Biografie
John von Neumann se narodil jako János von Neumann. V dětství mu říkali Jancsi, což byla zdrobnělina jména János, později mu ve Spojených státech říkali Johnny. Jeho otec Max Neumann byl špičkový bankéř a vyrůstal v rozvětvené rodině, žil v Budapešti, kde se jako dítě učil jazyky od zaměstnaných německých a francouzských guvernantek. Ačkoli rodina byla židovská, Max Neumann nedodržoval přísné praktiky tohoto náboženství a v domácnosti se zřejmě mísily židovské a křesťanské tradice.
Za vysvětlení stojí i to, jak syn Maxe Neumanna získal přídomek „von“, aby se stal Jánosem von Neumannem. Max Neumann mohl požádat o dědičný titul kvůli svému přínosu pro tehdy úspěšné maďarské hospodářství a v roce 1913 zaplatil poplatek za získání titulu, ale jméno si nezměnil. Jeho syn však používal německý tvar von Neumann, kde „von“ označovalo titul.
Jako dítě von Neumann prokázal, že má neuvěřitelnou paměť. Poundstone v , píše:-
V šesti letech si dokázal s otcem vyměňovat vtipy v klasické řečtině. Neumannova rodina občas bavila hosty ukázkami Johnnyho schopnosti zapamatovat si telefonní seznamy. Host si náhodně vybral stránku a sloupec telefonního seznamu. Mladý Johnny si sloupec několikrát přečetl a pak mu ho vrátil. Dokázal odpovědět na jakoukoli otázku, která mu byla položena (kdo má číslo takové a takové?), nebo odříkat jména, adresy a čísla v pořadí.
V roce 1911 nastoupil von Neumann na luteránské gymnázium. Škola měla silnou akademickou tradici, která se zdála být důležitější než náboženská příslušnost jak v Neumannových očích, tak v očích školy. Jeho učitel matematiky rychle rozpoznal von Neumannovu genialitu a byla pro něj zavedena zvláštní výuka. Škola měla o rok dříve než von Neumann jiného vynikajícího matematika, a to Eugena Wignera.
První světová válka měla na von Neumannovo vzdělání poměrně malý vliv, ale po skončení války ovládl Maďarsko v roce 1919 na pět měsíců Béla Kun s komunistickou vládou. Neumannova rodina uprchla do Rakouska, protože na zámožnou rodinu byl veden útok. Po měsíci se však vrátili, aby čelili problémům Budapešti. Když Kunova vláda selhala, byla vina svalena na židovské obyvatelstvo kvůli tomu, že byla z velké části složena ze Židů. Takové situace postrádají logiku a skutečnost, že Neumannovi byli proti Kunově vládě, je před pronásledováním neuchránila.
V roce 1921 von Neumann dokončil vzdělání na luteránském gymnáziu. Jeho první matematická práce, kterou napsal společně s asistentem budapešťské univerzity Feketem, jenž ho doučoval, byla publikována v roce 1922. Max Neumann však nechtěl, aby se jeho syn věnoval oboru, který by mu nepřinesl bohatství. Max Neumann požádal Theodora von Kármána, aby se synem promluvil a přesvědčil ho, aby se vydal na dráhu podnikatele. Možná, že von Kármán nebyl tou správnou osobou, kterou by měl požádat, aby se takového úkolu ujala, ale nakonec se všichni shodli na kompromisním předmětu chemie pro von Neumannova univerzitní studia.
Maďarsko nebylo pro osoby židovského původu z mnoha důvodů snadnou zemí a existoval přísný limit počtu židovských studentů, kteří mohli nastoupit na budapešťskou univerzitu. Samozřejmě i přes přísné kvóty von Neumann díky svým výsledkům snadno získal v roce 1921 místo ke studiu matematiky, ale na přednášky nechodil. Místo toho nastoupil v roce 1921 také na Berlínskou univerzitu ke studiu chemie.
