John von Neumann - architekt počítačového věku

Práce Johna von Neumanna v oboru matematiky, při vynalézání atomové bomby a počítače je symbolem intelektální brilantnosti i lidského barbarství, které charakterizují naši dobu, napsal v pátek 24. prosince deník Financial Times.

Za začerněným oknem britského vlaku uprostřed druhé světové války, v zimě a v nepohodě seděli dva muži nad kuem papíru a zuřivě psali. Jeden z nich, mírně obtloustlý a s jemnou aureolou cizince, dělal na papír většinu poznámek. Jeho společník, mladý Angličan k tomu dělal připomínky. Byl duben 1943. Na hrubém oficiálním vládním papíře psal John von Neumann svůj první počítačový program.

Historický význam této události je omezený: program nebyl nikdy uveden do praxe. Nebyl ani napsán pro skutečný počítač - výraz "počítač" nikdo ještě ani nepoužívá.

Ale vlak v 6.44 z Bath do Londýna byl svědkem okamžiku, který je symbolický pro nejvýznamnější vývoj ve dvacátém století. Uprostřed války, která se vedla o přežití evropské civilizace, aplikoval jeden z nejinteligentnějších mozků století plnou silou matematickou teorii na hrubě praktický úkol: automatickou kalkulaci vzorce bombových výbuchů.

Po celý svůj život aplikoval von Neumann čistou teorii na naprosto praktické problémy. Symbolizoval také přesun intelektuální brilantnosti z Evropy do Ameriky. Von Neumann byl jedním z lidí, kteří pro příští generace budou symbolizovat intelektuální dědictví dvacátého století.

Von Neumannova práce v oboru matematické teorie, na vývoji atomové bomby, při vytváření počítače až ke strategii střel v období studené války a po ekonomii je významná sama o sobě. Zároveň také odráží atmosféru doby, energickou víru poloviny století, že lidský mozek dokáže zkrotit a zapřáhnout fyzický svět.

János Neumann se narodil v Budapešti v roce 1903. Jeho otec byl právník a bankéř. Rodina byla bohatá a tři její generace žily v jednom rodinném činžáku. Byli to sice židé, ale neměli silné náboženské přesvědčení: židovské svátky považovali, jak řekl Neumannův bratr, za "nenáboženskou příležitost k setkání příbuzných".

John a jeho dva bratři chodili v Budapešti do luteránského gymnázia, protože "to byla v nejlepší škola v tom městě". Všichni tři bratři chodili na francouzštinu a němčinu, ještě než jim bylo šest. Anglicky se naučil John později, takže i když mluvil anglicky plynně, vždycky si zachoval maďarský přízvuk.

Učil se lehce. Když mu bylo šest let, dokázal z hlavy dělit osmiciferná čísla. V dospělosti soutěžil s jedním raným počítačem v rychlosti kalulací a vyhrál. Po celý život měl dokonalou paměť: měl schopnost citovat celé pasáže textu poté, co si je jen jednou přečetl.

A četl hodně: jeho otec koupil ve výprodeji nějakého panství celou knihovnu a von Neumann ji celou přečetl, zejména se mu líbila čtyřiačtyřicetisvazková Všeobecná historie od německého historika Wilhelma Onckena. Po celý svůj život pak mohl vést erudované debaty s profesionálními historiky na témata tak rozdílná, jako bylo byzantské impérium či raná historie Latinské Ameriky.

To, že rád četl, mu občas působilo problémy. Měl cvičit na klavír a rodina se divila, že pořád hraje jen stupnice. Ukázalo se, že má na klavíru knihu a čte ji - že ignoruje skladby, které se má naučit a jen přitom automaticky hraje stupnice.

Na gymnáziu poznali velký von Neumannův matematický talent. Učitel matematiky navštívil jeho otce. Varoval ho, aby z Johna neučinili "zázračné dítě". Vysokoškolský učitel z budapešťské univerzity připravil Johnu von Neumannovi individuální kurs matematiky a spolu s ním publikoval John ve věku 17 let svůj první vědecký článek.

První světová válka nijak nenarušila idylický život von Neumannovy rodiny, ale když se po ukončení války Rakousko-Uhersko rozpadlo, v Maďarsku krátkodobě vznikla komunistická republika rad. Von Neumannovi odjeli ze země a vrátili se až po pádu republiky. Johnovi to vštípilo dlouholetou nedůvěru vůči komunismu.

Bylo jasné, že pokud chce dělat John matematickou kariéru, bude muset natrvalo opustit Maďarsko. Domovem pokročilé matematiky bylo Německo, zejména Berlín a starobylá univerzita v Goettingen, kde působil známy David Hilbert. John tedy začal, na otcovo přání, aby získal praktické vzdělání, studovat v Curychu chemické inženýrství. Na budapešťské univerzitě získal doktorát z matematiky a pak se přestěhoval do Berlína, odkud často jezdil do Goettingen.

