Se le persone non credono che la matematica sia semplice, è solo perché non si rendono conto di quanto sia complicata la vita.
John von Neumann era un matematico, fisico, informatico, ingegnere e polimata ungherese-americano. Von Neumann era generalmente considerato il più eminente matematico del suo tempo e si diceva che fosse "l'ultimo rappresentante dei grandi matematici". Integrò scienze pure e applicate.
Von Neumann diede contributi maggiori a molti campi, tra cui i fondamenti della matematica, analisi funzionale, teoria ergodica, teoria della rappresentazione, algebre di operatori, geometria, topologia e analisi numerica, fisica meccanica quantistica, idrodinamica e meccanica statistica quantistica, economia teoria dei giochi, informatica architettura di von Neumann, programmazione lineare, macchine auto-replicanti, computazione stocastica e statistica.
Fu un pioniere nell'applicazione della teoria degli operatori alla meccanica quantistica nello sviluppo dell'analisi funzionale, e una figura chiave nello sviluppo della teoria dei giochi e nei concetti di automi cellulari, costruttore universale e computer digitale.
Von Neumann pubblicò oltre 150 articoli nella sua vita: circa 60 di matematica pura, 60 di matematica applicata, 20 di fisica e i restanti su argomenti matematici speciali o non matematici. La sua ultima opera, un manoscritto incompiuto scritto mentre era in ospedale, fu successivamente pubblicata in forma di libro come Il computer e il cervello.
La sua analisi della struttura dell'auto-replicazione precedette la scoperta della struttura del DNA. In un breve elenco di fatti sulla sua vita che presentò all'Accademia nazionale delle scienze, scrisse: "La parte del mio lavoro che considero più essenziale è quella sulla meccanica quantistica, che si sviluppò a Göttingen nel 1926 e successivamente a Berlino nel 1927–1929. Inoltre, il mio lavoro su varie forme di teoria degli operatori, Berlino 1930 e Princeton 1935–1939; sul teorema ergodico, Princeton, 1931–1932."
Durante la Seconda guerra mondiale, von Neumann lavorò al Progetto Manhattan con il fisico teorico Edward Teller, il matematico Stanislaw Ulam e altri, risolvendo i passaggi chiave della fisica nucleare coinvolti nelle reazioni termonucleari e nella bomba all'idrogeno. Sviluppò i modelli matematici dietro le lenti esplosive utilizzate nell'arma nucleare di tipo implosione e coniò il termine "chiloton" di TNT come misura della forza esplosiva generata.
Dopo la guerra, servì nella Commissione consultiva generale della Commissione per l'energia atomica degli Stati Uniti e consulente per organizzazioni inclusa la Forza aerea degli Stati Uniti, il Laboratorio di ricerca balistica dell'Esercito, il Progetto speciale armi delle Forze armate e il Laboratorio nazionale Lawrence Livermore. In quanto emigrato ungherese, preoccupato che i sovietici avrebbero raggiunto la superiorità nucleare, progettò e promosse la politica della distruzione reciproca assicurata per limitare la corsa agli armamenti.
Infanzia ed educazione
Contesto familiare
Von Neumann nacque come Neumann János Lajos in una famiglia ebrea ricca, aculturata e non osservante in ungherese il cognome viene prima. I suoi nomi di battesimo equivalgono a John Louis in inglese.
Von Neumann nacque a Budapest, Regno d'Ungheria, che era allora parte dell'Impero austro-ungarico. Era il maggiore di tre fratelli; i suoi due fratelli più giovani erano Mihály inglese: Michael von Neumann; 1907–1989 e Miklós Nicholas von Neumann, 1911–2011. Suo padre, Neumann Miksa Max von Neumann, 1873–1928 era un banchiere, che possedeva un dottorato in legge. Si era trasferito a Budapest da Pécs alla fine degli anni 1880. Il padre e il nonno di Miksa erano entrambi nati a Ond ora parte della città di Szerencs, Contea di Zemplén, nell'Ungheria settentrionale. La madre di John era Kann Margit inglese: Margaret Kann; i suoi genitori erano Jakab Kann e Katalin Meisels della famiglia Meisels. Tre generazioni della famiglia Kann hanno vissuto in spaziosi appartamenti sopra gli uffici Kann-Heller a Budapest; la famiglia di von Neumann occupava un appartamento di 18 stanze all'ultimo piano.
Giovane, in matematica non capisci le cose. Ti abitui semplicemente ad esse.
Il 20 febbraio 1913, l'imperatore Franz Joseph elevò il padre di John alla nobiltà ungherese per i suoi servizi all'Impero austro-ungarico. La famiglia Neumann acquisì così l'appellativo ereditario Margittai, che significa "di Margitta" oggi Marghita, Romania. La famiglia non aveva alcun collegamento con la città; l'appellativo fu scelto in riferimento a Margaret, così come il loro stemma scelto raffigurante tre margherite. Neumann János divenne margittai Neumann János John Neumann de Margitta, che in seguito cambiò al tedesco Johann von Neumann.