Von Neumann studoval chemii na Berlínské univerzitě až do roku 1923, kdy odešel do Curychu. Na univerzitě v Budapešti dosáhl vynikajících výsledků při zkouškách z matematiky, přestože nenavštěvoval žádné kurzy. V roce 1926 získal von Neumann diplom z chemického inženýrství na Technische Hochschule v Curychu. Během pobytu v Curychu se i přes studium chemie nadále zajímal o matematiku a stýkal se s Weylem a Pólyou, kteří v Curychu působili. Dokonce převzal jeden z Weylových kurzů, když byl v Curychu nějakou dobu nepřítomen. Pólya řekl :-
Johnny byl jediný student, kterého jsem se kdy bál. Pokud jsem v průběhu přednášky uvedl nějaký nevyřešený problém, byla šance, že za mnou přijde hned po skončení přednášky s kompletním řešením v několika čmáranicích na papírku.
Von Neumann získal doktorát z matematiky na univerzitě v Budapešti, rovněž v roce 1926, s prací o teorii množin. Ve svých 20 letech publikoval definici ordinálních čísel, tato definice se používá dodnes.
Von Neumann přednášel v letech 1926-1929 v Berlíně a v letech 1929-1930 v Hamburku. Zároveň však získal Rockefellerovo stipendium, které mu umožnilo postdoktorské studium na univerzitě v Göttingenu. V letech 1926-27 studoval v Göttingenu u Hilberta. V té době již von Neumann získal status celebrity :-
V polovině dvacátých let se von Neumannova sláva v matematické komunitě rozšířila po celém světě. Na akademických konferencích na něj bylo poukazováno jako na mladého génia.
Veblen pozval von Neumanna v roce 1929 do Princetonu, aby zde přednášel o kvantové teorii. Na Veblenovu odpověď, že přijede, až si vyřídí některé osobní záležitosti, von Neumann odjel do Budapešti, kde se oženil se svou snoubenkou Mariettou Kovesiovou a poté se vydal do Spojených států. V roce 1930 se von Neumann stal hostujícím lektorem na Princetonské univerzitě a v roce 1931 tam byl jmenován profesorem.
V letech 1930 až 1933 von Neumann na Princetonu vyučoval, ale to nepatřilo k jeho silným stránkám :-
Jeho plynulá myšlenková linie byla pro méně nadané obtížně sledovatelná. Byl pověstný tím, že rovnice črtal na malou část dostupné tabule a výrazy mazal dříve, než je studenti stihli opsat.
Naproti tomu však měl schopnost vysvětlit složité myšlenky ve fyzice :-
Na člověka, kterému složitá matematika nepředstavovala žádný problém, dokázal své závěry vysvětlit nezasvěceným s úžasnou srozumitelností. Po rozhovoru s ním člověk vždy odcházel s pocitem, že problém je skutečně jednoduchý a průzračný.
V roce 1933 se stal jedním z původních šesti profesorů matematiky (J. W. Alexander, A. Einstein, M. Morse, O. Veblen, J. von Neumann a H. Weyl) na nově založeném Institutu pro pokročilá studia v Princetonu a tuto pozici si udržel až do konce života.
V prvních letech svého působení ve Spojených státech se von Neumann v létě stále vracel do Evropy. Do roku 1933 ještě zastával akademické funkce v Německu, ale po nástupu nacistů k moci se jich vzdal. Na rozdíl od mnoha jiných nebyl von Neumann politickým uprchlíkem, ale odešel do Spojených států hlavně proto, že se domníval, že vyhlídky na akademické pozice jsou tam lepší než v Německu.
V roce 1933 se von Neumann stal spoluredaktorem časopisu Annals of Mathematics a o dva roky později se stal spoluredaktorem časopisu Compositio Mathematica. Obě tyto redakce zastával až do své smrti.
Von Neumann a Marietta měli v roce 1935 dceru Marinu, ale jejich manželství skončilo v roce 1937 rozvodem. Následujícího roku se oženil s Klárou Dánovou, rovněž z Budapešti, s níž se seznámil při jedné ze svých evropských návštěv. Po svatbě odpluli do Spojených států a usadili se v Princetonu. Tam žil von Neumann na špičkového matematika poněkud neobvyklým způsobem života. Vždycky měl rád večírky :-
Večírky a noční život měly pro von Neumanna zvláštní přitažlivost. V době, kdy von Neumann učil v Německu, byl denisénem berlínského nočního života z dob kabaretů.
Teď, když se oženil s Klárou, večírky pokračovaly :-
Večírky u von Neumannů byly časté, slavné a dlouhé.
