John Von Neumann ( húngaro Margittai Neumann János Lajos ) ( el 28 de diciembre, 1903 - 8 de febrero, 1957 ) era un matemático que hizo contribuciones importantes a una gama extensa de campos incluyendo la física de Quantum, el análisis funcional, la teoría determinada, la topología, la economía, el de informática, el análisis numérico, la hidrodinámica (de explosiones), las estadísticas y muchos otros campos matemáticos como uno de los matemáticos excepcionales de la historia. Especialmente, von Neumann era un pionero del uso de la teoría del operador a los mecánicos de Quantum (véase la álgebra de Von Neumann), a un miembro del proyecto de Manhattan y al instituto para el estudio avanzado en el Princeton (como uno del poco &mdash original designado; un grupo designado colectivamente el " demi-gods"), y una figura clave en el desarrollo de la teoría del juego y de los conceptos de los autómatas celulares y del constructor universal . Junto con la caja de Edward y el Stanislaw Ulam, von Neumann resolvió los pasos dominantes en la física nuclear implicada en las reacciones termonucleares y la bomba de hidrógeno .
Biografía
El más viejo de tres hermanos, von Neumann era nato Neumann János Lajos (en húngaro el apellido viene primero) en el Budapest, Hungría, a una familia judía rico . Su padre era Neumann Miksa (Neumann máximo), abogado que trabajó en un banco . Su madre era Kann Margit (Margarita Kann).János, apodado " Jancsi" (Johnny), era un prodigy que demostró las aptitudes para las idiomas, la memorización, y las matemáticas. Él incorporó el Lutheran de habla alemana Fasori Gimnázium a Budapest en el año 1911. En 1913, recompensaron su padre con el ennoblement para su servicio al imperio austrohúngaro, la familia de Neumann que adquiría la marca húngara del Margittai, o del equivalente austríaco Von . Neumann János por lo tanto sintió bien a János von Neumann, un nombre que él cambió más adelante al german Juan von Neumann. en las matemáticas (con los menores de edad en la física experimental y la química ) de la universidad de Budapest en la edad de 23. Él ganó simultáneamente su diploma en la ingeniería química ETH Zurich en el Suiza en el orden de su padre, que quisiera que su hijo invirtiera su tiempo en un esfuerzo más financieramente viable que matemáticas. Entre 1926 y 1930 él enseñó como el más joven Privatdozent en la universidad de Berlín . Por la edad 25 él había publicado 10 papeles importantes, y por 30, casi 36.
En 1930 von Neumann, su madre, y sus hermanos emigró a los Estados Unidos; esto en los años 30 tempranos, después subida de s de Hitler de 'a la energía en el Alemania . Él inglesó Juan a Juan, guardando el apellido Austríaco-aristocrático de von Neumann, mientras que sus hermanos adoptaron los apellidos Vonneumann y Neumann (usar la forma de Neumann del breve cuando primero en los E.
Invitaron al Princeton, New Jersey en 1930, y era una Von Neumann de cuatro personas seleccionadas para la primera facultad del instituto para el estudio avanzado (dos de las otras eran Albert Einstein y Kurt Gödel ), donde él estaba profesor de las matemáticas de su formación en 1933 hasta su muerte.
En 1937 von Neumann hizo un el ciudadano naturalizado de los E. En 1938 concedieron von Neumann el premio conmemorativo de Bôcher para su trabajo en análisis.
Von Neumann se casó dos veces. Él casó Mariette Kövesi en 1930. Von Neumann acordó convertir al catolicismo para casarse y seguía siendo un católico hasta su muerte. Los pares se divorciaron en 1937. Él entonces casó Klara Dan en 1938. Von Neumann tenía un niño, por su primera unión, una hija nombrada el puerto deportivo, que ahora es profesor distinguido del comercio internacional y del orden público en la Universidad de Michigan .
