Д нейман что изобрел

История гения: Джон фон Нейман — прародитель ПК

Джон фон Нейман был гениальным математиком, мыслителем с широким кругом научных интересов и просто жизнерадостным человеком, который верил, что водородные бомбы будут способствовать сохранению мира. Каким была жизнь одного из архитекторов ПК, расскажем в нашей статье.

«Если вы точно назовете, чего не может сделать машина, я создам машину, которая сможет именно это», — говорил Джон фон Нейман, один из создателей современных ПК.

Список достижений Джона Неймана настолько же внушительный, как и список его анекдотов: во времена учебы в Институте фундаментальных исследований (IAS) в Принстоне ему удалось своими шутками свести с ума самого Альберта Эйнштейна. О его вечеринках в Принстоне ходили легенды, в которых ученого называли «Весельчак Джонни». На простые вопросы «или-или» он часто отвечал «да», что было математически правильно. Неудивительно, что именно он вдохновил Стэнли Кубрика на создание образа доктора Стрейнджлава.

Годы жизни: 28 декабря 1903 года — 8 февраля 1957 года
1928 Доказал теорему минимума и максимума — основу теории игр
1933 Профессор математики в Институте фундаментальных исследований (IAS) в Принстоне
1944 Участие в проекте «Манхэттен», расчет ударных волн
1944 Публикация «Theory of Games and Economic Behavior» («Теория игр и экономическое поведение») (совместно с Оскаром Моргенштерном)
1945 Статья «First Draft of a Report on the Electronic Discrete Variable Calculator» («Предварительный доклад о машине EDVAC») описывает современный компьютер
1949 Запуск проекта IAS — Computer. Компьютера IAS использовали в первую очередь в военных целях, но Нейман также экспериментировал с прогнозированием погоды.

Даже спустя 60 лет после смерти ученого влияние Неймана ощущается повсеместно. Разработанные им и его коллегами основные принципы функционирования компьютеров действуют и сегодня.

Практически все ПК работают по принципу так называемого компьютера с программируемой памятью. Идея гениальна и проста: данные и программы хранятся на одном и том же носителе и могут быть вызваны и изменены по желанию пользователя. Это превращает ПК в универсальные инструменты, которыми они сейчас и являются. Но раньше вычислительные машины могли выполнять только строго определенные операции.

Источник

Джон фон Нейман (John von Neumann)

Он был одним из пионеров применения теории операторов к квантовой механике, в развитии функционального анализа, и ключевой фигурой в развитии теории игр и концепции клеточных автоматов. Он опубликовал более 150 статей в своей жизни: около 60 по математике, 20 по физике и 60 по прикладной математике, а остальные по специальным математическим дисциплинам. Его последнее произведение, незаконченный манускрипт написанный в то время когда он был в больнице, позже была опубликована в виде книги.

Его анализ структуры самовоспроизводства предшествовало открытие структуры ДНК. В короткий список фактов о его жизни, который он представил на Национальной Академии наук, он заявил: «Наиболее важной частью моей работы я считаю работу по квантовой механике, которая сложилась в Геттингене в 1926 году, и впоследствии в Берлине в 1927-1929 годах. Кроме того, моя работа на различных формах теории, Берлин 1930 и Принстон 1935-1939».

Фон Нейман был одним из основателей вычислительной техники. Дональд Кнут называет фон Неймана изобретателем, который в 1945 году разработал алгоритм сортировки слиянием, в котором первая и вторая половины массива сортируются рекуррентно, а потом сливаются. Фон Нейман написал программу сортировки для ЕДВАК, чернилами на 23-х страницах. На первой странице можно увидеть следы фразы «Совершенно секретно», которая была написана карандашом, а позже стерта. Он также работал по философии искусственного интеллекта с Аланом Тьюрингом во время визита в Принстон в 1930-х годах.

Фон Нейман (слева) и Роберт Оппенгеймер (справа) перед ЕДВАК

Сортировка слиянием анимации. Отсортированные элементы представлены точками.

