrhunderts.[3] Auch im Budapest die um die Jahrhundertwende Genies hervorgebracht haben wie Theodore von Karman (geboren 1881), Leo Szilard (geboren 1898), Eugen Wigner (geb. 1902), und Edward Teller (geb. 1908), war seine Brillanz bereits aufgefallen.[4]

Von Neumann war ein Pionier in der Anwendung der Operatortheorie auf der Quantenmechanik, bei der Entwicklung der Funktionsanalyse, ein sehr wichtiges Mitglied der Manhattan-Projekt und der Institut für Höhere Studien im Princeton (als einer der fünf ursprünglichen Mitarbeiter) und eine Schlüsselfigur in der Entwicklung der Spieltheorie[5] und das Konzept von Zellulare Automaten und der universeller Konstruktor. In einer kurzen Zusammenfassung von Fakten aus seinem Leben, die er für die Amerikanische Nationale Akademie der Wissenschaften, sagte er: "Der Teil meiner Arbeit, den ich als den wesentlichsten ansehe, ist der der Quantenmechanik, die 1926 aus Göttingen und 1927-1929 in Berlin entstand. Auch meine Arbeit an verschiedenen Formen der Operatortheorie, in Berlin (1930) und in Princeton (1935-1939); über die ergodische Position, Princeton (1931-1932)." Zusammen mit Teller und Stanislaw Ulam Von Neumann arbeitete wichtig, denn thermonuklear Reaktionen und die Wasserstoffbombe notwendig, Schritte in der Kernphysik von.

Leben

Jugend

Von Neumann wurde in Budapest geboren (Österreich-Ungarn) wurde unter dem Namen Margittai Neumann János geboren. Sein Vater Max war Bankier und seine Mutter Margaret stammte aus einer wohlhabenden jüdischen Familie der Mittelschicht. Von Neumann zeigte Eigenschaften von a Wunderkind. Angeblich[6] mit sechs Jahren konnte er achtstellige Zahlen auswendig dividieren, mit acht Jahren hatte er die Prinzipien der Differential- und der Integralrechnung und lesen Sie das Werk "Leçons sur la théorie des fonctions" von Emile Borel.

Studie

Von Neumann studierte Mathematik an der Universität Budapest und der Universität Berlin, und promovierte im Alter von 23 Jahren in Mathematik an der Universität Budapest mit einer Dissertation auf dem Gebiet der Mengenlehre. Seine Arbeit in diesem Bereich wurde später in die Von Neumann-Bernays-Gödel Mengenlehre.

Werdegang

Er hielt Lehraufträge an den Universitäten Berlin (1927-1929) und Hamburg (1929-1930), stieß jedoch zunehmend auf Probleme mit den aufkommenden Nazi-ist wegen seiner jüdisch Abstammung. Er beschloss, Deutschland den Rücken zu kehren und landete schließlich in Amerika Princeton (New Jersey), wo er mit dem verbunden blieb Institut für Höhere Studien. Er war einer von vier Personen, darunter Albert Einstein und Kurt Gödel, die als erste Professoren/Forscher dieses Instituts ausgewählt wurden.

Rolle im Kalten Krieg

Nach dem Zweiten Weltkrieg arbeitete von Neumann sehr häufig als Berater für die CIA, das Armee der Vereinigten Staaten, das RAND Corporation, Standard-Öl, IBM und andere.

Zeit seines Lebens respektierte und bewunderte von Neumann Wirtschafts- und Regierungschefs; etwas, das bei seinen wissenschaftlichen Kollegen nicht oft vorkam[7]. Von Neumann trat in den Staatsdienst ein (Manhattan-Projekt), hauptsächlich weil er glaubte, dass Freiheit und Zivilisation nur dann überleben könnten, wenn die USA über den Totalitarismus der Rechten (Nazismus und Faschismus) und der Linken (Sowjet-Kommunismus) triumphieren würden )[8].

Als Vorsitzender des Von-Neumann-Raketenausschusses und später als Mitglied des Atomenergiekommission der Vereinigten Staaten Von 1953 bis zu seinem Tod 1957 war er einflussreich bei der Festlegung der amerikanischen Wissenschafts- und Militärpolitik. Durch sein Komitee entwickelte er mehrere Szenarien von nukleare Proliferation, er war die Grundlage für die Entwicklung von Interkontinentalraketen und U-Boot-Raketen mit Atomsprengköpfen und war einer der Autoren des höchst umstrittenen strategischen Gleichgewichts, das Gegenseitig zugesicherte Zerstörung (Englisch:WÜTEND) nannte sich. Während eines Senat Anhörung im Ausschuss beschrieb er seine politische Ideologie als "gewaltsam gegen diekommunistisch, und viel militaristischer als sonst".

Von Neumanns Interesse an meteorologischen Vorhersagen führte ihn zu dem Vorschlag, die Umwelt durch Verbreitung zu manipulieren Farbstoffe auf der Polkappen so wie die Absorption des Sonnenstrahlung erhöhen (durch Verringern der albedo), was zu einer globalen Erwärmung führen würde. Er sprach sich auch für einen präventiven Nuklearangriff auf die Sovietunion, in der Annahme, dass dies der Sowjetunion den Zugang zu den Atombombe[9].

