von Neumann kimdir? Geniş halk kitleleri onun adını bilir, yüksek matematiğe düşkün olmayanlar bile bilim adamını tanır.
Mesele şu ki, bilgisayarın işleyişine dair kapsamlı bir mantık geliştirdi. Bugüne kadar milyonlarca ev ve ofis bilgisayarında uygulandı.
Neumann'ın En Büyük Başarıları
Ona insan-matematiksel bir makine, kusursuz bir mantık adamı deniyordu. Yalnızca bir çözüm değil, aynı zamanda bu benzersiz araç setinin ön oluşturulmasını da gerektiren zorlu bir kavramsal görevle karşılaştığında içtenlikle sevindi. Bilim adamının kendisi, son yıllarda her zamanki alçakgönüllülüğüyle, son derece kısaca - üç noktada - matematiğe katkısını açıkladı:
- kuantum mekaniğinin gerekçesi;
- sınırsız operatörler teorisinin oluşturulması;
- ergodik teori.
Oyun teorisine, elektronik bilgisayarların oluşumuna, otomat teorisine yaptığı katkılardan bahsetmedi bile. Ve bu anlaşılabilir, çünkü başarılarının Henri Poincaré, David Hilbert, Hermann Weyl'in çalışmaları gibi insan zekasının etkileyici zirveleri gibi göründüğü akademik matematikten bahsetti.
Sosyal iyimser tip
Aynı zamandabütün arkadaşları, insanlık dışı çalışma kapasitesinin yanı sıra, von Neumann'ın inanılmaz bir mizah anlayışına sahip olduğunu, parlak bir hikaye anlatıcısı olduğunu ve Princeton'daki evinin (ABD'ye taşındıktan sonra) en misafirperver ve samimi olarak ünlendiğini hatırladı. Ruhun dostları ona bayıldı ve hatta onu ilk adıyla çağırdı: Johnny.
Son derece alışılmadık bir matematikçiydi. Macar insanlarla ilgileniyordu, dedikodularla alışılmadık bir şekilde eğlendi. Ancak, insan zayıflıklarına karşı hoşgörülüydü. Uzlaşmadığı tek şey bilimsel sahtekârlıktı.
Bilim insanı, sistem sapmaları hakkında istatistik toplamak için insan zayıflıklarını ve tuhaflıklarını topluyor gibiydi. Tarihi, edebiyatı, gerçekleri ve tarihleri ansiklopedik olarak hatırlamayı severdi. Von Neumann, ana diline ek olarak İngilizce, Almanca ve Fransızca bilmektedir. Ayrıca hatasız olmamakla birlikte İspanyolca da konuşuyordu. Latince ve Yunanca okuyun.
Bu dahi neye benziyordu? Yavaş ama düzensiz, ancak bir şekilde kendiliğinden hızlanan ve yavaşlayan bir yürüyüşe sahip gri bir takım elbise içinde ortalama boyda bir adam. Anlayışlı bakış. İyi bir sohbetçi. İlgilendiği konular hakkında saatlerce konuşabilir.
Çocukluk ve ergenlik
Von Neumann'ın biyografisi 23.12.1903'te başlıyor. O gün Budapeşte'de, üç oğlun en büyüğü olan Janos, bankacı Max von Neumann'ın ailesinde dünyaya geldi. Gelecekte Atlantik'in karşısında John olacak olan odur. Bir insanın hayatında, doğal yetenekler geliştiren doğru yetiştirme ne kadar önemli! Jan, okuldan önce bile babası tarafından işe alınan öğretmenler tarafından eğitildi. Oğlan orta öğrenimini burada aldı.elit Lutheran spor salonu. Bu arada, geleceğin Nobel Ödülü sahibi E. Wigner, onunla aynı anda çalıştı.
Sonra genç adam Budapeşte Üniversitesi'nden mezun oldu. Neyse ki onun için, hala üniversitedeyken, Janos bir yüksek matematik öğretmeni olan Laszlo Ratz ile tanıştı. Genç adama gelecekteki matematik dehasını keşfetmesi için verilen büyük harfli bu öğretmendi. Janos'u, Lipot Fejer'in ilk kemanı çaldığı Macar matematik seçkinleri çemberiyle tanıştırdı.
M. Fekete ve I. Kurshak'ın himayesi sayesinde von Neumann, mezuniyet sertifikasını aldığında bilim çevrelerinde genç bir yetenek olarak ün kazanmıştı. Onun başlangıcı gerçekten erkendi. Janosz ilk bilimsel çalışmasını "Minimal Polinomların Sıfırlarının Konumu Üzerine" 17 yaşında yazdı.
