Informatika | Középiskola » Neumann János

John Louis Neumann 1903. december 28-án született Budapesten Anyja Kann Margit három gyermeknek adott életet, közülük János volt a legidősebb. Egyik öccse Mihály (1907) chicagói orvos, másik Miklós (1911) philadelphiai jogász lett. Apja, Miksa a város magánbankjainak egyik résztulajdonosa volt, így gyermekei számára az anyagi jólét mellett a szellemi hátteret is biztosítani tudta. 1903-ban Ferenc József magyar király nemesi rangot ad a családnak, és felvehetik a Margittai előnevet. Később Amerikában a John von Neumann nevet használta, de Johnnynak vagy Jancsinak hívták barátai. Már egész kisgyermekként rendkívüli nyelvtehetségnek számított és kivételesen jó emlékezőtehetségű volt. Hat éves korában már folyékonyan tudott ógörögül, apjával e nyelven viccelődött. Tudott latinul is, anyanyelvi szinten beszélt németül, és több ismerőse szerint németül is gondolkodott. Angolul úgy beszélt, hogy rendkívül gyorsan

fordította a németül megfogalmazott gondolatait angolra. Ez a más nyelven gondolkodása főleg írásaiban figyelhető meg, ahol kissé körülményesebb és sejthető a háttérben húzódó összetettebb gondolkodás. Az amerikai angol nyelvnek tökéletes ura volt, remekül megértette az amerikai gondolkodást és életstílust, de kiejtésében a th és az r hangok problémát jelentettek, pompás magyar akcentusa volt, s szándékosan megőrzött néhány kiejtési hibát. Ha bizonyos szavakat mégis helyesen mondott ki, azokat egyből javította is, a hibásra. Ilyen volt például az integer szó Kedvtelésből később történészként is mély ismeretekre tett szert. Főként a bizánci kultúra érdekelte, óriási enciklopédikus tudása volt, e terület elismert szakértője lett. 1 1909 és 1913 között járt elemi iskolába. 1913-tól a fasori főgimnáziumban tanult tovább Ez volt abban az időben Magyarország legjobb középiskolája. 2 A főgimnázium

demokratikus légköre, humanista értékrendje mély hatást gyakorolt erkölcsi fejlődésére. 3 1 http://úni-miskolc.hu www.njszkihu/eltehtml 3 Magyar tudóslexikon 2 Jó képzést kapott történelemből, jogtudományból és közgazdaságtanból. 11917/18-as tanévben elnyerte az V. osztály legjobb matematikusa címet, 1920-ban pedig az ország legjobb matematikus-diákja kitüntetést. Tanáraira is lenyűgöző hatással volt, apját Rátz László matematika tanár rávette, hogy gyermekét iskolán kívül is taníttassa, amit Fekete Mihály műszaki egyetemi matematikus el is vállalt. Még az érettségi előtt, 18 évesen, tanárával közösen készítettek egy publikációt. Az iskola tanulója volt egyébként Wigner Jenő is ez időben, akire Rátz szintén felfigyelt. Később Kürschák József, Fekete Mihály és Szegő Gábor is oktatja. 2Mire leérettségizett, már matematikusnak számított Neumann ugyan jó tanuló volt, de nem kitűnő, például

ábrázoló geometriából B minősítést kapott, hasonlóan énekből és írásból és testnevelésből is, de a többi jegye többnyire A volt. Magatartásában is inkább B, mint A minősítés szerepelt a bizonyítványában. Egyetemi évei alatt Kürschák József, Fekete Mihály és Szegő Gábor segítették a matematika további megismerésében. Fiatal korától érdeklődött a repülés és a technika más újdonságai iránt. Már ekkor gondolkodott kettes alapú elektromos számológép építésén 3 Érettségi után saját vágya és apja kérése között -tudós- vagy mérnöki pálya- rendhagyó módon döntött, tanulmányait párhuzamosan folytatta mindkét vonalon. 1921-ben beiratkozott a budapesti Tudományegyetem bölcsészkarára. Fő tárgyul a matematikát választotta, melléktárgyként: fizikát és kémiát. 1921 és 1923 közötti éveket Berlinben töltötte. Itt a vegyész Fritz Haber befolyása alá került Berlinből 1924-ben Zürichbe utazott,

