Đáng chú ý nhất, von Neumann là nhà tiên phong của máy tính kỹ thuật số hiện đại và áp dụng của lý thuyết toán tử (operator theory) vào cơ học lượng tử (xem đại số Von Neumann), một thành viên của Dự án Manhattan, người sáng lập ra lý thuyết trò chơi và khái niệm cellular automata. Cùng với Edward Teller và Stanisław Ulam, von Neumann khám phá ra những bước quan trọng trong vật lý hạt nhân liên quan đến phản ứng nhiệt hạch (thermonuclear) và bom khinh khí.
Vào năm 1913, cha cậu mua một danh hiệu, và gia đình Neumann đạt được danh hiệu Margittai của quý tộc Hungary, tương đương với von của Áo. Neumann János do đó trở thành János von Neumann – và János được Anh hóa thành John sau khi ông, mẹ ông và các anh di cư sang Hoa Kỳ vào thập niên 1930. Lưu ý là, ông sử dụng họ von Neumann, trong khi các anh chuyển thành các họ khác như Vonneumann và Newman.
Tại Đại học Budapest, von Neumann được các giáo sư bồi dưỡng về môn toán, đặc biệt là GS. Fekete, người đồng tác giả của bài báo khoa học đầu tiên của von Neumann khi ông mới 18 tuổi.
Ông nhận bằng Ph.D. về toán học (với các ngành phụ trong vật lý thực nghiệm và hóa học) từ Đại học Budapest vào năm 23 tuổi. Cũng trong thời gian này, ông học kỹ thuật hóa chất tại ETH Zurich ở Thụy Sĩ. Trong những năm từ 1926 đến 1930 ông là một giảng viên tư (Privatdozent) ở Berlin, Đức.
Von Neumann được mời sang Princeton, New Jersey vào năm 1930, và là một trong bốn người được chọn cho những giáo sư tiên phong của Institute for Advanced Study, nơi ông là giáo sư toán học từ ngày xây dựng viện năm 1933 cho đến khi ông mất .
Từ 1936 đến 1938, Alan Turing là khách viếng thăm tại học viện, nơi ông hoàn thành luận án tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của Alonzo Church tại Princeton. Chuyến viếng thăm này xảy ra không lâu sau khi Turing xuất bản bài báo năm 1936 với tựa đề On Computable Numbers with an Application to the EntscheidungsproblemOn Computable Numbers with an Application to the Entscheidungsproblem Lưu trữ 2011-02-22 tại Wayback Machine (Về những số tính được với một áp dụng vào bài toán Entscheidungsproblem) liên quan đến những khái niệm của thiết kế logic của một máy giải được mọi bài toán. Von Neumann có lẽ biết đến ý tưởng của Turing nhưng không rõ là ông có sử dụng chúng vào thiết kế của máy tính IAS mười năm sau đó.
Vào năm 1937, ông trở thành công dân Mỹ. Vào năm 1938, von Neumann được trao phần thưởng Giải tưởng niệm Bôcher cho những khu công trình trong ngành giải tích .Von Neumann lập mái ấm gia đình hai lần. Vợ đầu của ông là Mariette Kövesi, cưới vào năm 1930. Khi ông cầu hôn, ông không có năng lực nói được gì nhiều hơn là ” Cô và tôi hoàn toàn có thể có một vài nụ cười cùng nhau, và lúc bấy giờ cả hai tất cả chúng ta đã đều thích uống. ” Von Neumann chấp thuận đồng ý quy đổi sang Công giáo để làm đẹp lòng mái ấm gia đình vợ. Đôi vợ chồng ly dị vào năm 1937, và sau đó von Neumann cưới người vợ sau, Klara Dan, vào năm 1938. Von Neumann có một đứa con gái, từ cuộc hôn nhân gia đình đầu, là Marina von Neumann Whitman. Marina sau này lập mái ấm gia đình và là một giáo sư nổi tiếng trong thương mại quốc tế và chủ trương công tại Đại học Michigan .Von Neumann bị ung thư xương hay ung thư tuyến tụy vào năm 1957, có lẽ rằng là do nhiễm phóng xạ trong khi theo dõi những thử nghiệm về bom A ở Thái Bình Dương, và có lẽ rằng là những việc làm sau này về vũ khí nguyên tử tại phòng thí nghiệm Los Alamos, New Mexico. ( Nhà tiên phong vật lý hạt nhân đồng nghiệp Enrico Fermi chết vì ung thư xương vào năm 1954. ) Von Neumann chết chỉ trong vài tháng sau những chẩn đoán khởi đầu, trong đau đớn tột cùng. Ung thư cũng lan đến não bộ của ông, cắt đi hầu hết năng lực tâm lý của ông, trước kia là công cụ sắc bén và được trân trọng nhất của ông. Khi ông nằm hấp hối ở Bệnh viện Walter Reed ở Washington, D.C., ông chấn động bạn hữu và người quen khi nhu yếu trò chuyện với một cha Công giáo La Mã .Von Neumann có những sáng tạo độc đáo hoàn toàn có thể làm nhiều người ngày này cảm thấy khó đồng ý. Ông mơ đến việc đổi khác thiên nhiên và môi trường bằng cách, ví dụ điển hình, rải những màu tự tạo trên băng ở hai cực để làm tăng năng lực hấp thụ bức xạ Mặt Trời và do vậy làm tăng nhiệt độ toàn thế giới. Ông cũng ủng hộ tiến công phủ đầu Liên Xô bằng vũ khí hạt nhân, tin rằng làm như vậy sẽ ngăn họ sản xuất được bom nguyên tử .