La exposición a la radiactividad diagnosticó a Von Neumann con el cáncer de hueso o el cáncer pancreático en 1957, causado posiblemente durante su trabajo sobre las armas nucleares en el Los Alamos, New México . Von Neumann murió dentro de algunos meses de la diagnosis inicial, en dolor atroz. El cáncer se había separado a su cerebro, inhibiendo capacidad mental. Cuando en el hospital de Walter Reed en el Washington, la C., él invitó a un sacerdote católico, el padre Anselm Strittmatter, que era la persona que lo administró los sacramentos pasados. Él murió bajo seguridad militar a fin de él revele secretos militares mientras que esté medicado pesadamente. Enterraron a John Von Neumann en el cementerio de Princeton en el Princeton, condado, New Jersey del sedero.
Von Neumann escribió 150 papeles publicados en su vida; 60 en matemáticas puras, 20 en la física, y 60 en matemáticas aplicadas. Él desarrollaba una teoría de la estructura del cerebro humano antes de que él muriera.
El amor de Von Neumann para la predicción meteorológica lo llevó a proponer el manipular del ambiente separando colorantes en los casquetes glaciares polares para realzar la absorción de la radiación solar (reduciendo el albedo ), de tal modo levantando temperaturas globales. Él también favoreció un ataque nuclear con derecho preferente contra el URSS, creyendo que el hacer tan podría evitar que obtenga la bomba atómica.
Lógica
La axiomatización de las matemáticas, en el modelo elementos de s de Euclid de los ', había alcanzado nuevos niveles de rigor y de anchura en el final del siglo XIX, particularmente en la aritmética (gracias al Richard Dedekind y al José Peano ) y la geometría (gracias al David Hilbert ). Al principio del vigésimo siglo, la teoría determinada, la nueva rama de las matemáticas descubierta por el chantre de Jorge, y lanzada en crisis por el Bertrand Russell con el descubrimiento su paradoja famosa (en el sistema de todos fija que no pertenezcan a sí mismos), todavía no había sido formalizada.El problema de una axiomatización adecuada de la teoría determinada fue resuelto implícito cerca de veinte años más tarde (por el Ernst Zermelo y el Abraham Frankel ) por una serie de principios que permitieron la construcción de todos los sistemas usados en la práctica real de las matemáticas, pero que no excluyó explícitamente la posibilidad de la existencia de los sistemas que pertenecen a sí mismos. En su tesis doctoral de 1925, von Neumann demostró cómo era posible excluir esta posibilidad de dos maneras complementarias: el axioma de la fundación y la noción clasifican .
El axioma de la fundación estableció que cada sistema se puede construir de la parte inferior para arriba en una sucesión pedida de pasos por los principios de Zermelo y de Frankel, de manera que si un sistema pertenece a otro entonces el primer deba venir necesario antes del segundo en la sucesión (por lo tanto excepto la posibilidad de un sistema que pertenece a sí mismo.) Para demostrar que la adición de este nuevo axioma a los otros no produjo contradicciones, von Neumann introdujo un método de demostración (llamada el método del de los modelos internos ') que se convirtió en más adelante un instrumento esencial en teoría determinada.
El segundo acercamiento al problema tomó como su base la noción de la clase, y define un sistema como clase que pertenece a otras clases, mientras que se define un apropiado de la clase de mientras que una clase que no pertenezca a otras clases. Bajo acercamiento de Zermelo/Frankel, los axiomas impiden la construcción de un sistema de todos los sistemas que no pertenezcan a sí mismos. En cambio, bajo acercamiento de von Neumann, la clase de toda fija que no pertenezcan a sí mismos puedan ser construidas, pero es un apropiado de la clase de y no un sistema.
Con esta contribución de von Neumann, el sistema axiomático de la teoría de sistemas llegó a ser completamente satisfactorio, y la pregunta siguiente era independientemente de si era también definitiva, y no conforme a la mejora. Una respuesta fuerte negativa llegó en septiembre de 1930 el congreso matemático histórico Königsberg, en quien el Kurt Gödel anunció su primer teorema del estado incompleto : los sistemas axiomáticos generalmente son incompletos, en el sentido que no pueden probar cada verdad cuáles son expresables en su lengua. Este resultado era suficientemente innovador en cuanto a confunde a mayoría de los matemáticos del tiempo. Pero von Neumann, que había participado en el congreso, confirmó su fama como pensador instantáneo, y en menos que un mes podía comunicar a Gödel mismo una consecuencia interesante de su teorema: los sistemas axiomáticos generalmente no pueden demostrar su propia consistencia. Es exacto esta consecuencia que ha atraído la mayoría de la atención, incluso si Gödel original la consideraba solamente una curiosidad, y la había derivado independiente de todos modos (es por esta razón que el resultado está llamado del teorema de Gödel segundo, sin la mención de von Neumann.)