ahol az Eidgenössische Technische Hochschule-n folytatta tanulmányait. Itt találkozott a matematikussal Hermann Weyl-lel, aki később Princetonban kollégája is lett a Felsőfokú Tanulmányok Intézetében (Institute for Advanced Studies: IAS), valamint Pólya Györggyel, a legnagyobb matematika oktatók egyikével. A svájci Szövetségi Műszaki Főiskolán 1925-ben vegyészmérnöki oklevelet szerzett, 1926. március 12-én – 22 éves korában – budapesti Tudományegyetemen summa cum laude doktorált matematikából. Doktori disszertációjának címe: Az általános halmazelmélet axiomatikus felépítése. 4 Disszertációját Fejér Lipótnál védte meg. Fejér Lipót, Haar Alfréd, Reisz Frigyes, a magyar matematikai iskola kiváló tudósainak hatására élete végéig hálával emlékezett. 5 1926. március 13-án fogadták doktorrá 1926. októberében szerezte meg vegyészmérnöki diplomáját Ezután Göttingenbe, a német matematika fellegvárába ment, ahol

David Hilberttel dolgozott együtt. Itt tartotta meg első előadását 1926. december 7-én a társasjátékok elméletéről Oktatói pályafutásának első állomása 1927. áprilisában kezdődik: ekkor kért tanítási engedélyt a berlini Friedrich Wilhelm Egyetemen, és december 13-án elfoglalhatta helyét az egyetem tanárai között a matematika tanszék magántanáraként. Három évig oktatott Berlinben, ezalatt halmazelméleti, algebrai és kvantummechanikai tárgyú dolgozatai révén világszerte ismertté vált. 1929-ben Hamburgban töltött egy évet, ahol 1930-ban meghívást kapott Henry B. Fine dékántól a Princeton Egyetemre, hogy ott vendégelőadóként egy évet töltsön. Itt 1931-ben az egyetem professzora lett. Fél évet Amerikában, fél évet Európában oktatott 1933-ban Hitler hatalomra kerülte után ment át végleges helyére a Felsőfokú Tanulmányok Intézetébe, amit Fine dékán emlékére emeltek. 1927-ben tette közzé híressé vált

dolgozatát a matematika 1 www.njszkihu/eltehtml http://hni-miskolc.hu 3 ua: 1 4 ua: 2 5 Magyar tudóslexikon 2 ellentmondásmentességének problémájáról. Néhány évvel később 1930-ban Kurt Gödel mutatta meg, hogy bizonyos logikai struktúrák szükségképpen tartalmaznak olyan állításokat, amelyek igazsága az adott rendszeren belül nem dönthető el. A bizonyítás nagyon egyszerű volt, s nem csak bizarr rendszerekre volt igaz, hanem a Hilbert által körvonalazott aritmetikára is fennállt, hogy ellentmondás-mentessége önmagában nem mutatható meg. Neumann igen tisztelte ezen eredménye miatt Gödelt és a logika legnagyobb gondolkodójának tartotta Arisztotelész óta. 11937-ben kapta meg az amerikai állampolgárságot. Látva a közelgő világháborút bekapcsolódott a nácizmus elleni katonai előkészületekbe. Részt vett az atomenergia felszabadításában és háborús célú felhasználásában, majd a békés energiatermelés szolgálatába

állításának irányításában is. 2A formális logikai kutatásainak eredményei tulajdonképpen Emil L. Post és Alan M Turing 1936-ban egymástól függetlenül közzétett dolgozataiban olvashatók . Post a New York-i egyetemen dolgozott, míg Turing 1936-1938 között a Princeton Egyetem hallgatója volt. Kettejük munkája érlelte be Leibniz gondolatát: "egy olyan általános módszerről, amellyel minden, a józanész számára belátható igazság egyfajta számítássá redukálható." A Turing gép, az automata pontosan ezt teszi, mint ahogy Gödel is egész számok sorozatával jelölte meg a tételben alkalmazott jeleket, amely megfelelt a tételben való elhelyezkedésüknek. Ily módon a numerikus alkalmazások területére léptünk. 1930-ban Neumann házasságot kötött Kövesi Mariettával, 1935-ben született meg leányuk, Marina. Felesége a Pittburgi Egyetem közgazdaságtani professzora lesz, kapcsolatuk megromlott, 1937-ben elváltak. Még ez