Romantik ve klasik bir arada
Neumann, çok yönlülüğü ile saygıdeğer matematikçiler arasında öne çıkıyor. Yalnızca sayı teorisinin olası istisnası dışında, matematiğin diğer tüm dalları, Macarların matematiksel fikirlerinden bir dereceye kadar etkilendi. Bilim adamları (W. Oswald'ın sınıflandırmasına göre) ya romantiklerdir (fikir üreteçleri) ya da klasiklerdir (fikirlerden sonuçlar çıkarabilir ve eksiksiz bir teori formüle edebilirler.) Her iki türe de atfedilebilir. Açıklık sağlamak için, ilgili oldukları matematiğin bölümlerini belirtirken, von Neumann'ın ana çalışmalarını sunuyoruz.
1. Küme Teorisi:
- "Küme kuramının aksiyomatikleri üzerine" (1923).
- “Teori üzerineHilbert'in kanıtı (1927).
2. Oyun teorisi:
- "Stratejik oyunlar teorisi üzerine" (1928).
- Temel çalışma "Ekonomik Davranış ve Oyun Teorisi" (1944).
3. Kuantum Mekaniği:
- "Kuantum Mekaniğinin Temelleri Üzerine" (1927).
- Monografi "Kuantum Mekaniğinin Matematiksel Temelleri" (1932).
4. Ergodik teori:
- "İşlevsel operatörlerin cebiri üzerine.." (1929).
- "Operatör halkalarında" (1936 - 1938) bir dizi eser.
5. Bir bilgisayar oluşturmanın uygulamalı görevleri:
- "Yüksek Dereceli Matrislerin Sayısal İnversiyonu" (1938).
- "Otomataların mantıksal ve genel teorisi" (1948).
- "Güvenilir olmayan unsurlardan güvenilir sistemlerin sentezi" (1952).
Başlangıçta John von Neumann, bir kişinin en sevdiği bilimle meşgul olma yeteneğini değerlendirdi. Ona göre, insanlara 26 yaşına kadar matematik yeteneklerini geliştirmeleri Allah'ın sağ eli ile verilmiştir. Bilim adamına göre temelde önemli olan erken başlangıçtır. O zaman "bilimler kraliçesi"nin taraftarları bir profesyonel gelişmişlik dönemine sahiptir.
Neumann'a göre onlarca yıllık uygulama sayesinde büyüyen yeterlilik, doğal yeteneklerdeki azalmayı telafi ediyor. Bununla birlikte, yıllar sonra bile, bilim adamının kendisi, önemli problemleri çözerken sınırsız hale gelen hem yetenek hem de şaşırtıcı performans ile ayırt edildi. Örneğin, kuantum teorisinin matematiksel olarak doğrulanması onun sadece iki yılını aldı. Ve çalışma derinliği açısından, tüm bilim camiasının onlarca yıllık çalışmasına eşdeğerdi.
Ohvon Neumann ilkeleri
Genç Neumann, çalışmaları hakkında saygıdeğer profesörlerin “aslanı pençelerinden tanırsınız” dediği araştırmasına genellikle nasıl başladı? Problemi çözmeye başlayarak önce bir aksiyom sistemi formüle etti.
Özel bir durum alın. Bilgisayar yapımının matematiksel felsefesini formüle etmesiyle ilgili olan von Neumann'ın ilkeleri nelerdir? Birincil rasyonel aksiyomatiklerinde. Bu mesajların parlak bilimsel sezgilerle dolu olduğu doğru değil mi!
Henüz bilgisayar yokken bir teorisyen tarafından yazılmış olmalarına rağmen sağlam ve objektifler:
1. Hesaplama makineleri, ikili biçimde temsil edilen sayılarla çalışmalıdır. İkincisi, yarı iletkenlerin özellikleriyle ilişkilidir.
2. Makine tarafından üretilen hesaplama süreci, yürütülebilir komutların resmileştirilmiş bir dizisi olan bir kontrol programı tarafından kontrol edilir.
3. Bir bilgisayarın belleği ikili bir işlev gerçekleştirir: hem verileri hem de programları depolamak. Ayrıca, hem bunlar hem de diğerleri ikili biçimde kodlanmıştır. Programlara erişim, verilere erişime benzer. Veri türüne göre aynıdırlar, ancak işlenme ve bellek hücresine erişim açısından farklılık gösterirler.
4. Bilgisayar bellek hücreleri adreslenebilir. Belirli bir adreste, hücrede saklanan verilere istediğiniz zaman erişebilirsiniz. Değişkenler programlamada bu şekilde çalışır.
5. Koşullu ifadeler kullanarak benzersiz bir komut yürütme sırası sağlama. Aynı zamanda, kayıtlarının doğal sırasına göre değil, belirtilen sıraya göre yürütülürler.atlama hedefleme programcısı.
Etkilenen fizikçiler
Neumann'ın bakış açısı, fiziksel fenomenlerin en geniş dünyasında matematiksel fikirler bulmasını sağladı. John von Neumann'ın ilkeleri, fizikçiler ile EDVAK bilgisayarının oluşturulması konusundaki yaratıcı ortak çalışmada oluşturuldu.
İçlerinden S. Ulam adında biri, John'un düşüncelerini anında kavradığını ve sonra onu beyninde matematik diline çevirdiğini hatırladı. Kendisi tarafından formüle edilen ifadeleri ve şemaları çözerek (bilim adamı neredeyse anında kafasında kaba hesaplar yaptı), böylece sorunun özünü anladı.