Mecánicos de Quantum
En el congreso internacional de los matemáticos de 1900, el David Hilbert presentó su lista famosa de veintitrés problemas considerados centrales para el desarrollo de las matemáticas del nuevo siglo. El sexto de éstos era la axiomatización de las teorías físicas . entre las nuevas teorías físicas del siglo el único que tenía todavía recibir tal tratamiento para el final de los años 30 era mecánicos de quántum. QM se encontró en una condición de la crisis fundacional similar a el de la teoría determinada al comienzo del siglo, haciendo frente a problemas de naturalezas filosóficas y técnicas. Por una parte, su no-determinismo evidente no había sido reducido a una explicación de una forma determinista. En la otra, allí la independiente todavía existida dos pero las formulaciones heurísticas equivalentes, la formulación mecánica de la matriz supuesta del debido al Werner Heisenberg y el agitan la formulación mecánica de debido al Erwin Schrödinger, pero no había todavía una formulación teórica satisfactoria sola, unificada.Después la realización de la axiomatización de la teoría determinada, von Neumann comenzó a enfrentar la axiomatización de QM. Él realizó inmediatamente, en 1926, que un sistema de quántum se podría considerar como punto en un espacio de Hilbert supuesto, análogo al espacio de fase de la dimensión 6N (N es el número de partículas, de coordenada de 3 generales y del ímpetu canónico 3 para cada uno) de mecánicos clásicos pero con infinitamente muchas dimensiones (que corresponden infinitamente a los muchos estados posibles del sistema) en lugar de otro: las cantidades físicas tradicionales (e. posición y ímpetu) se podrían por lo tanto representar como funcionamiento particular de los operadores lineares en estos espacios. La física del de los mecánicos de quántum de tal modo fue reducida a las matemáticas del de los operadores hermitianos lineares en los espacios de Hilbert. Por ejemplo, el principio de incertidumbre famoso de Heisenberg, según el cual la determinación de la posición de una partícula previene la determinación de su ímpetu y viceversa, se traduce al non-commutativity del de los dos operadores correspondientes. Esta nueva formulación matemática incluida como casos especiales las formulaciones de Heisenberg y de Schrödinger, y culminada en el clásico del 1932 las fundaciones matemáticas de los mecánicos de Quantum . sin embargo, los físicos terminó generalmente encima de preferir otro acercamiento a el de von Neumann (que era considerado elegante y satisfactorio por los matemáticos). Este acercamiento fue formulado en 1930 por el Paul Dirac .
En todo caso, el tratamiento abstracto de von Neumann permitió que él también enfrentara la aplicación fundacional el determinismo contra el no-determinismo y en el libro él demostró un teorema según el cual los mecánicos de quántum no podrían ser derivados posiblemente por la aproximación estadística de una teoría determinista del tipo usado en mecánicos clásicos. Esta demostración contuvo un error conceptual, pero ayudó a inaugurar una línea de investigación que, con el trabajo Juan Estuardo Bell en 1964 en el teorema de Bell y los experimentos del aspecto de Alain en 1982, demostró que la física de quántum requiere una noción del de la realidad substancialmente diferente de la de la física clásica.