Charakter

Von Neumann hatte einen ungeheuer einfallsreichen Verstand und ein fast perfektes Gedächtnis. Im Gegensatz zu vielen seiner Kollegen hatte er eine extrovertiert Charakter und liebte es zu essen, zu trinken, zu tanzen und Spaß zu haben.

Von Neumann trug ausnahmslos einen konservativen grauen Flanellanzug. Einmal ist er sogar reingefahren dreiteiliger Anzug mit Nadelstreifen durch die Grand Canyon, rittlings auf einem Maultier. Er veranstaltete regelmäßig große Partys in seinem Haus in Princeton, manchmal bis zu zweimal pro Woche.[10] Sein weißes Schindelhaus in der Westcott Road 26 war eines der größten in Princeton. Obwohl er ein notorisch schlechter Fahrer war, liebte er ein Auto fahren. Oft las er beim Autofahren gleichzeitig ein Buch. Diese bizarre Angewohnheit führte zu zahlreichen Festnahmen und mehreren Unfällen. Dann Cuthbert Hurd ihn als Berater bei IBM angeheuert, bezahlte Hurd oft stillschweigend die Verkehrsstrafen von Von Neumann[11].

Versterben

Von Neumann starb in 1957 Auf Knochenkrebs, die er sich möglicherweise zugezogen hat, während er an der Detonation von teilnahm Atom- und Wasserstoffbomben. Übrigens starben in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts auffallend viele Physiker und Techniker an Krebs, die mit Krebs arbeiteten oder damit umgehen mussten. radioaktiv Material. Dies war vor allem auf das anfängliche Unwissen über die Gesundheitsgefahren der Radioaktivität und die damit eingeschränkten Sicherheitsvorkehrungen bezüglich Strahlung zurückzuführen. Oft wurde in den Anfangsjahren bei der Arbeit mit Materialien wie Uran und Radium überhaupt auf Abschirmungen verzichtet. Andere bekannte Physiker, die höchstwahrscheinlich an Krebs gestorben sind, der durch ionisierende Strahlung verursacht wurde Marie Curie und Enrico Fermic.

Arbeit

Quantenmechanik

Nach seinem Abschluss erhielt Von Neumann ein Stipendium für seine postgraduale Arbeit an der Universität Göttingen, Biene David Hilbert. Gemeinsam arbeiteten sie an den mathematischen Grundlagen der Quantenphysik. Später beschäftigte sich auch Von Neumann mit dem gleichen Thema, was zur Entwicklung des Von Neumann Algebra's und endlich in 1955 zum Beweis der Gleichwertigkeit der Erwin SchrödingersWellenmechanik und Werner HeisenbergsMatrixmechanik, die beiden wichtigsten Methoden zur Beschreibung der Quantenmechanik. 1932 veröffentlichte er das Buch Die mathematischen Grundlagen der Quantenmechanik.

militärische Beratung; Beteiligung am Manhattan-Projekt

John von Neumanns Los Alamos' ID-Abzeichen

Ab den späten 1930er Jahren interessierte sich von Neumann zunehmend für angewandte (im Gegensatz zur reinen) Mathematik. Insbesondere entwickelte er eine Expertise in explosivPhänomene, die mathematisch schwer zu modellieren sind. Dies führte zu einer Vielzahl von militärischen Beratungsjobs, hauptsächlich für die Marine, die in der Folge zu seinem Engagement beim Militär führten Manhattan-Projekt. Dazu gehörte auch, dass von Neumann häufig mit dem Zug zu den geheimen Forschungseinrichtungen des Manhattan-Projekts in Los Alamos, New Mexico.

Von Neumanns Hauptbeitrag zur Atombombe selbst lag in der Konzeption und Gestaltung der explosive Linsen, die benötigt wurden, um Plutoniumkern von dem Trinity-Testgerät und der "Dicker Mann"-Atomwaffe, die später war Nagasaki fallen würde, komprimieren. Obwohl von Neumann nicht der Ursprung des "Implosion"Konzepts war er einer der hartnäckigsten Befürworter. Er förderte seine Weiterentwicklung, gegen den Instinkt vieler seiner Kollegen, die ein solches Design für nicht praktikabel hielten. Die Arbeiten am Linsenformdesign wurden im Juli 1944 abgeschlossen.