Việc tiên đề hóa (axiomatization) toán học, theo mô hình tác phẩm Elements của Euclid, đã đạt đến một mức độ rộng và chặt chẽ mới vào cuối thế kỉ 19, đặc biệt là trong số học (nhờ vào công Richard Dedekind và Giuseppe Peano) và hình học (nhờ vào công của David Hilbert). Tuy nhiên, vào đầu thế kỉ 20, lý thuyết tập hợp, một ngành toán mới phát minh bởi Georg Cantor, và được đẩy vào chỗ khủng hoảng bởi Bertrand Russell với sự khám phá ra nghịch lý nổi tiếng của ông ta (về tập hợp của các tập hợp không thuộc chính nó), đã chưa được công thức hóa. Nghịch lý Russell bao gồm quan sát rằng nếu như tập hợp x (của tập các tập hợp không phải là thành viên của chính nó) là một thành viên của chính nó, thì nó phải thuộc về tập hợp các tập hợp không thuộc về chính nó, và do vậy không thể thuộc về chính nó; mặt khác, nếu như tập x không thuộc chính nó, thì nó phải thuộc tập của các tập hợp không thuộc chính nó, và do vậy nó phải thuộc về chính nó.
Vấn đề tiên đề hóa triết lý tập hợp đã được xử lý một cách tiềm ẩn khoảng chừng hai mươi năm sau ( nhờ vào công của Ernst Zermelo và Abraham Frankel ) bằng cách một chuỗi những nguyên tắc được được cho phép trong việc thiết kế xây dựng tổng thể những tập hợp được sử dụng thật sự trong toán học, nhưng không loại trừ một cách rõ ràng năng lực sống sót những tập hợp thuộc về chính nó. Trong luận án tiến sỹ năm 1925, von Neumann chứng tỏ hoàn toàn có thể vô hiệu năng lực đó trong hai cách bù trừ lẫn nhau : ” tiên đề nền tảng ” và khái niệm ” lớp ” .Tiên đề nền tảng thiết lập rằng tổng thể những tập hợp đều hoàn toàn có thể kiến thiết xây dựng từ dưới lên trong một những bước theo thứ tự tiếp nối nhau bằng những nguyên tắc của Zermelo và Frankel, trong một phương pháp rằng nếu một tập hợp thuộc về một tập khác thì tập thứ nhất cần phải đi trước tập thứ hai trong trật tự ( do vậy loại trừ năng lực một tập hợp thuộc về chính nó. ) Để trình diễn rằng sự thêm vào của những tiên đề mới vào những tiên đề khác không sản sinh ra những xích míc, von Neumann ra mắt một chiêu thức màn biểu diễn ( gọi là ” chiêu thức những quy mô nội tại ” ) mà sau này trở thành những công cụ quan trọng của kim chỉ nan tập hợp .
Cách tiếp cận thứ hai của vấn đề dựa vào khái niệm lớp (class), và định nghĩa một tập hợp như là một lớp thuộc về các lớp khác, trong khi một “lớp nhỏ hơn” được định nghĩa như là một lớp không thuộc về lớp nào khác. Trong khi, trong cách tiếp cận của Zermelo/Frankel, những tiên đề cản trở việc xây dựng một tập hợp của các tập hợp không thuộc về chính nó, trong cách tiếp cận của von Neumann, lớp của các tập hợp không thuộc về chính nó có thể được xây dựng, nhưng nó là một “lớp nhỏ hơn” chứ không phải là một tập hợp.