Ulam shrnuje von Neumannovu práci v . Píše:-
V mládí se zabýval nejen matematickou logikou a axiomatikou teorie množin, ale současně i samotnou podstatou teorie množin, přičemž získal zajímavé výsledky v teorii míry a teorii reálných proměnných. V tomto období také zahájil své klasické práce o kvantové teorii, matematické základy teorie měření v kvantové teorii a nové statistické mechanice.
Jeho text Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik Ⓣ (1932) vybudoval pevný rámec nové kvantové mechaniky. Van Hove píše :-
Kvantová mechanika měla skutečně velké štěstí, že hned v prvních letech po svém objevu v roce 1925 přitáhla zájem matematického génia von Neumannova formátu. Výsledkem bylo, že matematický rámec teorie byl vyvinut a formální aspekty jejích zcela nových interpretačních pravidel byly analyzovány jediným člověkem během dvou let (1927-1929).
Samostatné algebry vázaných lineárních operátorů na Hilbertově prostoru, uzavřené ve slabé operátorové topologii, zavedl von Neumann v roce 1929 v článku v Mathematische Annalen . Kadison vysvětluje v :-
Jeho zájem o ergodickou teorii, grupová zobrazení a kvantovou mechaniku významně přispěl k tomu, že si von Neumann uvědomil, že teorie operátorových algeber je další důležitou etapou ve vývoji této oblasti matematiky.
Takové operátorové algebry von Neumann nazval „prstence operátorů“ a později je někteří další matematici nazvali W∗W^{*}W∗-algebry. J Dixmier je v roce 1957 ve své monografii Algebras of operators in Hilbert space (von Neumann algebras) nazval „von Neumannovy algebry“. Ve druhé polovině 30. let a na počátku 40. let von Neumann ve spolupráci se svým spolupracovníkem F. J. Murrayem položil základy studia von Neumannových algeber v zásadní sérii prací.
Však von Neumann proslul širokou škálou různých vědeckých studií. Ulam vysvětluje, jak ho přivedl k teorii her:-
Von Neumannovo povědomí o výsledcích dosažených jinými matematiky a o inherentních možnostech, které nabízejí, je ohromující. Na počátku jeho práce ho Borelův článek o vlastnosti minimaxu přivedl k rozvíjení … myšlenek, které později vyústily v jeden z jeho nejoriginálnějších výtvorů, teorii her.
V teorii her von Neumann dokázal větu o minimaxu. Své práce v teorii her postupně rozšiřoval a se spoluautorem Oskarem Morgensternem napsal klasický text Teorie her a ekonomického chování (1944).
Ulam pokračuje v :-
Koopmanova myšlenka o možnostech ošetření problémů klasické mechaniky pomocí operátorů na prostoru funkcí ho podnítila k prvnímu matematicky rigoróznímu důkazu ergodické věty. Haarova konstrukce míry v grupách se stala inspirací pro jeho úžasné částečné řešení Hilbertova pátého problému, v němž dokázal možnost zavedení analytických parametrů v kompaktních grupách.
V roce 1938 udělila Americká matematická společnost Bôcherovu cenu Johnu von Neumannovi za jeho memoár Téměř periodické funkce a grupy. Ta byla publikována ve dvou částech v Transactions of the American Mathematical Society, první část v roce 1934 a druhá část v následujícím roce. Přibližně v této době se von Neumann začal věnovat aplikované matematice :-
V polovině 30. let byl Johnny fascinován problémem hydrodynamické turbulence. Tehdy si uvědomil záhady, které se skrývají v předmětu nelineárních parciálních diferenciálních rovnic. Jeho práce z počátku druhé světové války se týká studia rovnic hydrodynamiky a teorie rázů. Jevy popisované těmito nelineárními rovnicemi jsou analyticky matoucí a vzpírají se i kvalitativnímu poznání současnými metodami. Numerická práce se mu zdála být nejslibnějším způsobem, jak získat představu o chování těchto systémů. To ho podnítilo ke studiu nových možností výpočtů na elektronických strojích…
Von Neumann byl jedním z průkopníků informatiky, který významně přispěl k rozvoji logického návrhu. Shannon píše v :-
Von Neumann strávil značnou část posledních let svého života prací na . Ta pro něj představovala syntézu jeho raného zájmu o logiku a teorii důkazů a jeho pozdější práce během druhé světové války a po ní na velkých elektronických počítačích. Teorie automatů, která zahrnovala směs čisté a aplikované matematiky i jiných věd, byla ideálním oborem pro von Neumannův široký intelekt. Přinesl do ní mnoho nových poznatků a otevřel nejméně dva nové směry výzkumu.