Bambino prodigio
Von Neumann era un bambino prodigio. Quando aveva sei anni, poteva dividere due numeri a otto cifre nella sua testa e poteva conversare in greco antico. Quando il von Neumann di sei anni colse sua madre che fissava il vuoto, le chiese: "Cosa stai calcolando?".
I bambini non iniziavano l'istruzione formale in Ungheria fino all'età di dieci anni; governanti insegnavano a von Neumann, i suoi fratelli e i suoi cugini. Max credeva che la conoscenza delle lingue oltre all'ungherese fosse essenziale, così i bambini furono istruiti in inglese, francese, tedesco e italiano. All'età di otto anni, von Neumann aveva familiarità con il calcolo differenziale e integrale, ma era particolarmente interessato alla storia. Lesse la sua strada attraverso la storia generale di Wilhelm Oncken in 46 volumi Allgemeine Geschichte in Einzeldarstellungen. Una copia era contenuta in una biblioteca privata che Max aveva acquistato. Una delle stanze nell'appartamento fu convertita in una biblioteca e sala di lettura, con scaffali dal pavimento al soffitto.
Von Neumann entrò al Lutheran Fasori Evangélikus Gimnázium nel 1911. Eugene Wigner era un anno avanti a von Neumann alla Scuola luterana e presto divenne suo amico. Questa era una delle migliori scuole di Budapest e faceva parte di un brillante sistema educativo progettato per l'élite. Secondo il sistema ungherese, i bambini ricevevano tutta la loro istruzione presso il ginnasio. Il sistema scolastico ungherese produsse una generazione nota per i risultati intellettuali, che includeva Theodore von Kármán nato nel 1881, George de Hevesy nato nel 1885, Michael Polanyi nato nel 1891, Leó Szilárd nato nel 1898, Dennis Gabor nato nel 1900, Eugene Wigner nato nel 1902, Edward Teller nato nel 1908 e Paul Erdős nato nel 1913. Collettivamente, erano talvolta conosciuti come "I Marziani".
Sebbene Max insistesse perché von Neumann frequentasse la scuola al livello di grado appropriato alla sua età, accettò di assumere tutor privati per dargli un'istruzione avanzata in quelle aree in cui aveva dimostrato un'attitudine. All'età di 15 anni, iniziò a studiare calcolo avanzato sotto il rinomato analista Gábor Szegő. Al loro primo incontro, Szegő rimase così stupito dal talento matematico del ragazzo da essere mosso alle lacrime. Alcuni dei problemi istantanei di von Neumann che Szegő propose nel calcolo sono tracciati su carta intestata di suo padre e sono ancora in mostra presso l'archivio di von Neumann a Budapest. All'età di 19 anni, von Neumann aveva pubblicato due importanti articoli matematici, il secondo dei quali dava la definizione moderna di numeri ordinali, che superò la definizione di Georg Cantor. Alla conclusione della sua istruzione al ginnasio, von Neumann si sedette e vinse il Premio Eötvös, un premio nazionale per la matematica.
Studi universitari
Secondo il suo amico Theodore von Kármán, il padre di von Neumann voleva che John lo seguisse nell'industria e quindi investisse il suo tempo in un'impresa più finanziariamente utile rispetto alla matematica. In effetti, suo padre chiese a von Kármán di persuadere suo figlio a non prendere la matematica come sua specializzazione. Von Neumann e suo padre decisero che il miglior percorso di carriera era diventare un ingegnere chimico. Non era qualcosa di cui von Neumann avesse molta conoscenza, così fu organizzato per lui un corso di due anni, non-degree in chimica all'Università di Berlino, dopodiché si presentò all'esame di ammissione al prestigioso ETH Zurigo, che passò nel settembre 1923. Allo stesso tempo, von Neumann entrò anche all'Università Pázmány Péter a Budapest, come candidato al dottorato in matematica. Per la sua tesi, scelse di produrre un'assiomatizzazione della teoria degli insiemi di Cantor. Si è laureato come ingegnere chimico dall'ETH Zurigo nel 1926 sebbene Wigner dica che von Neumann non era mai molto attaccato al soggetto della chimica, e ha superato i suoi ultimi esami per il suo dottorato in matematica contemporaneamente al suo diploma di ingegneria chimica, di cui Wigner scrisse: "Evidentemente una tesi e un esame di dottorato non costituivano uno sforzo apprezzabile." Si recò quindi all'Università di Göttingen con una borsa di studio della Fondazione Rockefeller per studiare matematica sotto David Hilbert.