Источник

Нейман Джон

Содержание

Биография

Достижения

Первая работа фон Неймана по аксиоматической теории множеств вышла в свет в 1923 году. Она называлась «К введению трансфинитных ординальных чисел». Она была опубликована в трудах Сегедского университета. Фон Нейман разработал свою систему аксиом и изложил ее в докторской диссертации и двух статьях. Диссертация сильно заинтересовала А. Френкеля, которому поручили отрецензировать ее. Несмотря на то, что он не смог разобраться в ней полностью, он пригласил к себе фон Неймана. Он Френкель попросил его написать популярную статью, в которой излагались бы новый подход к проблеме и следствия, извлекаемые из его. Фон Нейман написал такую работу, назвав ее «К вопросу об аксиоматическом построении теории множеств». Она была опубликована в 1925 году а «Journal fuer Mathematik». Фон Нейман построил замечательную систему аксиом теории множеств, такую же простую, как гильбертовая для евклидовой геометрии. Система аксиом фон Неймана занимает немногим более одной страницы печатного текста. В 1925 фон Нейман получает диплом инженера-химика в Цюрихе и успешно защищает диссертацию «Аксиоматическое построение теории множеств» на звание доктора философии в Будапештском университете. Молодой доктор отправляется совершенствовать свои знания в Геттингенский университет, где в то время читали лекции люди, чьи имена стали гордостью науки: К. Рунге, Ф. Клейн, Э. Ландау, Д. Гильберт, Э. Цермело, Г. Вейль, Г. Минковский, Ф. Франк, М. Борн и другие. Приглашенными лекторами были Г. Лоренц, Н. Бор, М. Планк, П. Эренфест, А. Пуанкаре, А. Зоммерфельд.

В период 1927 по 1929 годы фон Нейман выполнил основополагающие работы трёх больших циклов: по теории множеств, теории игр и математическому обоснованию квантовой механики.

В 1927 фон Нейман написал статью «К гильбертовой теории доказательства». В ней он исследовал проблему непротиворечивости математики.

В 1928 фон Нейман написал работу «К теории стратегических игр», в которой доказал теорему о минимаксе, ставшей краеугольным камнем возникшей позже теории игр. В своей теореме фон Нейман рассматривает ситуацию, когда двое играют в игру, по правилам которой вигрыш одного игрока равен проигрышу другого. При этом каждый игрок может выбирать из конечного числа стратегий. При этом игрок считает, что противник действует наилучшим для себя образом. Теорема фон Неймана утверждает, что в такой ситуации существует «устойчивая» пара стратегий, для которых минимальный проигрыш одного игрока совпадает с максимальным выигрышем другого. Устойчивость стратегий означает, что каждый из игроков, отклоняясь от оптимальной стратегии лишь ухудшает свои шансы и, ему приходится вернуться к оптимальной стратегии.

Фон Нейман доказал эту теорему, обратив внимание на её связь с теорией неподвижных точек. Позже были найдены доказательства, использующие теорию выпуклых множеств. В работе «Об определении через трансфинитную индукцию и родственных вопросах общей теории множеств»(1928), фон Нейман вновь возвращается к проблеме введения ординальных чисел, и дает строгое аксиоматическое изложение теории.

В работе «Об одной проблеме непротиворечивости аксиоматической теории множеств» фон Нейман показал, что одна из «нетрадиционных» аксиом в предложенной им системе выводима из аксиом других систем. Поскольку обратная выводимость была доказана раньше, то результат означал, что его «необычная» аксиома эквивалентна обычным в других системах.

В 1929 году фон Нейман пишет работу «Общая спектральная теория эрмитовых операторов».

В 1929 году фон Нейман получает приглашение прочитать в течении одного семестра цикл лекций в Принстонском университете. В США фон Нейман впервые оказался в 1930 году. Вскоре после приезда Иоганн фон Нейман для многих коллег становится просто Джонни. В 1931 году фон Нейман окончательно расстается с Гамбургским университетом, чтобы принять профессуру в Принстоне.

В 1934 году выходит в свет статья «Об алгебраическом обобщении квантовомеханического формализма», написанная в соавторстве с П. Иорданом и Е. Вигнером.

Незадолго до первого визита в Принстон фон Нейман женился на Мариэтте Кевуши, а в 1935 году у них родилась дочь Марина.

В 1936 фон Нейман совместно с Дж. Биркгофом пишет статью «Логика квантовой механики».

Первыми профессорами Института высших исследований в Принстоне стали Освальд Веблен (в 1932 году) и Альберт Эйнштейн (1933). В том же 1933 этой высокой чести был удостоен и Джон фон Нейман.

