Камень, ножницы, теорема. Фон Нейман. Теория игр

В декабре 1949 года в университете штата Иллинойс фон Нейман прочел лекцию Theory and Organization of Complicated Automata («Теория и организация клеточных автоматов»). Схема была следующей: если рассматривать мозг как вычислительную машину, то когда мы используем его для коммуникации с другим человеком, мы делаем это при помощи вторичного языка, который является продуктом первичного языка, хранящегося в нервной системе. Эти два языка изначально могут очень отличаться друг от друга.

Точность, эффективность и глубина математики заставляют предположить, что первичный язык нашей нервной системы должен быть к ней очень близок. То есть наш разум — по крайней мере изначально — имеет математическую природу. Фон Нейман изложил все эти результаты в рукописи, которую не успел закончить и которая была опубликована в незавершенном виде после его смерти под названием The Computer and the Brain («Компьютер и мозг»).

БИОНИКА

Развитие кибернетики привело к появлению бионики — науки, которая занимается симуляцией действий человека и животных.

В ней воплотились достижения биологии и электроники, позволившие исследовать принципы, по которым устроены живые существа. Сегодня бионику применяют в создании моделей молекул белка и нуклеиновых кислот.

Несмотря на большой технический прогресс в области бионики, пока выполнена лишь малая часть из намеченного в 1950-е годы. Можно даже сказать, что бионика стала провалом по сравнению с информатикой. Но это и неудивительно. Возьмем для примера хотя бы сетчатку глаза, выполняющую до 10 миллионов распознаваний в секунду,— для ее воссоздания требуется компьютер, обрабатывающий более миллиарда инструкций в секунду. Все биологическое аппаратное обеспечение, обрабатывающее изображение в сетчатке, весит около 20 миллиграмм, а весь мозг — примерно 1500. Для воссоздания их деятельности потребовалась бы машина размером с персональный компьютер, способный обрабатывать более 100 миллиардов инструкций в секунду. И это притом, что на сегодняшний день способности ПК могут сравняться лишь с мозгом маленьких аквариумных рыбок.

Бионическая рука.

ПОСЛЕДНИЕ ГОДЫ

Начиная с 1950-х годов фон Нейман консультировал множество государственных и частных компаний. Он был членом комитета по консультированию Национальной баллистической лаборатории в Мэриленде, артиллерийского отдела военноморского флота США в Вашингтоне, Лос-Аламосской лаборатории, директором проекта по разработке электронного компьютера Института перспективных исследований Принстона, проекта по особому оружию Вооруженных сил США и группы оценки систем в той же организации.

Начиная с 1952 года ученый стал членом Комиссии по атомной энергии США, а в 1955 году принес присягу как член этой комиссии по указу президента страны Дуайта Эйзенхауэра. Его способности работать и принимать решения в очень сложных условиях привели к тому, что фон Нейман посвящал много времени занятиям, далеким от чистой науки.

Финансовое положение ученого было довольно хорошим: только от Института перспективных исследований Принстона он получал 12500 долларов в год. Он жил со своей матерью, женой Кларой и дочерью Мариной в большом доме под номером 26 по Весткут-роад и часто устраивал светские рауты, на которых присутствовали разные знаменитости. Сам фон Нейман тоже был известным персонажем: средства массовой информации, в том числе радио и телевидение, часто просили его прокомментировать какую-либо тему, иногда даже вмешиваясь в его личную жизнь.

Летом 1955 года ученый начал жаловаться на сильные боли в левом плече. Поначалу он подумал, что причиной тому было его недавнее падение, но боль, которая должна была бы отступить через несколько дней, все не проходила. Фон Нейману пришлось сделать хирургическую операцию. Именно тогда ему был поставлен диагноз — рак кости. Позже выяснилось, что это был вторичный рак, вызванный раком простаты. Самой популярной версией причины болезни было то, что фон Нейман не предпринимал необходимых мер безопасности, предусмотренных протоколом, когда работал в радиоактивной среде. Многие намекали: он был немного самоуверенным и считал, что ничто не сможет ему навредить, даже облучение, которому он подвергался, как и большинство участников Манхэттенского проекта. Действительно, не один он заболел раком.

