John Von Neumann

John von Neumann, nato János Neumann (Budapest, 28 dicembre 1903 – Washington, 8 febbraio 1957), è stato un matematico e informatico ungherese naturalizzato statunitense.

Fu una delle personalità scientifiche preminenti del XX secolo cui si devono fondamentali contributi in campi come teoria degli insiemi, analisi funzionale, topologia, fisica quantistica, economia, informatica, teoria dei giochi, fluidodinamica e in molti altri settori della matematica.

John von Neumann è stato una delle menti più brillanti e straordinarie del secolo scorso. Insieme a Leo Szilard, Edward Teller ed Eugene Wigner, i quattro facevano parte del “clan degli ungheresi” ai tempi di Los Alamos e del Progetto Manhattan. Oltre ad essere ungheresi, tutti e quattro erano di origini ebraiche ed erano stati costretti a rifugiarsi negli USA per sfuggire alle persecuzioni naziste.

Le sue capacità hanno permesso a Neumann di apportare contributi significativi e spesso assolutamente innovativi in molti campi della ricerca, dalla matematica alla meccanica statistica, dalla meccanica quantistica alla cibernetica, dall’economia all’evoluzione biologica, dalla teoria dei giochi all’intelligenza artificiale.

Quello di von Neumann con i militari è stato un rapporto piuttosto stretto, alimentato dalle sue convinzioni anti-naziste prima e anti-comuniste poi, sfociate in un vero e proprio odio che lo porterà ai vertici delle istituzioni politico militari degli Stati Uniti come membro del potente Comitato per i missili balistici intercontinentali.

Johnny, come lo chiamavano i suoi colleghi americani, era anche un grande amante della vita, e accanto alla personalità geniale ma cinica e spietata conviveva, apparentemente senza contraddizione alcuna, l’altro volto dello scienziato ungherese, quello affabile, mai presuntuoso, simpatico e goliardico.

Attorno alla sua figura sono state scritte molte storie che hanno caratterizzato nell’eccesso questo personaggio, gran parte delle quali, però, dettate da ostilità e avversione nei confronti del suo pensiero politico e sociale.

Tra il 1930 e il 1933 viene invitato a Princeton, dove mette in luce una vena didattica non proprio esemplare; la sua grande fluidità di pensiero mette in difficoltà molti degli studenti, che sono costretti a seguire i calcoli su una piccola porzione di lavagna che lo scienziato cancella poi velocemente impedendo agli allievi di copiare le equazioni. Nel 1933 apre i battenti l’Institute for Advanced Study, sempre a Princeton, e von Neumann è uno dei sei professori originari di matematica insieme a Albert Einstein, Hermann Weyl, Morse, Alexander e Thorstein Veblen.

Poco dopo, con l’arrivo dei nazisti al potere, abbandona la sua posizione accademica in Germania, considerando l’avventura americana ben più promettente. Terrà la cattedra di Princeton fino alla fine dei suoi giorni.

Negli anni successivi, von Neumann dà sfoggio del suo enorme talento nel campo della ricerca e si interessa dei problemi legati alla turbolenza idrodinamica e quindi alla risoluzione delle equazioni differenziali non lineari, che gli serviranno come stimolo per studiare nuove possibilità legate alla computazione elettronica.

Ma a rendere famoso e amato Johnny è anche l’altro lato della sua personalità, quello allegro e gioviale, che lo rende particolarmente abile nell’organizzare e animare le feste. I suoi party sono famosi, numerosi e piuttosto lunghi e sa intrattenere amabilmente gli ospiti con un repertorio vastissimo di barzellette e storielle, naturalmente in molte lingue.

Durante la Seconda guerra mondiale crea la teoria dei giochi pubblicando nel 1944, insieme a Oskar Morgenstern, un testo che diverrà un classico, Theory of Games and Economic Behavior.

Alcuni anni più tardi Shannon, uno dei padri fondatori della teoria dell’informazione, si baserà sui lavori di von Neumann per pubblicare il suo articolo Una macchina giocatrice di scacchi.

Sempre nel 1944, von Neumann viene a conoscenza da un suo collega, Herman Goldstine, impegnato anch’esso nel Progetto Manhattan, dei tentativi effettuati presso il laboratorio balistico di costruire una macchina capace di trecento operazioni al secondo. Von Neumann rimane profondamente colpito da questa cosa e dentro alla sua mente si aprono nuovi e affascinanti scenari.

Il primo incontro con un calcolatore risale a poco tempo dopo, con la macchina Harvard Mark I (ASCC) di Howard Aiken, costruita in collaborazione con l’IBM; poi conosce ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) presso il Ballistic Research Laboratory, un ammasso enorme di valvole, condensatori e interruttori da trenta tonnellate di peso, costruita da Prosper Eckert e John Mauchly.

Questo primordiale computer è utile per eseguire calcoli balistici, meteorologici o sulle reazioni nucleari, ma è una macchina limitata, quasi del tutto priva di memoria e di elasticità, che può eseguire solo operazioni predeterminate. Per migliorarla bisogna utilizzare l’intuizione che aveva avuto Alan Turing una decina d’anni prima nel suo articolo sui numeri computabili[senza fonte] , e cioè permettere al computer (l’hardware) di eseguire le istruzioni codificate in un programma (software) inseribile e modificabile dall’esterno. Nel 1945 esce così First Draft of a Report on the Edvac.