Với góp phần này của von Neumann, mạng lưới hệ thống những tiên đề của triết lý tập hợp trở thành đủ hoàn hảo, và câu hỏi sau đó là liệu là nó đã xác lập hay chưa, mà không cần phải nâng cấp cải tiến. Một câu vấn đáp phủ định khá mạnh đưa ra vào tháng 9 năm 1930 tại Hội nghị toán học lịch sử vẻ vang tại Konigsberg, mà trong đó Kurt Gödel công bố ” định lý tiên phong về sự không toàn vẹn ” nổi tiếng của ông : những mạng lưới hệ thống tiên đề thường thì là không trọn vẹn, theo ý nghĩa là chúng không hề chứng tỏ được tổng thể những thực sự hoàn toàn có thể miêu tả được trong ngôn từ của mạng lưới hệ thống đó. Kết quả này đủ mới để làm hoảng sợ những nhà toán học của thời hạn đó. Nhưng von Neumann, tham gia trong hội nghị đó, đã khẳng định chắc chắn tiếng tăm của ông như một người tâm lý ra yếu tố ngay tức khắc, và dưới một tháng sau đã có năng lực liên lạc với chính Gödel một hệ quả mê hoặc của định lý của ông : những mạng lưới hệ thống tiên đề thường thì là không có năng lực diễn đạt sự đồng điệu của chính chúng. Chính xác là hệ quả này đã lôi cuốn được nhiều sự quan tâm nhất, ngay cả nếu như nguyên thủy Gödel chỉ xem nó như thể một điều tò mò, và hoàn toàn có thể suy ra nó một cách độc lập ( chính vì nguyên do này mà hiệu quả được gọi là ” định lý Gödel thứ hai “, mà không nhắc đến tên của von Neumann ) .
Vật lý lượng tử[sửa|sửa mã nguồn]
Tại Hội nghị Toán học Quốc tế (International Congress of Mathematicians) năm 1900, David Hilbert trình bày danh sách nổi tiếng của ông về 23 bài toán được xem là trung tâm cho sự phát triển của toán học trong thế kỉ mới: bài toán thứ 6 trong danh sách này là “sự tiên đề hóa các lý thuyết vật lý”. Trong các lý thuyết vật lý mới của thế kỉ chỉ một ngành là chưa nhận được một đối xử như vậy cho đến cuối thập niên 1930, đó là vật lý lượng tử (quantum mechanics – QM). Thật ra, chính QM nhận thấy rằng, vào thời gian đó, ở trong một điều kiện khủng hoảng về căn bản cũng giống như lý thuyết tập hợp vào đầu thế kỉ, đối diện với những vấn đề có bản chất cả triết lý lẫn kỹ thuật: một mặt, sự bất định rõ ràng của nó không được thu gọn về một giải thích mang dạng có thể định trước được, như là Albert Einstein tin rằng nó phải như vậy để hoàn toàn và đầy đủ; mặt khác, vẫn tồn tại hai mô hình gần đúng độc lập nhưng tương đương nhau, một là mô hình “cơ học ma trận” của Werner Heisenberg và mô hình “cơ học sóng” của Erwin Schrödinger, thế nhưng vẫn không có một mô hình lý thuyết thống nhất thỏa mãn.
Sau khi hoàn thành việc tiên đề hóa lý thuyết tập hợp, von Neumann bắt đầu đối đầu với việc tiên đề hóa vật lý lượng tử. Vào năm 1926, ông ngay lập tức nhận ra rằng một hệ lượng tử có thể được xem như là một điểm trong không gian Hilbert, tương tự như 6N chiều không gian (N là số hạt, 3 tọa độ chung và 3 động lượng chính tắc cho mỗi hạt) không gian của các pha trong cơ học cổ điển nhưng thay vào đó bây giờ là với vô hạn chiều (tương ứng với vô hạn số các trạng thái có thể xảy ra của hệ thống): các giá trị vật lý truyền thống (v.d. vị trí và momentum) do đó có thể được biểu diễn như là các toán tử tuyến tính nào đó tác động trong các không gian này. “Vật lý học” của cơ học lượng tử do đó được thu gọn về “toán học” của các toán tử tuyến tính Hermitian trong các không gian Hilbert. Ví dụ, nguyên lý bất định nổi tiếng của Heisenberg, theo đó sự xác định vị trí của một hạt sẽ ngăn chặn sự xác định momentum của nó và ngược lại, được diễn dịch thành sự “phi giao hoán” của hai toán tử tương ứng. Mô hình toán học mới này bao gồm cả những trường hợp đặc biệt là những mô hình của cả Heisenberg và Schrödinger, và tích lũy trong cuốn sách kinh điển năm 1932 với tựa đề The Mathematical Foundations of Quantum Mechanics (Những nền tảng toán học của cơ học lượng tử). Tuy vậy, các nhà vật lý, nhìn chung, cuối cùng vẫn thích một cách tiếp cận khác với của von Neumann (được xem như là rất đẹp và thỏa mãn yêu cầu bởi các nhà toán học). Cách tiếp cận đó được đưa ra vào năm 1930 bởi Paul Dirac và dựa vào một kiểu hàm số lạ (gọi là “delta của Dirac”) vốn bị chỉ trích gay gắt bởi von Neumann.