En que un trabajo complementario de 1936, von Neumann probó que (junto con el Garrett Birkhoff ) los mecánicos de ese quántum también requieren una lógica del substancialmente diferente la clásica. Por ejemplo, la luz (fotones) no puede pasar a través de dos filtros sucesivos que se polaricen perpendicular (e. uno horizontalmente y el otro verticalmente), y por lo tanto, el por mayor razón, él no puede pasar si un tercer filtro polarizado diagonalmente se agrega a los otros dos, cualquiera antes o después de ellos en la sucesión. Pero si el tercer filtro es el agregado medio los otros dos, los fotones pasarán de hecho a través. Y este hecho experimental es traducible en lógica como el non-commutativity . Él era también demostrado que ley de distribución de clásico lógica, de P \ del lor Q y , son inválidos para la teoría de quántum. La razón de esto es que una separación del quántum, desemejante del caso para la separación clásica, puede ser verdad incluso cuando ambos disjuncts son falsos y éste es, alternadamente, atribuible al hecho de que es con frecuencia el caso, en mecánicos de quántum, que un par de alternativas es semántico determinado, mientras que cada uno de sus miembros es necesario indeterminado. Esta 3ultima característica se puede ilustrar por un ejemplo simple. Suponer que nos estamos ocupando de las partículas (tales como electrones) de la vuelta semi-integral (el ímpetu angular) para el cual hay solamente dos valores posibles: positivo o negativa. Entonces, un principio de indeterminación establece que la vuelta, concerniente a dos diversos resultados de las direcciones (e. x y y ) en un par de cantidades incompatibles. Suponer que el ɸ del estado de cierto electrón verifica el " del asunto; la vuelta del electrón en la dirección del x es positive." Por el principio de indeterminacy, el valor de la vuelta en el y de la dirección será totalmente indeterminado para el ɸ . Por lo tanto, el ɸ no puede verificar ni unos ni otros el " del asunto; la vuelta en la dirección del y es positive" ni el " del asunto; la vuelta en la dirección del y es negative." Sin embargo, la separación del " de los asuntos; la vuelta en la dirección del y es positiva o la vuelta en la dirección del y es negative" debe ser verdad para el ɸ . En el caso de la distribución, es por lo tanto posible tener una situación en la cual , mientras que .
Economía
Encima hasta de los años 30 la economía implicó muchas de matemáticas y de números, pero casi todo el esto era superficial o inaplicable. Fue utilizado, en general, para proporcionar formulaciones y soluciones inútil exactas a los problemas que eran intrínseco vago. La economía de se encontró en un estado similar a el de la física del siglo XVII: todavía esperando el desarrollo de una lengua apropiada en la cual para expresar y para resolver sus problemas. Mientras que la física había encontrado su lengua en el cálculo infinitesimal, von Neumann propuso la lengua de la teoría del juego y de una teoría de equilibrio general para la economía.Su primera contribución significativa era el teorema del punto de silla de 1928. Este teorema establece que en los juegos de suma cero de cierto que implican la información perfecta (en qué jugadores saben a priori las estrategias de sus opositores así como sus consecuencias), existe una estrategia que permita que ambos jugadores reduzcan al mínimo sus pérdidas máximas (por lo tanto el punto de silla conocido). Al examinar cada estrategia posible, un jugador debe considerar todas las respuestas posibles de la pérdida máxima del jugador del adversario y. El jugador entonces realiza la estrategia que dará lugar a la minimización de esta pérdida máxima. Tal estrategia, que reduce al mínimo la pérdida máxima, se llama óptima para ambos jugadores apenas en caso que sus minimaxes son iguales (en valor absoluto) y contrarios (en muestra). Si el valor común es cero, el juego llega a ser insustancial.
Von Neumann eventual mejorado y extendido el teorema del punto de silla para incluir los juegos que implican la información imperfecta y los juegos con más de dos jugadores. Este trabajo culminó en la teoría de 1944 obras clásicas de los juegos y del comportamiento económico (escritos con el Oskar Morgenstern ). Esto dio lugar a tal atención del público que el New York Times hizo una historia de la página delantera, los gustos cuyo solamente el Einstein había ganado previamente.
La contribución en segundo lugar importante de Von Neumann en esta área era la solución, en 1937, de un problema primero descrito por el Leon Walras en 1874, la existencia de situaciones del equilibrio en los modelos matemáticos del desarrollo de mercado basados en oferta y demanda. Él primero reconoció que tal modelo se debe expresar con disequations y no ecuaciones, y entonces él encontró una solución al problema de Walras aplicando un teorema de punto fijo derivado del trabajo Luitzen Brouwer . La importancia duradera del trabajo sobre equilibrios generales y de la metodología de los teoremas del punto fijo es subrayada por conceder de los Premios Nobel En 1972 a la flecha de Kenneth y, en 1983, al Gerard Debreu .