L’EDVAC (Electronic Discrete Variables Automatic Computer) è la prima macchina digitale programmabile tramite un software basata su quella che sarà poi definita l’architettura di von Neumann. Il merito dell’invenzione, oltre che allo scienziato ungherese, va ad Alan Turing (per l’idea: l’EDVAC, a dispetto della propria memoria finita, è la realizzazione della macchina universale inventata da Turing nel 1936, ovvero, un computer programmabile nel senso moderno del termine) e ad Eckert e Mauchly (per la realizzazione).

Gli anni della guerra vedono von Neumann coinvolto nel Progetto Manhattan per la costruzione della bomba atomica; è un coinvolgimento alimentato da un profondo odio verso i nazisti, i giapponesi e successivamente verso i sovietici. Già nel 1937, dopo aver ottenuto la cittadinanza statunitense, gli viene proposto di collaborare con le forze armate e da quel momento la sua escalation ai vertici delle istituzioni politico-militari non conoscerà più soste. È lui a suggerire come deve essere lanciata la bomba atomica per creare il maggior numero di danni e di morti, è lui che interviene nella costruzione della bomba al plutonio realizzando la cosiddetta “lente al plutonio”, ed è ancora lui a incentivare la costruzione di ordigni nucleari sempre più potenti. Ma si spinge oltre, proponendo alle autorità militari di bombardare preventivamente l’Unione Sovietica per scongiurare il pericolo rosso. La sua teoria dei giochi viene utilizzata in questo contesto per studiare e ipotizzare tutti i possibili scenari bellici che si possono sviluppare in seguito a certe decisioni. Il fervore con cui appoggia lo sviluppo degli ordigni atomici lo spinge a seguire di persona alcuni test sulle armi nucleari nella seconda metà degli anni quaranta, che raggiungeranno l’apice con l’esplosione della bomba H nelle Isole Marshall nel 1952. Probabilmente saranno proprio le radiazioni sprigionate da questi test a condannarlo a morte [1], da lì a poco.

Nello stesso anno dell’esplosione della bomba H, viene nominato membro del General Advisory Committee della AEC (Atomic Energy Commission) e consigliere della CIA (Central Intelligence Agency, l’agenzia statunitense per lo spionaggio all’estero). Tre anni più tardi diventa membro effettivo dell’AEC.

Nel pieno della Guerra Fredda, a metà degli anni Cinquanta, si impegna al massimo per appoggiare la costruzione del missile balistico intercontinentale (ICBM) Atlas che, successivamente modificato, servirà per le missioni spaziali, portando John Glenn nello spazio nel 1962.

Un tumore alle ossa lo costringe sulla sedia a rotelle, anche se la malattia non gli impedisce di seguire di persona le riunioni strategiche con i militari, mentre si dedica a nuovi studi che riguardano programmi capaci di autoriprodursi e che lui chiama automi cellulari.

Confortato da pochi amici che gli saranno vicini fino all’ultimo, come Wigner, muore l’8 febbraio del 1957.

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John von Neumann ( /vɒn ˈnɔɪmən/; December 28, 1903 – February 8, 1957) was a Hungarian-American mathematician and polymath who made major contributions to a vast number of fields,[1] including mathematics (set theory, functional analysis, ergodic theory, geometry, numerical analysis, and many other mathematical fields), physics (quantum mechanics, hydrodynamics, and fluid dynamics), economics (game theory), computer science (linear programming, computer architecture, self-replicating machines, stochastic computing), and statistics. He is generally regarded as one of the greatest mathematicians in modern history.[2]

The mathematician Jean Dieudonné called von Neumann “the last of the great mathematicians”,[3] while Peter Lax described him as possessing the most “fearsome technical prowess” and “scintillating intellect” of the century,[4] and Hans Bethe stated “I have sometimes wondered whether a brain like von Neumann’s does not indicate a species superior to that of man”.[5] He was born in Budapest around the same time as Theodore von Kármán (b. 1881), George de Hevesy (b. 1885), Leó Szilárd (b. 1898), Eugene Wigner (b. 1902), Edward Teller (b. 1908), and Paul Erdős (b. 1913).[6]

Von Neumann was a pioneer of the application of operator theory to quantum mechanics, in the development of functional analysis, a principal member of the Manhattan Project and the Institute for Advanced Study in Princeton (as one of the few originally appointed), and a key figure in the development of game theory[1][7] and the concepts of cellular automata,[1] the universal constructor, and the digital computer. Von Neumann’s mathematical analysis of the structure of self-replication preceded the discovery of the structure of DNA.[8] In a short list of facts about his life he submitted to the National Academy of Sciences, he stated “The part of my work I consider most essential is that on quantum mechanics, which developed in Göttingen in 1926, and subsequently in Berlin in 1927–1929. Also, my work on various forms of operator theory, Berlin 1930 and Princeton 1935–1939; on the ergodic theorem, Princeton, 1931–1932.” Along with Teller and Stanisław Ulam, von Neumann worked out key steps in the nuclear physics involved in thermonuclear reactions and the hydrogen bomb.

Von Neumann wrote 150 published papers in his life; 60 in pure mathematics, 20 in physics, and 60 in applied mathematics. His last work, an unfinished manuscript written while in the hospital and later published in book form as The Computer and the Brain, gives an indication of the direction of his interests at the time of his death.