Доктор Стрейнджлав: как Джон фон Нейман создал бомбу «Толстяк» и архитектуру современных компьютеров

Прототипом киногероя доктора Стрейнджлава стал венгеро-американский физик и математик Джон фон Нейман. Ученый действительно перестал бояться и полюбил атомную бомбу: именно он разработал «Толстяка», в результате взрыва которого погибло около 80 тысяч человек. Но не все изобретения фон Неймана были такими разрушительными.

«Величайший Янчи страны»: детство и образование Джона фон Неймана

Янош Лайош Нейман — а именно такое имя будущий ученый получил при рождении — появился на свет в 1903 году в Будапеште. Его отец, Макс Нейман, был известным банкиром. За заслуги перед страной его удостоили дворянского титула. Так у Яноша в имени появилась немецкая приставка «фон». Мать, Маргарет Канн, была дочерью успешного коммерсанта, который торговал сельскохозяйственным оборудованием.

Янош был невероятно одаренным ребенком. В возрасте шести лет он делил в уме два восьмизначных числа и свободно говорил на древнегреческом. Макс Нейман настоял, чтобы сын с юных лет изучал английский, французский, немецкий, итальянский, латынь и другие языки. К восьми годам мальчик также делал значительные успехи в математическом анализе.

В 1911 году Янош получил приглашение в гимназию Фашори, где его обучал математик Ласло Рац. Очень скоро Рац заметил, что Нейман ушел намного дальше своих одноклассников. Тогда преподаватель познакомил мальчика с закрытым клубом будапештских ученых. Один из них, Липот Фейер, назвал его «величайшим Янчи страны».

Янош страстно хотел был математиком. А вот Макс Нейман видел в сыне финансиста. Прийти к компромиссу они смогли не сразу. Янош поступил на химический факультет Федеральной высшей технической школы в Цюрихе и — параллельно — на математический Будапештского университета.

С 1926 года Нейман читал лекции в Берлинском университете. Там он был самым молодым приват-доцентом. С 1929 года Янош начал преподавать в Гамбургском университете. Уже через год ученого пригласили на должность преподавателя в Принстонский университет. Он был его профессором до самой смерти.

Участие в Манхэттенском проекте

После переезда в США Янош изменил свое имя на английский манер. Так он стал Джоном, хотя и сохранил приставку «фон». В те же годы в Германии к власти пришел Адольф Гитлер, и ученый перевез в Америку практически всю семью. Он старался повлиять на политиков, отправляя им многочисленные письма о необходимости открыть второй фронт против Германии.

Во время Второй мировой войны он сотрудничал с Вооруженными силами США как эксперт по баллистике. Джон фон Нейман даже пытался попасть в армию, однако по результатам теста проявил излишнюю мягкость, и его не взяли. Вскоре Роберт Оппенгеймер пригласил Неймана присоединиться к Манхэттенскому проекту.

Именно фон Нейман придумал, как «максимизировать» удар атомной бомбы. Он разработал специальные линзы, которые одновременно сжимали плутониевое ядро — это приводило к его взрыву. Так была создана бомба «Толстяк». В 1945 году США сбросили ее на Нагасаки.

В рамках Манхэттенского проекта ученый также проводил оценку местностей: с какой высоты должна упасть бомба, чтобы взрывная волна оказалась как можно больше. Джон фон Нейман даже рассчитывал число жертв! Для измерения мощности взрыва он впервые использовал термин «килотонна».

Архитектура фон Неймана

Во время Второй мировой войны физик впервые познакомился с вычислительной машиной ENIAC, которая использовалась для сложных расчетов. После фон Нейман участвовал в разработке EDVAC и впервые описал устройство с единой памятью для программ и данных. Эту модель унаследовали большинство современных процессоров.

Джон фон Нейман также внес вклад в численные методы. Он изобрел алгоритм сортировки слиянием, который делит массив на две части и сортируют каждую из них, чтобы потом снова объединить. С 1945 по 1951 годы ученый также руководил проектом по созданию IAS-машины в Принстонском университете. Компьютер планировалось использовать для ускорения расчетов по термоядерному оружию.

Последние годы жизни Джона фон Неймана

В 1954 году математик ушиб плечо после падения. Однако боль не проходила и, наоборот, становилась только сильнее. Вскоре у фон Неймана обнаружили рак, который дал метастазы в кости.

Несмотря на то, что ученый был агностиком, лежа в госпитале он просил о регулярных встречах с католическим священником. В 1957 году Джон фон Нейман умер в тяжелых мучениях. Ему было 53 года.