évben megkapja az amerikai állampolgárságot is. 1938-ban feleségül vette Dán Klárát, aki később Los Alamos-i Tudományos Laboratóriumban programozója lett. 3 Egy véletlen találkozás új irányt adott a számítógépek fejlesztésének. Neumann János, a háború utolsó éveiben tanácsadóként Los Alamosban dolgozott, ahol a legnagyobb titokban az atombomba kifejlesztésével foglalkoztak. Goldsteine, aki az ENIAC építési munkáit irányította, 1944-ben egy pályaudvaron találkozott Neumann Jánossal. Megismerte és megszólította, majd hosszan magyarázni kezdte az építés alatt lévő ENIAC működési elvét. Neumannt tűzbe hozta ez a beszélgetés, és rövidesen személyesen is megtekintette az építési munkákat. Ettől kezdve Neumann neve és számítógép egymástól elválaszthatatlanok 4 1945 júliusában írta meg azt a művét, amelyben a "Neumann-elvek"-ként ismert megállapításait, valamint a számítástechnika, és a

számítógépek általa elképzelt fejlődéséről olvashatott a világ. (A mű címe: "First Draft of a Report on the Edvac"). 5 A Neumann-elvek: - Teljesen elektronikus számítógép - Kettes számrendszer alkalmazása - Aritmetikai egység alkalmazása (univerzális Turing-gép) - Központi vezérlőegység alkalmazása - Belső program- és adattárolás 1 Rájött arra, hogy a számítások algoritmusát, az ún. programot ugyanúgy lehet tárolni a gépben, mint magukat az adatokat. A gép megtanítható arra hogy ezeket megkülönböztesse 1 http://úni-miskolc.hu www.njszkihu/eltehtml 3 Magyar tudóslexikon 4 Szűcs Ervin: A számítógép tegnaptól holnapig 5 ua: 2 2 1 www. njszkihu/eltehtml egymástól (ez a belső programvezérlésű gép alapgondolata). Neumann, Goldstine és Burks 1946-ban publikálták az elektronikus számítóberendezések logikai szerkezetéről szóló elképzeléseiket. Ebben szögezték le a 2-es számrendszer használatának

elvét 4 Elgondolásaik alapján Pennsylvania Egyetemen építették meg az EDVAC-ot (elekronikus, diszkrét számítógép). 1949-ben a cambridge-i egyetemen üzembe helyezték az EDSAC-ot (elektronikus, “késleltetett” tárolású automatikus számológép ), amely a világ első tárolt programozású számítógépe volt. Egorzás ideje 8,5 ms, egy összeadásé 70 µs, a tárolókapacitás 512 szám volt. A tárolókapacitás kicsi Növelni kell Az ekkor már mágneses információtárolást (magnetofon) kézenfekvőnek tűnt felhasználni adatok, ill. programok tárolására. A 40-ea Évek végén mágnesdobot, majd később (1951-től) mágnesszalagos egységeket kapcsolt a géphez. 1951-ben az Eckert-Mauchly cég elkészítette a UNIVAC-ot (UNIVersa Automatic Computer); ez volt az első olyan gép, amelyet nem megrendelésre, hanem eladásra készítettek . Tervezői már “tapasztalt” számítógépesek; mögöttük volt ENIAC és az EDSAC. Már saját

vállalatuk(Computer company) volt, amely beolvadt a Remington cégbe. Megszületett az UNIVAC II, amelynek tára 2000-3000 szavas A számítógép “kitört” a laboratóriumokból, és bevonult a piacra. 1953-ban helyezték üzembe az első szovjet gépet A BESZM-et(Büsztradejsztvujuscsaja Elektonnaja Szcsotnaja Masina:gyors működésű elektronikus számológép), amelynek 1024 szavas elektroncsövesbelső, és 5120 szavas mágnesdobos külső tára volt. A gépben már félvezetőket is alkalmaztak:376 szavas tárolórésze germániumdiódákból épült. Ezt követte az URAL, az M I, az MII és a SZTRELA. Utóbbihoz 200 000 szavas mágnesszalagos tárat is illesztettek Mindezek még nehézkes óriások, lassú és kevés adatot tároló monstrumok voltak. Ez időben nagy teljesítményűnek nevezték azokat a gépeket, amelyek másodpercenként 5000-10 000 utasítást hajtottak végre. De akkor még mindegyik gép csodának számított2Neumann az elektronikus számológépek