Нейман и ЭВМ

Фон Нейман много работал над самовоспроизведением автоматов и смог доказать возможность самовоспроизвдения конечного автомата, обладавшего 29 внутренними состояниями.

Во второй половине 1930-х годов совместно с Ф. Дж. Мюрреем Нейман опубликовал ряд работ по кольцам операторов, положив начало так называемой алгебре Неймана, которая впоследствии стала одним из главных инструментов для квантовых исследований. В 1937 Нейман принял гражданство США. Во время Второй мировой войны служил консультантом в атомном центре в Лос-Аламосе, где рассчитал взрывной метод детонации ядерной бомбы и участвовал в разработке водородной бомбы. В марте 1955 стал членом американской комиссии по атомной энергии.

Из 150 трудов Неймана лишь 20 касаются проблем физики, остальные же равным образом распределены между чистой математикой и ее практическими приложениями, в том числе теорией игр и компьютерной теорией.

Нейману принадлежат новаторские работы по компьютерной теории, связанные с логической организацией компьютеров, проблемами функционирования машинной памяти, имитацией случайности, проблемами самовоспроизводящихся систем. В 1944 Нейман присоединился к группе Мокли и Эккерта, занятой созданием машины ENIAC, в качестве консультанта по математическим вопросам. Тем временем в группе началась разработка новой модели, EDVAC, которая, в отличие от предыдущей, могла бы хранить программы в своей внутренней памяти. В 1945 Нейман опубликовал «Предварительный доклад о машине EDVAC», в котором описывалась сама машина и ее логические свойства. Описанная Нейманом архитектура компьютера получила название «фон Неймановской», и таким образом ему было приписано авторство всего проекта. Это вылилось впоследствии в судебное разбирательство о праве на патент и привело к тому, что Эккерт и Мокли покинули лабораторию и основали собственную фирму. Тем не менее «архитектура фон Неймана» была положена в основу всех последующих моделей компьютеров. В 1952 Нейман разработал первый компьютер, использующий программы, записанные на гибком носителе, MANIAC I.

Секретом успеха Неймана иногда считают его «аксиоматический метод». Он рассматривал предмет, сконцентрировавшись на его основных свойствах (аксиомах), из которых вытекает все остальное.

Одной из утопических идей Неймана, для разработки которой он предлагал использовать компьютерные расчеты, было искусственное потепление климата на Земле, для чего преполагалось покрыть темной краской полярные льды чтобы уменьшить отражение ими солнечной энергии. Одно время это предложение всерьез обсуждалось во многих странах. В 1956 Комиссия по атомной энергии наградила Неймана премией Энрико Ферми за выдающийся вклад в компьютерную теорию и практику.

Многие идеи фон Неймана ещё не получили должного развития, например, идея о взаимосвязи уровня сложности и способности системы к самовоспроизведению, о существовании критического уровня сложности, ниже которого система вырождается, а выше обретает способность к самовоспроизведению. В 1949 выходит работа «О кольцах операторов. Теория разложения».

Джон фон Нейман был удостоен высших академических почестей. Он был избран членом Академии точных наук (Лима, Перу), Академии деи Линчеи (Рим, Италия), Американской академии искусств и наук, Американского философского общества, Ломбардского института наук и литературы, Нидерландской королевской акдаемии наук и искусств, Национальной академии США, почетным доктором многих университетов США и других стран.

Источник

Величайший Янош

Н ейману необычайно повезло: ему посчастливилось встретить человека, сумевшего распознать в любознательном мальчике гения и сделавшего все, чтобы развить яркое дарование, — преподава­теля математики Ласло Ратца. Осознав степень его одаренности, Ратц справедливо рассудил, что столь необычный ученик тре­бует и необычных методов обучения, и ввел Яноша в не­большой, но блестящий кружок будапештских математиков того времени, который возглавлял духовный отец венгер­ских математиков Липот Фейер, который сказал о молодом Неймане: «Величайший Янош нашей страны».

К моменту получения аттестата зрелости Янош фон Нейман пользовался в математических кругах устоявшейся репута­цией молодого дарования редкостной силы. Его первая печатная работа «О расположении нулей некоторых минимальных полиномов», написанная совместно с М. Фекете, вышла в свет, когда ее автору едва минуло 18 лет.