Ve yapılan tümdengelim çalışmasının son aşamasında Macar, vardığı sonuçları tekrar "fizik diline" dönüştürdü ve bu en güncel bilgiyi şaşkına dönmüş meslektaşlarına verdi.
Böyle bir tümdengelim, projenin geliştirilmesinde yer alan iş arkadaşları üzerinde güçlü bir izlenim bıraktı.
Bilgisayar işleminin analitik olarak doğrulanması
Von Neumann bilgisayarının çalışma ilkeleri, ayrı makine ve yazılım parçaları olarak kabul edildi. Programları değiştirirken, sistemin sınırsız işlevselliği sağlanır. Bilim adamı, gelecekteki sistemin ana işlevsel unsurlarını son derece rasyonel olarak analitik olarak belirlemeyi başardı. Bir kontrol unsuru olarak, geri bildirim aldı. Bilim adamı, gelecekte bilgi devriminin anahtarı haline gelen cihazın işlevsel birimlerine de isim verdi. Böylece, von Neumann'ın hayali bilgisayarı şunlardan oluşuyordu:
- makine belleği veya depolama aygıtı (bellek olarak kıs altılır);
- mantık-aritmetik birim (ALU);
- kontrol ünitesi (CU);
- G/Ç cihazları.
Başka bir yüzyılda bile, elde ettiği parlak mantığı bir içgörü, bir vahiy olarak algılayabiliriz. Ancak, gerçekten öyle miydi? Ne de olsa, yukarıda bahsedilen yapının tamamı özünde, adı Neumann olan insan biçimindeki benzersiz bir mantıksal makinenin çalışmasının meyvesi oldu.
Matematik onun ana aracı haline geldi. Muhteşem bir şekilde, ne yazık ki, geç klasik Umberto Eco böyle bir fenomen hakkında yazdı. “Deha her zaman tek bir element üzerinde oynar. Ama o kadar harika oynuyor ki diğer tüm unsurlar bu oyuna dahil!”
Bir bilgisayarın işlevsel şeması
Bu arada, bilim adamı bu bilim hakkındaki anlayışını "Matematikçi" makalesinde özetledi. Herhangi bir bilimin ilerlemesini, matematiksel yöntemin kapsamında olma yeteneğinde değerlendirdi. Yukarıdaki buluşun önemli bir parçası haline gelen onun matematiksel modellemesiydi. Genel olarak, klasik von Neumann mimarisi şemada gösterildiği gibi görünüyordu.
Bu şema şu şekilde çalışır: programların yanı sıra ilk veriler sisteme bir giriş aygıtı aracılığıyla girer. Gelecekte, aritmetik mantık biriminde (ALU) işlenirler. Komutları yürütür. Her biri ayrıntıları içerir: hangi hücrelerden veri alınması gerektiği, bunlar üzerinde hangi işlemlerin yapılması gerektiği, sonucun nereye kaydedileceği (ikincisidepolama aygıtı). Çıktı verileri, doğrudan bir çıktı aygıtı aracılığıyla da çıktılanabilir. Bu durumda (bellekte depolamanın aksine), insan algısına uyarlanırlar.
Devrenin yukarıdaki yapısal bloklarının genel yönetimi ve koordinasyonu kontrol ünitesi (CU) tarafından gerçekleştirilir. İçinde, kontrol işlevi, yürütüldükleri sıranın kesin bir kaydını tutan komut sayacına emanet edilmiştir.
Tarihi bir olay hakkında
Temel olmak gerekirse, bilgisayarların yaratılmasıyla ilgili çalışmaların hala kolektif olduğunu belirtmek önemlidir. Von Neumann bilgisayarları sipariş üzerine ve ABD Silahlı Kuvvetleri Balistik Laboratuvarı pahasına geliştirildi.
Bir grup bilim insanının yaptığı tüm çalışmaların sonucunda John Neumann'a atfedilen tarihi olay, tesadüfen doğdu. Gerçek şu ki, ilk sayfadaki (bilim camiasına incelenmek üzere gönderilen) mimarinin genel tanımı tek bir imza içeriyordu. Ve bu Neumann'ın imzasıydı. Böylece, çalışmanın sonuçlarını bildirme kuralları nedeniyle bilim adamları, tüm bu küresel çalışmanın yazarının ünlü Macar olduğu izlenimini edindiler.
Sonuç yerine
Adil olmak gerekirse, bugün bile büyük matematikçinin bilgisayarların gelişimi konusundaki fikirlerinin ölçeğinin zamanımızın medeniyet olanaklarını aştığını belirtmek gerekir. Özellikle, von Neumann'ın çalışması, bilgi sistemlerine kendilerini yeniden üretme yeteneği kazandırmayı önerdi. Ve son, bitmemiş çalışmasına bugün bile süper alakalı denildi:"Bilgisayar ve beyin".