Trong bất kì trường hợp nào đi nữa, cách xử lý trừu tượng của von Neumann cũng cho phép ông đương đầu với vấn đề hết sức căn bản của xác định và bất định. Trong cuốn sách của mình ông biểu diễn một định lý mà theo đó vật lý lượng tử không thể được bắt nguồn bằng những xấp xỉ thống kê từ một lý thuyết xác định thuộc kiểu được sử dụng trong cơ học cổ điển. Cách biểu diễn này chứa đựng một lỗi về khái niệm, nhưng nó đã giúp mở ra một hướng nghiên cứu mà, thông qua công trình của John Stuart Bell vào 1964 về Định lý Bell và những thí nghiệm của Alain Aspect vào năm 1982, cuối cùng cho thấy rằng vật lý lượng tử thật sự cần một “khái niệm thực tế” (notion of reality) khác hẳn với của vật lý cổ điển.
Trong một công trình đi kèm vào năm 1936, von Neumann chứng minh (cùng với Garrett Birkhoff) rằng vật lý lượng tử cũng cần một loại logic khác hẳn với thứ logic cổ điển. Chẳng hạn, ánh sáng (hạt photon) không thể đi qua hai bộ lọc tiếp nối nhau được phân cực vuông góc lẫn nhau (v.d. một theo phương ngang và một theo phương đứng), và do vậy, a fortiori (hơn thế nữa), nó không thể xuyên qua một bộ lọc thứ ba được phân cực chéo thêm vào hai bộ lọc kia, dù là đặt trước hay đặt sau chúng. Nhưng nếu như bộ lọc thứ ba này được thêm vào ở vị trí “chính giữa” hai cái kia, thì các photon sẽ thật sự đi xuyên qua. Và sự kiện thực nghiệm này được diễn dịch thành logic như là “tính phi giao hoán” của phép giao
(
A
∧
B
)
≠
(
B
∧
A
)
{\displaystyle (A\land B)\neq (B\land A)}
. Nó cũng cho thấy rằng những luật phân phối của logic cổ điển,
P
∨
(
Q
∧
R
)
=
(
P
∨
Q
)
∧
(
P
∨
R
)
{\displaystyle P\lor (Q\land R)=(P\lor Q)\land (P\lor R)}
và
P
∧
(
Q
∨
R
)
=
(
P
∧
Q
)
∨
(
P
∧
R
)
{\displaystyle P\land (Q\lor R)=(P\land Q)\lor (P\land R)}
, là không còn đúng được nữa cho lý thuyết vật lý lượng tử. Lý do cho việc này là vì một phép giao lượng tử, không giống như trường hợp phép giao cổ điển, có thể là đúng khi cả hai mệnh đề trong phép giao đều sai và điều này, chính nó, là vì trong vật lý lượng tử thường xuyên xảy ra một cặp khả năng (pair of alternatives) là xác định về ngữ nghĩa, trong khi mỗi thành phần là bất định. Tính chất này có thể được minh họa bởi một ví dụ đơn giản. Giả sử chúng ta đang xem xét các hạt (chẳng hạn như electron) với spin (momentum góc) không phải là các số nguyên mà chỉ có hai giá trị xảy ra: dương hay âm. Sau đó, một nguyên lý bất định thiết lập rằng spin, tương đối với hai trục khác nhau (v.d. x và y) cho kết quả là một cặp các giá trị không tương thích nhau. Giả sử rằng trạng thái ɸ của một electron nào đó kiểm chứng mệnh đề “spin của electron x có giá trị dương”. Dựa vào quy luật bất định, giá trị của spin theo trục y sẽ hoàn toàn bất định cho ɸ. Do đó, ɸ không thể kiểm chứng cả mệnh đề “spin theo trục y dương” hay là mệnh đề “spin theo trục y âm.” Dù thế nào đi nữa, giao của hai mệnh đề “spin theo trục y là dương hay spin theo trục y là âm” phải đúng cho ɸ. Trong trường hợp phân phối, do đó là có thể có tình huống mà trong đó
A
∧
(
B
∨
C
)
=
A
∧
1
=
A
{\displaystyle A\land (B\lor C)=A\land 1=A}
, trong khi
(
A
∧
B
)
∨
(
A
∧
C
)
=
0
∨
0
=
0
{\displaystyle (A\land B)\lor (A\land C)=0\lor 0=0}
.