Ласло Ратц справедливо рассудил, что столь необычный ученик требует и необычных методов обучения, и ввел Яноша в не¬большой, но блестящий кружок будапештских математиков того времени, который возглавлял духовный отец венгер¬ских математиков Липот Фейер

Но по окончании гимназии отец Яноша, который считал, что профессия математика вряд ли обеспечит хорошее будущее его первенцу, настоял, чтобы тот приобрел более «земную» профессию инженера-химика. Но Янош не мог пред­ставить себе жизнь без занятия любимой наукой. Поэтому на се­мейном совете было решено, что Янош поступит в Феде­ральную высшую техническую школу в Цюрихе, где будет изучать химию, и одновременно на математический факуль­тет Будапештского университета. И в 1925 году он без видимого напряжения получает диплом инженера-химика в Цюрихе и успешно защищает диссертацию «Аксиоматиче­ское построение теории множеств» на звание доктора фило­софии в Будапештском университете.

Мо­лодой доктор отправляется совершенствовать свои знания в Мекку математиков и физиков того времени — Гёттин­генский университет. Там для фон Неймана исключительное значение имело общение с одним из крупнейших математиков современ­ности — Давидом Гильбертом.

В 1927 году фон Нейман становится приват-доцентом Бер­линского университета, а с 1929 года — Гамбургского. Именно в эти годы он выполнил основополагающие работы трех больших циклов: по теории множеств, теории игр и мате­матическому обоснованию квантовой механики.

Природа играет в кости

Фон Нейман неоднократно выражал озабо­ченность тем, что математика держится в стороне от экспоненциального роста проблем и идей в физических нау­ках, и стремился восстановить престиж и ведущую роль математики в формировании мышления современных физиков-теоретиков.

Цикл его работ по математическому обоснова­нию квантовой механики открыла статья «Об основаниях квантовой механики» (1927), написанная фон Нейманом совместно с Давидом Гильбертом и Лотаром Нордгеймом. В основу ее была положена лекция об успехах квантовой теории, про­читанная в зимний семестр 1926/27 года Гильбертом. Наиболее существенная часть математических формулировок и доказательств, приведен­ных в статье, принадлежала фон Нейману.

Статья Гильберта, Нордгейма и фон Неймана стала прологом к циклу из семи работ по математическому обос­нованию квантовой механики, выполненных фон Нейма­ном в 1927–1929 годах. В обобщенном варианте они были изложены в его монографии «Математические основы квантовой механики», вышедшей в 1932 году в знаменитой «желтой серии» издательства Шпрингера.

Оценивая через много лет значение книги фон Неймана для всего круга проблем, связанных с математическим обос­нованием квантовой механики, Станислав Улам писал: «Помимо огромной дидактической ценности этого труда, излагав­шего идеи новой квантовой теории в форме, отвечающей умонастроению математиков и способной пробудить их профессиональный интерес, он представляет собой вклад в науку, имеющий бесспорно первостепенное значение, если рассматривать его как рациональное изложение фи­зической теории, основанной, как первоначально считали физики, на отнюдь не тривиальных и далеко не очевидных соображениях».

Статистическая природа квантово-механических утверждений, по фон Нейману, следует из первых принципов теории, в частности из представ¬ления квантово-механических величин операторами в гильбертовом пространстве состояний

По фон Нейману, состояния физических систем описы­ваются векторами в гильбертовом пространстве, а изме­римые физические величины (положение, импульс, энер­гия и т. д.) — действующими на эти векторы неограничен­ными эрмитовыми операторами. Операторная формулировка квантовой механики позво­лила фон Нейману подвести прочную основу под статисти­ческую интерпретацию квантово-механических утверждений. Исход измерения физической величины, производимого над системой, которая находится в определенном квантовом состоянии, по фон Нейману, описывается распределением вероятностей, зависящим от вектора этого состояния и спектрального разложения оператора измеряемой величи­ны.

Формула для распределения вероятностей результатов измерения — математический парафраз статистической ин­терпретации квантовой механики, предложенной в 1926 году Максом Борном. Именно эта формула послужила для фон Неймана толчком к построению всей квантовой механики на теоретико-вероятностной основе, осуществленному в работе, которая так и называлась: «Теоретико-вероятност­ное построение квантовой механики» (1927).