tervezése terén is fontos újítást vezetett be. Korábban a tervezésnél csak a legfontosabb nagy egységek (mint például az aritmetikai egység, programvezérlő egység stb.) jelölésére használtak funkcionális vázlatokat, ami az áttekinthetőséget erősen megnehezítette. Neumann olyan szimbolikát vezetett be, amely alkalmas volt arra, hogy konkrét műszaki megoldástól függetlenül a számítógép logikai struktúráját teljes részletességgel ábrázolja. Ezzel lehetővé vált, hogy a tervezést két egymástól független részre bontsák: először a Neumann által bevezetett jelölésekkel a szükséges mélységig megtervezik a gép logikai struktúráját. Ezt a munkát általában matematikusok végzik 3 Az így elkészült logikai struktúra kerül át azután a szorosabban vett műszaki tervezésbe, ahol a logikai szimbólumokat alkalmas módon instrumentálják. Ennek a gépek tervezésénél bevezetett szimbolikának a hatása hasonlatos volt a

matematikában tapasztalt hatáshoz, amikor annak szimbolikáját bevezetették. Ez a szimbolika adott később ötletet a modulrendszer kidolgozására is. 1 1955-ben az öttagú Atomenergia Bizottság(Atomic Energy Comission) tagjává nevezték, amely akkor a legmagasabb szintű kormánymegbízatásnak számított egy tudós számára. Szintén az ő nevéhez fűződik a játékelmélet megállapítása amelynek gazdasági alkalmazásáról később könyvet is írt. E mű megjelenésének 50évfordulóján az 1994 évi közgazdasági Nobel díjat a játékelmélet művelői kapták, köztük Neumannak egy városban született , ugyanazt a gimnáziumot, majd tudományegyetemet végzett Haszony János. 2 Neumann – amikor számítógépe elkészült – jó néhány állami megbízást elvállalt. Például a 2 3 1 2 Szűcs Ervin:A számítógép tegnaptól holnapig http:/uni-miskolc.hu http:/uni-miskolc.hu Magyar Tudóslexikon hadsereg minden fegyvernemének ő lett a

tanácsadója, számtalan előadást tartott, s a korabeli számítástechnikai konferenciáknak az egész világon Neumann János volt az első számú meghívott sztárja. Ám váratlanul megbetegedett, s hamarosan megállapították: tüdőrákja van Betegsége alatt is folyamatosan a számítógép és az agy című előadásán dolgozott, azt még mindenképp szerette volna megtartani. A kézirat, sajnos, befejezetlen maradt, Neumann 1957 február 8-án meghalt. 3 Neumann figyelemre méltó képessége volt, hogy nagyon bonyolult számításokat volt képes meglepően gyorsan fejben elvégezni. Ez igen látványos volt elméleti fizikai munkássága során akkor, ha durva becsléseket kellett adni, mivel számtalan fizikai állandót tudott fejből, és gyorsan, néha megdöbbentően pontos eredményt szolgáltatott. Emiatt igen tisztelték és csodálták. Princetonban szobája bárki számára nyitva állt, mindenkit szívesen fogadott és segített problémája megoldásában.

Egy új problémáról szinte pillanatok alatt megmutatta, hogy mit lehet bizonyítani, vagy milyen pontokra kell figyelni majd a bizonyítás folyamán. Könnyedén el tudta dönteni egy bizonyítás helyességét, vagy gyártott ellenpéldát annak megdöntésére. A fotografikus memóriája és kitűnő humorérzéke tette a társaság lelkévé is, minden történetre emlékezett, és remekül elő is tudta adni őket, hallgatósága főleg a hosszabb történeteket lélegzett-visszafojtva élvezte és feszült figyelemmel várta a csattanót. Ismerve ezen anekdotázó szokását barátai látogatásukkor ajándékképpen új történetekkel kedveskedtek neki. Ezeket szívesen szőtte bele előadásaiba is, ha az illett oda Remek előadó volt, tisztán és világosan, ösztönzően és felemelően adott elő. Ez főleg annak volt köszönhető, hogy nem csak a bizonyításokat mondta el, hanem a bizonyításhoz vezető útról is beszámolt, a kitérőket is megemlítette. Neumann