Cho đến thập niên 1930, ngành kinh tế dường như liên quan đến việc sử dụng rất nhiều toán và số liệu; thế nhưng hầu hết những thứ này là nông cạn hoặc không liên quan một cách thích hợp. Nó được sử dụng, phần lớn, để đưa ra những công thức chính xác nhưng vô dụng và những lời giải cho những vấn đề mà trong thực tế, về bản chất là không rõ ràng. Kinh tế thấy mình trong một tình trạng giống như vật lý trong thế kỉ 17: vẫn đang chờ sự phát triển của một ngôn ngữ thích hợp để diễn tả và giải quyết các vấn đề của minh. Trong khi vật lý, dĩ nhiên, đã tìm ra ngôn ngữ trong phép tích vi tích phân, von Neumann đề nghị ngôn ngữ lý thuyết trò chơi và lý thuyết về các cân bằng tổng quát cho kinh tế.
Đóng góp đáng kể đầu tiên của ông là định lý minimax vào năm 1928. Định lý này thiết lập rằng trong những trò chơi tổng bằng không vơí thông tin đầy đủ (nghĩa là, trong đó, những người chơi biết trước chiến thuật của đối phương cũng như hệ quả của chúng) có tồn tại một chiến thuật cho phép cả hai người chơi tối thiểu hóa (minimize) giá trị tổn thất cực đại (maximum losses) của họ (do vậy có tên là minimax). Đặc biệt là, khi xem xét tất cả mọi chiến lược, một người chơi phải xét tất cả các đối phó có thể của đối phương và giá trị tổn thất cực đại có thể xảy ra. Người chơi sau đó chơi theo chiến thuật với kết quả làm tối thiểu hóa tổn thất cực đại này. Một chiến thuật như vậy, làm tối thiểu tổn thất cực đại, được gọi là tối ưu cho cả hai người chơi trong trường hợp minimax của họ là bằng nhau (theo giá trị tuyệt đối) và ngược dấu nhau. Nếu như giá trị chung là zero, trò chơi trở nên vô nghĩa.
Von Neumann dần dần cải tiến và mở rộng định lý minimax để bao gồm cả những trò chơi có thông tin không hoàn toàn và những trò chơi có nhiều hơn hai người chơi. Công trình này được dồn lại trong cuốn sáck kinh điển năm 1944 với tựa đề The Theory of Games and Economic Behavior (Lý thuyết trò chơi và các cư xử kinh tế), cùng viết với Oskar Morgenstern.
Đóng góp quan trọng thứ hai của von Neumann trong lãnh vực này là giải thuật, vào năm 1937, của một bài toán được diễn đạt lần đầu bởi Leon Walras vào năm 1874 : sự sống sót của những trường hợp của thế cân đối trong những quy mô toán học của thị trường tăng trưởng dựa trên quy luật cung và cầu. Ông lần tiên phong nhận ra rằng một quy mô như vậy nên được miêu tả trải qua những bất phương trình ( như thể ngày này ) chứ không phải là bằng những phương trình ( như thể được làm trước kia ), và sau đó tìm ra một lời giải cho bài toán của Walras bằng cách vận dụng một định lý điểm bất động suy ra từ khu công trình của Luitzen Brouwer. Tầm quan trọng của khu công trình về cân đối tổng quát và những giải pháp dùng những định lý điểm bất động được vinh dự bằng những giải Nobel năm 1972 cho Kenneth Arrow và, năm 1983, cho Gerard Debreu .Von Neumann ( và Morgenstern trong cuốn sách của họ năm 1944 ) là người tiên phong sử dụng một chiêu thức chứng tỏ, sử dụng trong kim chỉ nan game show, biết đến như là đệ quy ngược [ 1 ] Lưu trữ 2017 – 11-12 tại Wayback Machine .
Vào năm 1937 von Neumann, sau khi nhận được quyền công dân Mỹ, bắt đầu nghiên cứu về những vấn đề trong toán ứng dụng. Ông nhanh chóng trở thành một trong những chuyên gia hành đầu trong ngành chất nổ, và đã cố vấn rất nhiều cho quân đội, chủ yếu là Hải quân Hoa Kỳ (có thể là ông thích giao du với các đô đốc hơn là các tướng lĩnh vì nhóm thứ nhất thích uống rượu trong khi nhóm thứ hai chỉ thích cà phê).
Một tác dụng quan tâm trong ngành chất nổ là mày mò của những loại bom cực lớn có sức công phá nhiều hơn nếu chúng được nổ trước khi chạm đất chính bới những lực phát sinh thêm do những sóng của vụ nổ ( báo chí truyền thông nói đơn thuần hơn là von Neumann tìm ra rằng nên tránh tiềm năng hơn là đâm vào đó ). Áp dụng nổi tiếng ( hay tăm tiếng ) nhất của tò mò xảy ra vào ngày 6 và 9 tháng 8 năm 1945, khi hai quả bom nguyên tử phát nổ trên không trung của Hiroshima và Nagasaki, tại một độ cao được thống kê giám sát đúng mực bởi chính von Neumann để chúng gây ra nhiều thiệt hại nhất .