Значимость вклада, внесенного фон Нейманом в мате­матическое обоснование квантовой механики, тем более велика, что в «героический период» ее становления статисти­ческая интерпретация квантово-механических утверждений вызывала у многих физиков ностальгию по утраченному детерминизму. Они не верили в «бога, играющего в кости», как говорил Эйнштейн. «Классически» мыслящие физики надеялись, что и квантовая механика станет детерминистской теорией, если будут учтены «скрытые параметры», описыва­ющие состояние наблюдателя. Не случайно Макс Борн был удостоен Нобелевской премии за статистическую интерпретацию квантовой механики много позднее других созда­телей новой теории.

Статистическая природа квантово-механических утверждений, по фон Нейману, следует из первых принципов теории и, в частности, из представ­ления квантово-механических величин операторами в гильбертовом пространстве состояний.

В Институте высших исследований

В 1929 году фон Нейман получает приглашение прочитать в течение одного семестра цикл лекций в Принстонском университете. По другую сторону Атлантики фон Нейман впервые ока­зался в 1930 году, и, по свидетельству близко знавшего его еще со школьной скамьи Юджина Вигнера, сразу «почувствовал себя в общественной и научной атмосфере Принстона, как рыба в воде.

Приглашение было продлено, а в 1931 году фон Нейман окончательно расстается с Гамбургским университетом и принимает профессуру в Принстоне. К решению обосноваться в США фон Нейман пришел, предвидя ухудшение поли­тической обстановки в Германии, которая не могла не ска­заться отрицательно на научной жизни.

Прибытие фон Неймана в Принстон совпало с важным событием в научной жизни Америки — основанием в Прин­стоне Института высших исследований. По замыслу основателей института, он был призван, по словам Оппенгеймера, «поощрять, поддерживать и опекать изучение науки в старом, широком и недифференцированном смыс­ле этого слова».

Институт высших исследований, который существует и сейчас, — учреждение весьма необычное. Он сочетает в себе особенности высшего учебного заведения и научно-ис­следовательского института, отличаясь в то же время от того и другого. От учебного заведения институт отличается отсутствием обязательной учебной программы, свойствен­ного многим университетам стремления охватить как можно больше отраслей современной науки. От научно-ис­следовательского института обычного типа принстонский Институт высших исследований отличается отсутствием уз­кой специализации. Первоначально тематика института ограничивалась физико-математическими дисциплинами. Впоследствии к Математи­ческой школе, объединяющей физиков и математиков, прибавилась Школа исторических исследований, объеди­няющая гуманитариев.

Древнюю историю он знал до мельчайших подробностей. Например, он держал в па¬мяти весь анекдотический материал из «Заката и падения Римской империи» Гиббона и после обеда охотно пускался в разговор на исторические темы

В Принстоне период прямого обращения к математическим проблемам новой теории сменяется у Неймана периодом изучения ее логической структуры и поисков возможных обобщений алгебраических основ. Лишь дважды фон Нейман публикует работы, отражающие его неугасающий интерес к квантовой механике и современной физике: в 1934 году выходит в свет статья «Об алгебраическом обобщении квантово-механического формализма» (написанная в соавторстве с Иорданом и Вигнером); в 1936-м. появляется статья «Логика квантовой механики» (написанная совместно с Джорджем Биркгофом).

Следует отметить, что, если не считать точных наук, Неймана больше всего привлекало изучение истории. Древнюю историю он знал до мельчайших подробностей. Например, он держал в па­мяти весь анекдотический материал из «Заката и падения Римской империи» Гиббона и после обеда охотно пускался в разговор на исторические темы. Помимо других дарований Нейман был превосход­ным лингвистом. Он хорошо помнил школьную латынь и греческий. Кроме английского, он хорошо знал не­мецкий и французский. Его лекции в США славились сво­ими высокими литературными достоинствами, которые его друзья всегда ждали с радостным оживлением.