Von Neumann era también el inventor del método de prueba, usado en la teoría del juego, conocida como inducción posterior (que él primero publicó en 1944 en el libro co-authored con Morgenstern, teoría del de los juegos y del comportamiento económico ).
Armamentos
Después de obtener ciudadanía de los E., von Neumann tomó un interés en 1937 en matemáticas aplicadas, y después desarrolló una maestría en explosivos. Esto lo llevó a una gran cantidad de consultas militares, sobre todo para la marina de guerra, que alternadamente llevó a su implicación en el proyecto de Manhattan . La implicación incluyó viajes frecuentes en tren a las instalaciones de investigación secretas del proyecto en el Los Alamos, New México .Von Neumann participó en el diseño de las lentes explosivas necesarias para comprimir la base del plutonio del dispositivo de la prueba de la trinidad y del " " gordo del hombre ; arma que fue caída más adelante en el Nagasaki . El trabajo del diseño de la forma de la lente fue terminado por el julio de 1944.
En una visita a Los Alamos en septiembre de 1944, von Neumann demostró que el aumento de la presión de la reflexión de la onda expansiva de la explosión de objetos sólidos era mayor que creído previamente si el ángulo de la incidencia de la onda expansiva estaba entre el 90° y un cierto ángulo limitador. Consecuentemente, fue determinado que la eficacia de una bomba atómica sería realzada con la detonación algunos kilómetros sobre la blanco, algo que en el nivel del suelo.
Comenzando en el resorte de 1945, junto con cuatro otros científicos y varios personales militares, incluyeron a von Neumann en el comité selecionador de la blanco responsable de elegir las ciudades japonesas Hiroshima y Nagasaki como las primeras blancos de la bomba atómica . Von Neumann supervisó los cómputos relacionados con el tamaño previsto de las ráfagas de bomba, de los peajes de muerte estimados, y de la distancia sobre la tierra en la cual las bombas se deben detonar para la propagación óptima de la onda expansiva y así el efecto máximo. El capital cultural Kyoto, que había sido ahorrado el firebombing infligió sobre ciudades militar significativas de la blanco como el Tokio en la Segunda Guerra Mundial, era primera opción de von Neumann, una selección secundada por las arboledas generales de Leslie del líder de proyecto de Manhattan, pero esta blanco fue despedida por la secretaria Henry Stimson de la guerra, que había sido impresionada con la ciudad durante una visita mientras que general del gobernador Filipinas .
El el el 16 de julio, el 1945, con numeroso otros personales de Los Alamos, von Neumann era un testigo presencial a la primera ráfaga de bomba atómica, conducida como prueba del dispositivo del método de la implosión, 35 millas (56 kilómetros) de sureste Socorro, New México . De acuerdo con su observación solamente, von Neumann estimaba la prueba había dado lugar a una ráfaga equivalente a 5 kilotons TNT, pero el Enrique Fermi produjo una estimación más exacta de 10 kilotons cayendo los desechos del papel rasgado-para arriba como la onda expansiva pasajera su localización y observación de hasta dónde dispersaron. La energía real de la explosión había estado entre 20 y 22 kilotons. Con muy pocas excepciones, todos los ordenadores personales actuales, microordenadores, miniordenadores y los ordenadores centrales utilizan esta arquitectura de computadora de la solo-memoria.
Von Neumann también creó el campo de los autómatas celulares sin la ayuda de computadoras, construyendo los autómatas de uno mismo-repliegue del primer con el lápiz y el papel de gráfico. El concepto de un constructor universal fue descarnado hacia fuera en su teoría póstuma del del trabajo de los autómatas de reproducción del uno mismo. Von Neumann probó que la mayoría del modo eficaz de realizar minerías en grande tales como mina de una luna entera o de la correa asteroide estaría usando las máquinas de uno mismo-repliegue, aprovechándose de su crecimiento exponencial .