Pokročil v teorii celulárních automatů, prosazoval přijetí bitu jako míry počítačové paměti a řešil problémy při získávání spolehlivých odpovědí z nespolehlivých počítačových komponent.
Během druhé světové války a po ní von Neumann působil jako konzultant ozbrojených sil. Mezi jeho cenné příspěvky patřil návrh implozní metody pro přivedení jaderného paliva k výbuchu a jeho účast na vývoji vodíkové bomby. Od roku 1940 byl členem vědeckého poradního výboru Balistických výzkumných laboratoří v Aberdeen Proving Ground v Marylandu. V letech 1941 až 1955 byl členem námořního úřadu pro výzbroj a výstroj a v letech 1943 až 1955 konzultantem vědecké laboratoře v Los Alamos. V letech 1950 až 1955 byl členem Armed Forces Special Weapons Project ve Washingtonu, D.C. V roce 1955 ho prezident Eisenhower jmenoval členem Komise pro atomovou energii a v roce 1956 obdržel její Cenu Enrica Fermiho, i když věděl, že je nevyléčitelně nemocný rakovinou.
Eugene Wigner o von Neumannově smrti napsal :-
Když si von Neumann uvědomil, že je nevyléčitelně nemocný, jeho logika ho donutila uvědomit si, že přestane existovat, a tudíž přestane mít myšlenky …. Bylo srdcervoucí sledovat frustraci jeho mysli, když se vytratila veškerá naděje, v jejím boji s osudem, který se mu zdál nevyhnutelný, ale nepřijatelný.
Ve von Neumannově smrti je popsán těmito slovy:-
… jeho mysl, amulet, na který se vždy mohl spolehnout, se stávala méně spolehlivou. Pak přišlo úplné psychické zhroucení; panika, výkřiky nekontrolovatelné hrůzy každou noc. Jeho přítel Edward Teller řekl: „Myslím, že von Neumann trpěl, když jeho mysl přestala fungovat, víc, než jsem kdy viděl trpět jakoukoli lidskou bytost.“
Von Neumannův pocit nezranitelnosti nebo prostě touha žít bojovala s nezměnitelnými fakty. Zdálo se, že má až do poslední chvíle velký strach ze smrti… Žádné úspěchy a žádný vliv ho nyní nemohly zachránit, jako tomu bylo vždy v minulosti. Johnny von Neumann, který uměl tak naplno žít, neuměl ani zemřít.
Bylo by téměř nemožné podat byť jen představu o škále poct, kterých se von Neumannovi dostalo. V roce 1937 se stal lektorem kolokvia Americké matematické společnosti a obdržel její výše zmíněnou Bôcherovu cenu. V roce 1947 získal Gibbsovu přednášku Americké matematické společnosti a v letech 1951-53 byl jejím předsedou.
Byl zvolen do mnoha akademií včetně Academia Nacional de Ciencias Exactas (Lima, Peru), Academia Nazionale dei Lincei (Řím, Itálie), American Academy of Arts and Sciences (USA), American Philosophical Society (USA), Instituto Lombardo di Scienze e Lettere (Milán, Itálie), National Academy of Sciences (USA) a Royal Netherlands Academy of Sciences and Letters (Amsterdam, Nizozemsko).
Von Neumann obdržel dvě prezidentská ocenění, Medaili za zásluhy v roce 1947 a Medaili svobody v roce 1956. Rovněž v roce 1956 obdržel Pamětní cenu Alberta Einsteina a výše zmíněnou Cenu Enrica Fermiho.
Peierls píše :-
Byl protikladem „dlouhovlasého“ dona matematiky. Vždy dobře upravený, měl stejně živé názory na mezinárodní politiku a praktické záležitosti jako na matematické problémy.
.