János (1903–1957) a meteorológia történetébe nem csupán azzal írta be nevét, hogy megszervezte az első számítógépes előrejelzést készítő csoportot és hogy maga is részt vett a munkájában. Neumann az előrejelzések ellenőrzése, felülvizsgálata során olyan útmutatásokat adott a hibák kijavítására, amelyek a következő években-évtizedekben meghatározták a légkör-dinamikai modellezést és a numerikus prognosztika fejlődését. A kutatócsoport többi tagjával közösen javaslatot tett a rácstávolság csökkentésére, a közelítés pontosságának növelésére, egy összetettebb, a valósághoz jobban közelítő légkörmodell használatára és a modell függőleges szerkezetének korrigálására (azaz többrétegű modellek bevezetésére). A következő évek fejlődését ismerve Neumannék útmutatásai teljes mértékben helytállónak bizonyultak. Neumann még ennél is messzebb ment, amikor a meteorológia fejlődéséről

kérdezték. Egy későbbi előadásában kiemelte a dinamikus éghajlati modellezés szükségességét (ez 1965-ben, nyolc évvel Neumann halála után valósult meg). Azt a kérdést is feltette, hogy hol van az éghajlat érzékenységének határa. Milyen mértékben módosulna az éghajlat, ha például a sarkvidékek jégtakarójának bekormozásával megváltoztatnánk Földünk planetáris albedóját? 1 A tudósról az alábbi cikkeket találtam: A cikket a Financial Times közölte. A háború idején egy angliai vonat elsötétített ablakai mögött két férfi kuporog a hidegben egy jegyzettömb fölé görnyedve, dühödten irkálnak. Az írás zömét egy határozottan középkorú férfi végzi, akit az idegenség valamiféle meghatározhatatlan légköre veszi körül. Társa, egy fiatal angol, 3 Kovács Győző: Ki volt Neumann János 1 Élet és Tudomány-Digitális Archívum.htm megjegyzésekkel és ötletekkel szolgál. 1943 áprilisát írjuk Neumann

János valamilyen kormány publikáció durva papírjára írja első számítógépes programját. Az esemény történelmi jelentősége nem túl nagy, hiszen mások is tettek már kísérletet efféle hőstettekre. Ez a program sohasem fog működni Az eszköz, amelyre a programot írják, nem is valódi számítógép – magát a “számítógép” szót sem használják még. A Bath-ból 6 óra 44-kor Londonba induló vonat mégis egy olyan pillanatnak lehet a tanúja, amely magába foglalja a XX. század szellemtörténetének bizonyos központi irányvonalait. Az európai civilizáció fennmaradásáért folytatott háború kellős közepén a század egyik legkiválóbb elméje a matematikaelmélet teljes arzenálját olyan kegyetlenül evilági feladat érdekében veti latba, mint a bombarobbanási minták automatikus számítása. E gondolatok innentől kezdve végigkísérik Neumann János egész életét. A logika diadala, a tiszta elmélet alkalmazása kegyetlenül

gyakorlati problémákra, a szellemi fölény határozott eltolódása Európából az Amerikai Egyesült Államok felé – ezek a gondolatok, amelyeket tökéletesen példáz Neumann János élete, a jövő nemzedékek szemében századunk öröksége lesz. Neumann János közreműködése a matematika-elméletben, az atombomba projektben, a számítógép létrehozásában, a hidegháborús rakéta-stratégiában és a közgazdaságtanban önmagukban is jelentősek. Ám egyben a korszak irányát is tükrözik – a századközépnek azt a pimasz hitét, hogy az ész erejével leigázható és megszelídíthető a fizikai világ. Neumann János nemcsak a század egyik legkülönösebb alakja volt, hanem ő maga volt a minta. 2 Financial Times 1999. december 24 2 In Memoriam.htm Irodalomjegyzék: Internet: -www.njszkihu/eltehtml -http:/uni-miskolc.hu -http:/In Memoriam.htm -Élet és Tudomány - Digitális Archívum.htm könyvek: -Felix R. Paturi : A technika krónikája(460

old) -Magyar tudóslexikon(601-603. old) -Szűcs Ervin : A számítógép tegnaptól holnapig(41. old)