Bei einem Besuch in Los Alamos im September 1944 zeigte von Neumann, dass der Druckanstieg durch die Reflexion der explosiven Stoßwelle an festen Objekten viel größer war als bisher angenommen, wenn der Einfallswinkel der Stoßwelle zwischen 90° und a . lag begrenzter Winkel. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass die Wirksamkeit einer Atombombe durch eine Detonation mehrere Kilometer über dem Ziel statt im Erdgeschoss erhöht würde.[12]

Ab Frühjahr 1945 gehörte von Neumann zusammen mit vier weiteren Wissenschaftlern und mehreren Militärangehörigen der für die Auswahl der japanischen Städte zuständigen Auswahlkommission an. Hiroshima und Nagasaki wenn erste Ziele der Atombombe. Von Neumann überwachte die Berechnungen zur Bestimmung der erwarteten Kraft der Bombenexplosion, der Schätzung der Zahl der Todesopfer und der Höhe über dem Boden, in der die Atombomben gezündet werden sollten, um eine optimale Stoßwelle und Ausbreitung zu erhalten, mit der maximale Wirkung erreicht werden.[13] Die Kulturhauptstadt Kyoto, das bisher von den Brandbombenangriffen auf militärisch wichtige Zielstädte wie Tokio verschont geblieben war, war von Neumanns erste Wahl, unterstützt vom Projektleiter Manhattan Leslie Groves. Diese Wahl wurde jedoch von der amerikanischKriegsministerHenry Stimson[14]

Wirtschaftswissenschaften und Spieltheorie

Neben seinen anderen Aktivitäten war von Neumann der Gründer der Spieltheorie und veröffentlicht mit Oskar Morgenstern das klassische Buch Spieltheorie und wirtschaftliches Verhalten im 1944. Er entdeckte unter anderem die MinimaxPosition, die die komplette Strategie der Spieler im Zweier-Modus beschreibt Nullsummenspiele.

Von Neumanns erster großer Beitrag zum Wirtschaft war das Minimax-Satz von 1928. Dieser Satz besagt, dass in bestimmten Nullsummenspiele mit perfekte informationen (d.h. Spiele, bei denen die Spieler zu jedem Zeitpunkt alle Züge kennen, die bis dahin im Spiel stattgefunden haben), hat jeder Spieler eine Strategie, die es beiden Spielern erlaubt, ihre maximalen Verluste zu minimieren (daher der Name Minimax). Bei der Prüfung jeder möglichen Strategie muss ein Spieler alle möglichen Gegenzüge des Gegners und den maximalen Verlust berücksichtigen. Der Spieler spielt dann die Strategie, die zur Minimierung des maximalen Verlustes führt. Eine solche Strategie, die den maximalen Verlust minimiert, wird für beide Spieler als optimal bezeichnet, wenn ihre Minimaxe (im absoluten Sinne) gleich und entgegengesetzt (im Vorzeichen) sind. Wenn der gemeinsame Wert null ist, wird das Spiel sinnlos.

Schließlich verbesserte Von Neumann das Minimax-Theorem und erweiterte es auf Spiele mit mehr als zwei Spielern, wobei unvollständige Information eine Rolle spielen. Diese Arbeit gipfelte in seinem klassischen Werk im Jahr 1944 Spieltheorie und wirtschaftliches Verhalten (Spieltheorie und Wirtschaftsverhalten), gemeinsam mit . geschrieben Oskar Morgenstern. Das öffentliche Interesse an dieser Arbeit war so groß, dass Die New York Times widmete ihm eine Titelstory, was bis dahin nur Einstein war geschehen.

Der zweite große Beitrag von Neumann auf diesem Gebiet war 1937 die Lösung eines Problems, das erstmals 1874 von beschrieben wurde Leon Walras, die Existenz von Situationen von Balance im Mathematische Modelle der Marktentwicklung basierend auf Angebot und Nachfrage. Er war der Erste, der erkannte, dass ein solches Modell Ungleichheiten und sollte nicht durch Gleichungen ausgedrückt werden. Er fand dann eine Lösung für Walras' Problem, indem er Fixpunktsatz, abgeleitet aus der Arbeit von L.E.J. Brauer, bewirbt sich. Die bleibende Bedeutung seiner Arbeit an allgemeine Gleichgewichte und die Methodik der Fixpunktsätze wird durch die Zuordnung der Nobelpreise 1972 an Kenneth Pfeil, ab 1983 Gerard Debreuc, und 1994 bis 1994 John Nasho, der von Neumanns Theorie in seiner Dissertation über die Princeton Universität.

ENIAC

Am Ende des Zweiten Weltkriegs engagierte er sich für das Militärprojekt ENIAC, der Bau der ersten elektronischen Computer. Geplant war ein Nachfolger, der EDVAC, und von Neumann entwarf zu diesem Zweck den revolutionären Saum Von Neumann Architektur, wo ein Zentralprozessor und ein Arbeitsspeicher verwendet werden, wobei nicht nur die Daten, sondern auch das Programm in den Arbeitsspeicher geladen wird. Diese Architektur wird im Wesentlichen immer noch in allen verwendet nicht parallele Computer. Er erfand das Feld der Zellulare Automaten auf einem Blatt Papier und entwarf die ersten selbstreplizierenden Maschinen mit Papier und Bleistift. Der Begriff "Von Neumann-Maschine" wird auch für selbstreplizierende Maschinen verwendet. Von Neumann gilt daher als Begründer der aktuellen Rechnerarchitektur.

Externe Links