В конце 1930-х годов внимание фон Неймана привлекла гидродинамика — наука, включающая в себя «физику двух из трех самых общих состояний материи — жидкого и газооб­разного», по Гаррету Биркгофу. Сложная система нелинейных урав­нений, описывающая гидродинамические явления в тра­диционном варианте теории, допускает точное аналитичес­кое решение лишь в исключительных случаях и обладает многими свойствами (например, допускает разрывы или неединственность решений), противоречащими всему опы­ту, накопленному классическим линейным анализом. В те годы эти свойства казались загадочными и непонятными. Неконтролируемые физические и математические допуще­ния, вводимые для упрощения задачи, нередко противоре­чили основным предположениям теории и обесценивали получаемые приближенные результаты. Такое положение дел не могло удовлетворить фон Неймана, но в процессе работы он одним из первых понял несбыточность надежд на будущее развитие теории, которое позволило бы найти точные решения.

Создатель JOHNNIAC

В 1942 году фон Нейман получил предложение работать на ВМС США. Согласившись, он приступил к разработке методов оптимального бомбометания, совершая поездки в Англию и участвуя в научных экспериментах. Одним из реальных примеров помощи фон Неймана флоту был следующий: моряки сомневались, есть ли надобность оборудовать торговые суда зенитными установками, ведь за время войны ни один вражеский самолет не был сбит таким образом. Тем не менее ученым удалось доказать, что даже знание о наличии таких орудий на торговых судах резко уменьшало вероятность и точность их обстрелов и бомбежек, а потому было полезно. Теория исследования операций, на основе которых делался этот вывод, занималась также решением проблем охраны и комплектования военных конвоев, выбором маршрутов, длительностью артподготовки и многим-многим другим.

Находясь в Англии, фон Нейман встретился с Тьюрингом, недавно возвратившимся из Принстона. На родине Тьюринг разработал устройство, позволявшее расшифровывать секретные сообщения, которые передавались кораблями германских ВМС с помощью машины под названием «Энигма». Фон Нейман, узнав об этом, писал: «Я крайне заинтересовался вычислительной техникой», — и это нашло свое отражение в его дальнейшей работе.

В середине 1943 года фон Нейман неожиданно получил распоряжение прервать свой визит в Англию и срочно вернуться в Штаты. Он должен был принять участие в секретном проекте, целью которого было создание первой в мире атомной бомбы.

Фон Нейман был приглашен как эксперт в области нелинейной физики гидродинамики и ударных волн, знания в которой он уже применил в Британии. В Лос-Аламосе фон Нейман работал над методом имплозии для получения критической массы делящегося вещества, который был использован в первой бомбе «Толстяк», сброшенной на Нагасаки.

В Лос-Аламосе фон Нейман работал над методом имплозии для получения критической массы делящегося вещества, который был использован в первой бомбе «Толстяк», сброшенной на Нагасаки

Параллельно Нейман участвовал в работах по созданию первых ЭВМ. Начиная с 1944 года он внес ряд важных идей в конструкцию компьютера ENIAC армии США, разработанного Дж. Преспером Эккертом-младшим и Джоном В. Мохли. Фон Нейман сразу же распознал возможности, заложенные в этой машине, и понял, как их можно использовать оптимальным образом. Как писал об этом конструктор ENIAC Артур Бёркс, «фон Нейман посетил нас, когда мы строили эту машину, и сразу же заинтересовался ею. Он показал, как можно модифицировать машину, чтобы сильно упростить ее программирование».

В создании следующей машины, EDVAC (электронный автоматический вычислитель с дискретными переменными), фон Нейман принял гораздо более активное участие. Он, в частности, разработал подробную логическую схему машины и предложил ряд инженерных решений.

Фон Нейману принадлежит предложение использовать в качестве элементов памяти не линии задержки, а электронно-лучевые трубки. Предложение было встречено со скепсисом, но первые же испытания подтвердили правоту фон Неймана, и тот начинает вынашивать замысел новой вычислительной машины с памятью на электронно-лучевых трубках. Планы фон Неймана недолго оставались на бумаге. Задуманная им машина была построена под руководством Джулиана Бигелоу в Институте высших исследований. Машина приобрела широкую известность под названием JOHNNIAC — в честь фон Неймана. Именно JOHNNIAC позволила осуществить важные расчеты при создании водородной бомбы, превосходившие по своему объему все, что когда-либо было сосчитано человечеством.

С момента задумки и до полного завершения работа над новой вычислительной машиной заняла шесть лет — с 1946 по 1953 год. Предполагалось, что она будет намного меньше громоздкого ENIAC, занимающего целый этаж.