Von Neumann đã được đưa vào Dự án Manhattan để giúp cho việc thiết kế kính nổ (explosive lense) cần để nén lõi plutonium của thiết bị trong thử nghiệm Trinity và vũ khí “Fat Man” thả xuống Nagasaki.
Từ một quan điểm chính trị, von Neumann là một thành viên của một ủy ban chọn ra những khu vực hoàn toàn có thể là ” tiềm năng “. Lựa chọn tiên phong của von Neumann là thành phố Kyoto, bị vô hiệu bởi Bộ trưởng Chiến tranh Henry Stimson .
Sau chiến tranh, Robert Oppenheimer đã đưa ra nhận xét nổi tiếng rằng các nhà vật lý đã có “tội lỗi” do kết quả của việc phát triển những quả bom nguyên tử đầu tiên. Von Neumann trả lời hơi diễu cợt rằng “đôi khi một người thú tội để kể công cho mình.” Trong trường hợp nào đi nữa, ông tiếp tục không lay chuyển trong công trình này và cuối cùng, cùng với Edward Teller, là một người duy trì các đề án kế tiếp về việc chế tạo bom hydrogen. Von Neumann đã hợp tác với điệp viên Klaus Fuchs về việc phát triển bom hydrogen, và hai người nộp bằng sáng chế bí mật Improvement in Methods and Means for Utilizing Nuclear Energy (Cải tiến các phương pháp và phương tiện sử dụng năng lượng hạt nhân) vào năm 1946, đưa ra một cách sử dụng vụ nổ bom phân hạt để nén nhiên liệu nhiệt hạch trước khi cố gắng khai hỏa một phản ứng nhiệt hạch. (Herken, pp. 171, 374). Mặc dù đây không phải là lời giải cho thiết kế thành công của bom hydrogen – thiết kế Teller-Ulam – sau này được đánh giá là một bước đi đúng hướng, mặc dù nó không được theo ngay lúc đó.
Các việc làm của von Neumann về bom hydrogen cũng nằm trong lãnh vực máy tính, khi ông và Stanislaw Ulam phát triển các chương trình mô phỏng trên máy tính về một loại máy tính mới của von Neumann cần thiết cho các tính toán thủy động lực học. Trong thời này ông đóng góp vào sự phát triển của phương pháp Monte Carlo, cho phép các bài toán rất phức tạp có thể xấp xỉ thông qua việc sử dụng số ngẫu nhiên. Bởi vì sử dụng danh sách của các số “thực sự” ngẫu nhiên là hết sức chậm trên máy ENIAC, von Neumann phát triển một dạng thô của việc tạo ra các số ngẫu nhiên giả (pseudorandom number), sử dụng phương pháp bình phương giữa. Mặc dù phương pháp này đã bị phê phán sau này là quá thô, von Neumann nhận thức được điều đó vào thời gian đó: ông dùng bởi vì nó nhanh hơn (theo thời gian tính toán) các phương pháp khác mà ông có vào thời điểm đó, và cũng để ý rằng khi phương pháp này cho ra sai số quá lớn, nó rất dễ nhận thấy, không như các phương pháp khác có thể không đúng một cách tinh vi.
Vào năm 1952, quả bom hydrogen tiên phong, Ivy Mike, được khai hỏa ở Eniwetok Atoll .
Khoa học máy tính[sửa|sửa mã nguồn]
Tên của von Neumann được dùng trong kiến trúc von Neumann được dùng trong hầu hết các loại máy tính, bởi vì các tác phẩm của ông về khái niệm này; mặc dù nhiều người cảm thấy cách đặt tên này đã bỏ qua các đóng góp của J. Presper Eckert và John William Mauchly cũng làm việc với các khái niệm đó trong công trình về máy ENIAC. Hầu hết các máy tính tại nhà, microcomputer, minicomputer và máy tính mainframe đều là máy tính von Neumann. Ông cũng là người sáng lập ra ngành cellular automata mà không cần dùng đến máy tính, xây dựng những ví dụ đầu tiên của automata có khả năng tự nhân đôi chỉ bằng bút chì và giấy vẽ. Khái niệm về một máy xây dựng tổng quát được trích ra từ cuốn Theory of Self Reproducing Automata (Lý thuyết Automata tự sinh sản) xuất bản sau khi ông qua đời. Thuật ngữ “máy von Neumann” cũng được dùng để chỉ về những loại máy móc có thể tự nhân đôi. Von Neumann chứng minh rằng cách hiệu quả nhất cho các vụ khai mỏ cực lớn như khai mỏ toàn bộ Mặt Trăng hay vanh đai tiểu hành tinh (asteroid belt) có thể đạt được bằng các máy móc tự nhân đôi được, để dựa vào sự phát triển theo hàm mũ của những cơ chế như vậy.