Не будем описывать, как чувствует себя человек, которому поставили диагноз «рак в последней стадии». Врачи давали ему полтора года жизни. В 1955 году болезнь поразила спинной мозг ученого, и ему пришлось пересесть в инвалидное кресло. Фон Нейману предоставили все необходимые условия для того, чтобы он продолжал консультационную деятельность и закончил некоторые свои проекты. Среди них были создание баллистической ракеты и более научная задача — разработка искусственного мозга, который смог бы постепенно, маленькими шагами, приблизиться к мозгу человека.

В последний раз фон Нейман появился на публике в феврале 1956 года — в Белом доме, когда президент Эйзенхауэр вручил ему медаль Свободы (Medal of Freedom). После этого он уже не выходил из дома. На конец марта того года была запланирована авторитетная конференция Силлмана в Йельском университете. Фон Нейман был приглашен выступить на ней й рассказать о своей работе по взаимодействию компьютера и мозга. Поскольку сам ученый не мог принять в ней участие, университет предложил, чтобы кто-то другой прочел текст выступления за него. Однако фон Нейману не удалось завершить эту последнюю задачу, и рукопись так и не была обнародована. В апреле 1956 года он был госпитализирован в больницу Уолтера Рида, из которой больше не вышел. Несмотря на плохое состояние здоровья, фон Нейман попросил оборудовать ему временный кабинет, где он мог бы продолжить работу.

Из-за сильных болей врачам пришлось давать ученому большие дозы морфина, что отразилось на его мыслительных способностях, и это постепенное ухудшение интеллекта было самым нестерпимым следствием для фон Неймана. Незадолго до смерти он удивил всех, обратившись к религии: до сих пор ученый был убежденным агностиком. Возможно, фон Нейман искал утешения, которого нигде больше не мог найти. Но все было бесполезно, поскольку, по свидетельству близких, на протяжении последнего года его дни и ночи были непрекращающейся адской мукой.

Джон фон Нейман умер в Вашингтоне 8 февраля 1957 года в возрасте 54 лет.

Вы будите меня среди ночи, чтобы сказать, что я прав?

Будите, если я ошибаюсь!

Джон фон Нейман

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ВЗГЛЯДЫ ФОН НЕЙМАНА

В математике можно провести разделение на чистую науку и прикладную. Сегодня в большинстве университетов они считаются разными дисциплинами, но так было не всегда. В начале XX века технический прогресс требовал от инженеров все большего использования математики и если не создания, то по крайней мере адаптации различных математических инструментов к их работе. С другой стороны, новые открытия, которые произвели революцию в физике (главным образом теория относительности и квантовая механика), породили математическую физику — самостоятельную дисциплину на границе чистой и прикладной математики. Хотя это не всегда признается, но обычно между чистыми и прикладными науками существует некоторая дистанция. В этом контексте термин «чистая» можно понимать в самом буквальном смысле. По мнению пуристов, теоретические исследования не должны зависеть от материальных потребностей окружающего мира. Случай фон Неймана действительно уникален, поскольку его гений проявился как в чистой теории, так и в создании математических инструментов и даже механических устройств для решения вполне конкретных задач. Ему были одинаково подвластны обе области. Ученый занимался такими задачами чистой математики, как аксиоматизация теории множеств и квантовая механика, а также получил прекрасные результаты в таких земных вопросах, как экономическая теория, баллистика и проектирование взрывателя атомной бомбы. Немногие ученые могли похвастаться подобной универсальностью, которой фон Нейман посвятил любопытные размышления в своей статье The Mathematician («Математик»). Она была опубликована в полном собрании его сочинений, и в ней говорится о двойственной природе математической науки, по отношению к которой фон Нейман в конце концов занимает четкую позицию.