Por lo menos le acreditan con una contribución al estudio de algoritmos. El Donald Knuth cita a von Neumann como el inventor, en 1945, del algoritmo de la clase de fusión, en el cual las primeras y segundas mitades de un arsenal están cada uno clasificaron recurrentemente y entonces combinado juntas. Su algoritmo para simular una moneda justa con una moneda en polarización negativa se utiliza en el " whitening" del software; etapa de algunos generadores de número al azar del hardware
Él también enganchó a la exploración de problemas en la hidrodinámica numérica . Richtmyer él desarrolló un algoritmo que definía la viscosidad artificial del que mejoró la comprensión de las ondas expansivas que es posible que no entenderíamos mucha de astrofísica, y que puede ser que no tenga el jet y motores espaciales altamente desarrollados sin ese trabajo. El problema era que cuando las computadoras solucionan problemas hidrodinámicos o aerodinámicos, ellos intenta poner demasiados puntos de rejilla de cómputo en las regiones de discontinuidad aguda (ondas expansivas . La viscosidad artificial del era un truco matemático para alisar levemente la transición del choque sin sacrificar la física básica.
Política y asuntos sociales
Von Neumann obtenido en la edad de 29 una de las primeras cinco cátedras en el nuevo instituto para el estudio avanzado en el Princeton, New Jersey (otra había ido al Albert Einstein ). Él era un consultor frecuente para la CIA, el ejército de Estados Unidos, el RAND Corporation, el aceite estándar, el IBM, y otros.Durante una audiencia de comité del senado él describió su ideología política como " violentamente anticomunista, y mucho más militarista que el norm". Como presidente del Von Neumann Committee para los misiles al principio, y más adelante como miembro de la Comisión de energía atómica de Estados Unidos, a partir de 1953 para arriba hasta su muerte en 1957, él era influyente en el ajuste política científica y militar de los E. A través de su comité, él desarrolló varios panoramas de la proliferación nuclear, del desarrollo de misiles intercontinentales y submarinos con las cabezas atómicas, y del equilibrio estratégico polémico llamado la destrucción confiada mutua (aka la doctrina de M.
Honores
El premio de la teoría de John Von Neumann del instituto para la investigación de operaciones y las ciencias de gerencia (INFORMA, previamente TIMS-ORSA) se concede anualmente a un individuo (o al grupo) que ha hecho contribuciones fundamentales y continuas a la teoría en la investigación de operaciones y las ciencias de gerencia.La medalla de IEEE John Von Neumann es concedida anualmente por el " de IEEE ; para los logros excepcionales en ciencia del ordenador y technology."
La conferencia de John Von Neumann es dada anualmente en la sociedad para las matemáticas industriales y aplicadas (TAILANDIA) por un investigador que ha contribuido a las matemáticas aplicadas, y conceden el conferenciante elegido también un premio monetario.
El Von Neumann, un cráter en luna de s de la tierra la ', se nombra después de John Von Neumann.
El centro de cómputo de John Von Neumann en Princeton, New Jersey fue nombrado en su honor.
Nombran a la sociedad profesional de los informáticos húngaros, Neumann János Számítógéptudományi Társaság, después de John Von Neumann.
El el el 4 de mayo, el 2005 el servicio postal de Estados Unidos publicó la serie conmemorativa americana del sello de los científicos del, un sistema de cuatro 37 estampillas autas-adhesivo del centavo en varias configuraciones. Los científicos representados eran John Von Neumann, Barbara McClintock, Josiah Willard Gibbs, y Richard Feynman .
La concesión de John Von Neumann de la universidad de Rajk László para los estudios avanzados fue nombrada en su honor, y se da cada año a partir de 1995 a los profesores, que tenían en la contribución excepcional en el campo de ciencias sociales exactas, y a través de su trabajo tenían una influencia pesada al desarrollo profesional y al pensamiento en los miembros de la universidad.
Ver también
teorema de Piedra-von NeumannTeoría determinada de Von Neumann-Bernays-Gödel
Álgebra de Von Neumann
Arquitectura de Von Neumann
Teorema bicommutant de Von Neumann
Conjetura de Von Neumann
Entropía de Von Neumann
Lenguajes de programación de Von Neumann
Anillo regular de Von Neumann
Constructor universal de Von Neumann
Universo de Von Neumann
nave espacial de Uno mismo-repliegue
Estudiantes
Criados, estudiante de Donald B.Israel Halperin, estudiante del Ph.
Jim Mayberry, estudiante del Ph.
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