Thêm vào các công trình về kiến trúc máy tính, ông được cho là có ít nhất một đóng góp trong việc nghiên cứu thuật toán. Donald Knuth, vào năm 1945, đã dùng von Neumann như là người phát minh ra thuật toán được nhiều người biết đến của Knuth: thuật toán sắp xếp trộn (merge sort), trong đó hai nửa của một mảng được sắp xếp một cách đệ quy rồi trộn lại với nhau.
Ông cũng bận rộn trong việc thăm dò những bài toán trong lãnh vực thủy khí động lực diễn toán. Cùng với R. D. Richtmyer ông tăng trưởng khái niệm độ nhớt tự tạo, sau đó trở thành cơ sở cho việc điều tra và nghiên cứu sóng chấn động. Công bằng mà nói, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể sẽ không biết nhiều về vật lý thiên văn, và đã không tăng trưởng được những loại động cơ phản lực và tên lửa, nếu không có khu công trình đó. Vấn đề được xử lý khi máy tính cố gắng nỗ lực giải những bài toán thủy khí động lực học, những chương trình đặt quá nhiều điểm lưới tại những điểm mà sóng chấn động là không liên tục. Khái niệm ” độ nhớt tự tạo ” là một kĩ thuật giám sát nhằm mục đích làm trơn phần nào sự truyền chấn động mà không vi phạm nhiều về mặt cơ sở vật lý .
Các năng lực được đánh giá và nhận định[sửa|sửa mã nguồn]
John von Neumann có năng lực xử lý cũng một lúc trong đầu nhiều yếu tố phức tạp. Eugene Wigne viết rằng, một khi Neumann thao tác, ” người có một năng lực thao tác tuyệt đối như một bánh răng trong động cơ mà độ đúng mực đến từng inch “. Israel Halperin cũng nói rằng : ” đuổi kịp với anh ấy phần nhiều là chuyện ngoạn mục. Như người đi chiếc xe 3 bánh đang đuổi một chiếc xe hơi “. Edward Teller ” Neumann hoàn toàn có thể thuận tiện bộc lộ mình trội hơn bất kể người nào mà anh ấy gặp. Tôi có lẽ rằng chẳng khi nào sánh với Neumann được “. Và Teller bonus ” Neumann hoàn toàn có thể duy trì một cuộc trò chuyện với đứa con trai 3 tuổi của tôi như 2 người bạn đang trò chuyện với nhau, và tôi tự hỏi rằng liệu có phải anh ấy dùng cùng quy tắc ấy để trò chuyện với những người còn lại ?. Hầu như mọi người trốn tránh hành đông tâm lý nếu hoàn toàn có thể, một số ít người nghiện tâm lý, nhưng Neumann thực sự thú vị với việc tâm lý “Lothar Wolfgang Nordheim tả John von Neumann là người có năng lực tâm lý nhanh nhất mà ông ấy từng gặp và Jacob Bronowski ” Anh ấy là người uyên bác nhất mà tôi biết. Là một thiên tài “. George Pólya, giảng viên tại ETH Zürich khi von Neumann tham gia với tư cách là một sinh viên, nói rằng ” Johnny là một học viên duy nhất tôi phải dè chừng. Nếu trong giờ họ có bất kể yếu tố nào mà tôi không giải được, hoặc chưa được xử lý, thì như một điều thông thường rằng tại cuối buổi học tôi sẽ gặp được Johnny đến bên cùng với tờ giấy nháp, vài dòng chữ nguệch ngoạc và yếu tố được xử lý một cách toàn vẹn ”
Chính trị và những yếu tố xã hội[sửa|sửa mã nguồn]
Von Neumann đã trải qua một sự nghiệp hàn lâm nhanh như chớp tựa như như tốc độ của trí tuệ của ông, ở tuổi 29 đạt được một trong năm vị trí giáo sư tại viện Institute for Advanced Study vừa xây dựng tại Đại học Princeton ( một vị trí khác là của Albert Einstein ). Ông do vậy có vẻ như có tham vọng vươn ra những ngành khoa học khác để thỏa mãn nhu cầu đậm chất ngầu tham vọng của mình, và hợp tác với rất nhiều tập đoàn lớn công nghiệp quân sự chiến lược của Mỹ. Ông là cố vấn tiếp tục của CIA, Quân đội Hoa Kỳ, RAND Corporation, Standard Oil, IBM và nhiều công ty khác .