К сожалению, после смерти ученого разработка компьютера, к которому руководство Института перспективных исследований изначально относилось, мягко говоря, прохладно, совсем прекратилась. Сам JOHNNIAC, который планировалось перевезти в Принстонский университет, был в итоге передан Национальному музею при Смитсоновском институте.

Теория автоматов и кибернетика

В конце 1940-х, накопив колоссальный практиче­ский опыт в создании быстродействующих вычислитель­ных машин, фон Нейман приступил к созданию общей ма­тематической (или, как предпочитал называть ее сам фон Нейман, логической) теории автоматов.

В планы фон Неймана входило создать систематическую теорию, математическую и логическую по форме, которая упорядочила бы понятия и принципы, касающиеся струк­туры и организации естественных и искусственных систем, роли языка и информации в таких системах, программиро­вания и управления такими системами.

Различия между теорией автоматов фон Неймана и ки­бернетикой Винера несущественны и обусловлены скорее личным вкусом и опытом их создателей, чем принципиаль­ными соображениями. Теория автоматов фон Неймана, принимавшего активное участие в разработке и создании современных быстродействующих ЭВМ первого поколения, основное внимание уделяет цифровым вычислительным машинам и дискретной математике (главным образом, ком­бинаторике и логике). Кибернетика Винера, принимав­шего в годы войны участие в разработке прибора управле­ния артиллерийским зенитным огнем, сосредоточивает вни­мание на следящих системах и непрерывной математике (классическом анализе). Винер всячески подчеркивает важность обратной связи для управления и целенаправ­ленного поведения; фон Нейман, по существу, используя обратную связь и в конструкции машин, и в блок-схемах программ, не считает необходимым специально подчеркивать это.

Винер и фон Нейман находились под взаимным влия­нием и, как показывает, например, рецензия фон Ней­мана на книгу Винера «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», были великолепно осведом­лены о сильных и слабых сторонах каждого подхода.

Еще в период работы над созданием вычислительной машины EDVAC фон Нейман произвел сравнение некото­рых элементов живых существ и искусственных автоматов. Более отчетливо цели и задачи такого сравнения были сформу­лированы им в начале знаменитой статьи «Общая и логиче­ская теория автоматов».

Сравнивая особенности функционирования естествен¬ных и искусственных автоматов, фон Нейман обратил вни¬мание на то, что живые существа, в частности челове¬ческий мозг? работают с непостижимой надежностью, несмотря на сравнительно низкую надежность их деталей

Сравнивая особенности функционирования естествен­ных и искусственных автоматов, фон Нейман обратил вни­мание на то, что живые существа, в частности челове­ческий мозг, работают с непостижимой надежностью, не­смотря на сравнительно низкую надежность их деталей. Можно ли смоделировать эту особенность живых организ­мов при помощи искусственных автоматов? Можно ли, и если можно, то как, построить надежный автомат из не­надежных компонент? Можно ли понизить порог ошибки до заданного значения? Эти вопросы были разобраны в статье фон Неймана «Вероятностная логика и синтез надеж­ных организмов из ненадежных компонент», написанной на основе пяти лекций, прочитанных в январе 1952 года в Кали­форнийском технологическом институте.

Весной 1955-го Нейман переехал из Принстона в Вашингтон и взял отпуск без сохранения содержания в Инсти­туте высших исследований, где он состоял профессором в Математической школе с 1933 года. Через три месяца при­вычной деятельной и напряженной жизни у него появились сильные боли в левом плече, и после операции был поставлен диагноз: костная форма рака. Тем не менее он лихорадочно работал.

К январю 1956 года Нейман оказался прикованным к инвалидному креслу, но продолжал принимать посе­тителей, требовал, чтобы его ежедневно привозили в служебный кабинет, и продолжал работать над рукописью.

В начале апреля Неймана положили в госпиталь Уолтера Рида, из которого он так и не вышел до самой смерти, наступившей 8 февраля 1957 года. Незаконченная рукопись его последней книги «Вычислительная машина и мозг» отправилась вместе с ним в госпиталь, где Нейман предпринял еще несколько попыток поработать над ней.

Статья написано на основе материалов книги Ю. А. Данилова «Джон фон Нейман»

Источник