Inizio della carriera e vita privata
L'abilitazione di von Neumann fu completata il 13 dicembre 1927, e iniziò le sue lezioni come Privatdozent presso l'Università di Berlino nel 1928. Era la persona più giovane mai eletta Privatdozent nella storia dell'università in qualsiasi materia. Entro la fine del 1927, von Neumann aveva pubblicato 12 articoli importanti in matematica, e entro la fine del 1929, 32, un tasso di quasi un articolo importante al mese. I suoi poteri di ricordo gli permettevano di memorizzare rapidamente le pagine degli elenchi telefonici e recitare i nomi, gli indirizzi e i numeri in essi contenuti. Nel 1929, brevemente divenne Privatdozent presso l'Università di Amburgo, dove le prospettive di diventare professore di ruolo erano migliori, ma nell'ottobre di quell'anno si presentò un'offerta migliore quando fu invitato all'Università di Princeton.
Il giorno di capodanno del 1930, von Neumann sposò Marietta Kövesi, che aveva studiato economia all'Università di Budapest. Von Neumann e Marietta avevano una figlia, Marina, nata nel 1935. A partire dal 2017, è una distinta professoressa di amministrazione aziendale e politica pubblica presso l'Università del Michigan. La coppia divorziò nel 1937. Nell'ottobre 1938, von Neumann sposò Klara Dan, che aveva incontrato durante i suoi ultimi viaggi a Budapest prima dello scoppio della Seconda guerra mondiale.
Prima di sposare Marietta, von Neumann fu battezzato cattolico nel 1930. Il padre di von Neumann, Max, era morto nel 1929. Nessuno della famiglia si era convertito al cristianesimo mentre Max era vivo, ma tutti lo fecero dopo.
Nel 1933, gli fu offerta una cattedra vitaliza presso l'Istituto per lo studio avanzato nel New Jersey quando il piano di quell'istituzione di nominare Hermann Weyl non andò a buon fine. Rimase professore di matematica lì fino alla sua morte, sebbene avesse annunciato l'intenzione di dimettersi e diventare professore straordinario presso l'Università della California, Los Angeles. Sua madre, fratelli e cognati seguirono von Neumann negli Stati Uniti nel 1939. Von Neumann anglicizzò il suo primo nome in John, mantenendo il cognome germanico-aristocratico von Neumann. I suoi fratelli cambiarono il loro in "Neumann" e "Vonneumann". Von Neumann divenne cittadino naturalizzato degli Stati Uniti nel 1937 e immediatamente cercò di diventare tenente nel Corpo di riserva ufficiali dell'Esercito degli Stati Uniti. Passò facilmente gli esami ma fu rifiutato a causa della sua età. La sua analisi prebellica di come la Francia avrebbe resistito alla Germania è spesso citata: "Oh, la Francia non avrà importanza."
Klara e John von Neumann erano socialmente attivi all'interno della comunità accademica locale. La sua casa in legno bianco al 26 Westcott Road era una delle più grandi residenze private di Princeton. Ha sempre indossato abiti formali. Una volta ha indossato un completo a righe a tre pezzi mentre cavalcava un mulo lungo il Grand Canyon. Si dice che Hilbert abbia chiesto "Prego, chi è il sarto del candidato?" all'esame di dottorato di von Neumann del 1926, poiché non aveva mai visto vestiti da sera così belli.
Von Neumann ha mantenuto una passione permanente per la storia antica ed era rinomato per le sue conoscenze storiche. Un professore di storia bizantina a Princeton una volta ha detto che von Neumann aveva maggiore competenza nella storia bizantina di quanto ne avesse lui.
A von Neumann piaceva mangiare e bere; sua moglie, Klara, diceva che poteva contare tutto tranne le calorie. Amava l'umorismo yiddish e "off-color" specialmente i limerick. Era un non fumatore. A Princeton, ricevette reclami per suonare regolarmente musica marcia tedesca estremamente forte sul suo giradischi, che distraeva coloro negli uffici vicini, tra cui Albert Einstein, dal loro lavoro. Von Neumann ha fatto parte del suo miglior lavoro in ambienti rumorosi e caotici, e una volta ha rimproverato sua moglie per aver preparato uno studio tranquillo per lui per lavorare. Non l'ha mai usato, preferendo il salotto della coppia con la televisione che suonava forte. Nonostante fosse un guidatore notoriamente cattivo, amava guidare, spesso mentre leggeva un libro, causando numerosi arresti e incidenti. Quando Cuthbert Hurd lo assunse come consulente per IBM, Hurd spesso pagò silenziosamente le multe per i suoi biglietti di traffico.
L'amico più intimo di von Neumann negli Stati Uniti era il matematico Stanislaw Ulam. Un amico successivo di Ulam, Gian-Carlo Rota, scrisse: "Avrebbero passato ore a pettegolare e ridacchiare, scambiando battute ebraiche e andando avanti e indietro dal discorso matematico." Quando von Neumann stava morendo in ospedale, ogni volta che Ulam visitava, veniva preparato con una nuova collezione di battute per incoraggiarlo. Von Neumann credeva che gran parte del suo pensiero matematico si verificasse intuitivamente; spesso andava a dormire con un problema irrisolto e sapeva la risposta al risveglio. Ulam ha notato che