Như là Chủ tịch của “Ủy ban Tên lửa von Neumann” đầu tiên, và như là một thành viên của Commission for Atomic Energy sau này, bắt đầu từ 1953 cho đến cái chết của ông vào 1957, ông là khoa học gia với nhiều uy thế chính trị nhất ở Mỹ. Thông qua ủy ban của ông, ông phát triển nhiều tình huống khác nhau của việc chạy đua vũ trang hạt nhân, sự phát triển của các tên lửa liên lục địa và các tên lửa phóng lên từ tàu ngầm mang đầu đạn hạt nhân, và thế cân bằng chiến lược còn nhiều tranh cãi gọi là Chắc chắn Hủy diệt lẫn nhau (Mutually Assured Destruction). Có thể nói ông là bộ óc đằng sau các khía cạnh “khoa học” của Chiến tranh Lạnh đã tạo ra điều kiện trong bốn mươi năm của thế giới phương Tây.
Ông chết, bi thảm nhưng cũng trớ trêu, vì ung thư xương và ung thư tuyến tụy hoàn toàn có thể là do nhiễm phóng xạ trong những thử nghiệm hạt nhân triển khai tại Bikini Atoll vào năm 1946, những thử nghiệm mà những giải pháp bảo đảm an toàn cho quan sát viên đã được ông kiên trì bảo vệ nhiều năm trước đó. Giường hấp hối của von Neumann đặt dưới sự canh phòng cẩn mật của quân đội, và ông bị tẩm thuốc mê, để ông không vô tình tiết lộ những bí hiểm quân sự chiến lược mà ông phải giữ kín .
Giải thưởng John von Neumann của Institute for Operations Research and Management Science (INFORMS, trước đó là TIMS-ORSA) được trao năm cho cá nhân (hay đôi khi một nhóm) đã đóng góp một cách cơ bản và liên tục vào lý thuyết vận trù học (operations research) và các khoa học quản lý.
Huy chương IEEE John von Neumann được thưởng hàng năm bởi tổ chức triển khai IEEE ” cho những hiệu quả xuất sắc đạt được trong khoa học và kỹ thuật có tương quan đến máy tính. “Bài giảng John von Neumann ( John von Neumann Lecture ) được trình diễn hàng năm tại Society for Industrial and Applied Mathematics ( SIAM ) bởi một nghiên cứu viên đã góp phần nhiều vào toán ứng dụng ; người giảng cũng được thưởng cho một khoản tiền .Von Neumann, một miệng hố trên Mặt Trăng, được đặt theo tên John von Neumann .Thương Hội những khoa học gia máy tính của Hungary, Neumann János Számítógéptudományi Társaság, được đặt theo tên John von Neumann .Vào 4 tháng 5 năm 2005 Bưu điện Hoa Kỳ phát hành chuỗi những tem kỉ niệm những khoa học gia Mỹ, một tập bốn tem loại 37 – xu tự dính. Các nhà khoa học được minh họa là John von Neumann, Barbara McClintock, Josiah Willard Gibbs và Richard Feynman .
- Heims, Steve J., 1980. John von Neumann and Norbert Wiener, from Mathematics to the technologies of life and death. MIT Press.
- Herken, Gregg, 2002. Brotherhood of the Bomb: The Tangled Lives and Loyalties of Robert Oppenheimer, Ernest Lawrence, and Edward Teller.
- Israel, Giorgio, and Gasca, Ana Millan, 1995. The World as a Mathematical Game: John von Neumann, Twentieth Century Scientist.
- Macrae, Norman, 1992. John von Neumann.
- Jean van Heijenoort, 1967. A Source Book in Mathematical Logic, 1879-1931. Harvard Univ. Press.
- 1923. “On the introduction of transfinite numbers,” 346-54.
- 1925. “An axiomatization of set theory,” 393-413.
- 1932. “Mathematical Foundations of Quantum Mechanics”, Beyer, R. T., trans. Princeton U. Press.
- 1944. (with ‘Oskar Morgenstern) Theory of Games and Economic Behavior. Princeton Univ. Press.
- 1966. (with Arthur W. Burks) Theory of Self-Reproducing Automata. Univ. of Illinois Press.
Nguồn thứ hai:
- Aspray, William, 1990. John von Neumann and the Origins of Modern Computing.
- Dalla Chiara, Maria Luisa and Giuntini, Roberto 1997, La Logica Quantistica in Boniolo, Giovani, ed., Filosofia della Fisica (Philosophy of Physics). Bruno Mondadori.
- Goldstine, Herman, 1980. The Computer from Pascal to von Neumann.
- Poundstone, William. Prisoner’s Dilemma: John von Neumann, Game Theory and the Puzzle of the Bomb. 1992.
- 1958, Bulletin of the American Mathemetical Society 64.
- 1990. Proceedings of the American Mathematical Society Symposia in Pure Mathematics 50.
- Donald B. Gillies, học sinh PhD của John Von Neumann.
- John P. Mayberry, học sinh PhD của John Von Neumann.
- ^
Barry Koren (2006), Computational Fluid Dynamics: Science and Tool.
Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]