Ústředním matematickým projektem tohoto období byl pokus zrekonstruovat celý obor na stoprocentně logickém a dokazatelném základě. Cílem bylo dokázat, že každý matematický teorem tvořit součást jediné, souvislé struktury neotřesitelné, racionální logiky, založené na několika zjevných axiomech. Tento "formalistický" projekt, který nejlépe shrnul David Hilbert svým seznamem nevyřešených problémů z roku 1900, musel selhat: v roce 1931 dokázal Kurt Goedel, že každý matematický systém, který je natolik složitý, aby byl zajímavý, musí vždycky obsahovat neřešitelné paradoxy.

Avšak metodologický přístup zůstal neobyčejně vlivný. Von Neumann se několikrát sám pokusil pokračovat v Hilbertově programu, a Alan Turing, britský matematiky, vyřešil v roce 1936 jednu z nejdůležitějších Hilbertových otázek, Entscheidungsproblem, vědeckým článkem, který se stal teoretickým základem počítačové vědy.

Formalistický přístup, s důrazem na rigorózní argumentaci, vycházející od základních pravd, se stal ve fyzice a ve společenských vědách základní metodou. Neumann aplikoval tento přístup na základy teorie množin. V roce 1927 pak zformalizoval kvantovou mechaniku, teorii o struktuře atomů a molekul, umístil ji na rigorózně matematickou základnu a mimo jiné poskytl i vysvětlení, jak mohou koexistovat konkurující teorie o "vlnění" a o "částicích".

V roce 1928 také začal pracovat na "teorii hry" což byl obor matematiky, který von Neumann v podstatě vynalezl a posléze (s ekonomem Oskarem Morgensternem) ji aplikoval na ekonomii. Je podstatou obchodování s derivativy a tzv. "rizikové technologie".

Dvacátá léta a začátek třicátých let dvacátého století byla obdobím, kdy vyspělý vědecký teoretický výzkum dosáhl v Evropě vrcholu. Stoupalo politické napětí antisemitismus vedl k tomu, že středoevropští židovští univerzitní pracovníci odcházeli do zahraničí a Spojené státy začaly stále více využívat své ekonomické moci k vytvoření své intelektuální a kulturní převahy. Symbolem bylo v roce 1930 založení Ústavu pro vyspělá studia v Princetonu - jeho zakladatelem byl Albert Einstein. Von Neuman se stal členem tohoto ústavu v roce 1933. Do konce třicátých let byl světovým centrem matematiky a teoretické fyziky Princeton, nikoliv už Goettingen.

Von Neumannovi bylo teprve něco nad třicet, nedávno se oženil a v oboru měl vynikající pověst. "Matematikové dokazují, co se jim dokázat podaří; von Neumann dokazuje, co chce" - zněl dobový vtip.

Von Neumann brzo pohodlně ztloustl. Byl ale netypickým akademikem: všebecně mu lidé říkali Johnny, byl velmi družný, rád vyprávěl sprosté vtipy, měl pověst, že okukuje pěkné ženské a že jezdí s automobilem jako blázen. Jeho pohodlný dům v Princetonu se stal součástí tvrdě pijácké akademické společenské scény. Jeho první manželství se rozpadlo a znovu se oženil v roce 1938.

Pracoval ustavičně, v roce 1937 vydal další článek o ekonomii, kteerý se stal v mnoha ohledech základem moderní teorie růstu. Když začala válka, byl využíván pro řešení matematických problémů moderních zbraní. Pracoval pak v Manhattan Projektu na výrobě atomové zbraně. Jeho "čočka pro implozi" byla použita jako rozbuška pro druhou bombu, Fat Boy, která zničila v roce 1945 Nagasaki.

Seznámil se v tajných vojenských institucích s konstruktéry ENIACU, rychlého elektronického počítacího stroje. Vyvolalo to jeho zájem o počítače. Stal se čelným tvůrcem koncepce raných počítačů.

Po druhé světové válce pracoval von Neumann jako poradce pro celou řadu podniků, ale stále více ho přitahovalo vojenství. Vážně doporučoval vývoj vodíkové bomby a charakterizoval se jako "extrémní antikomunista a jako daleko militarističtější člověk než mnozí". Po jeho smrti svědčil reportér časopisu Life, že von Neumann v roce 1950 řekl: "Když říkáte, budeme bombardovat Rusy zítra, proč je nebombardujeme dneska? Když říkáte dneska v pět, proč ne už dneska v jednu?"

I když se často píše, že von Neuman byl pro zahájení "preventivní války" proti Sovětskému svazu, byly to pravděpodobně jen charakteristické - i když poněkud nevkusné - řeči, jimiž zdůrazňoval svou příslušnost k jestřábům.

Není však pochyb, že von Neumann podproval vytvoření silného amerického jaderného arzenálu. Byl předsedou odborného výboru, který přesvědčil prezidenta Eisenhowera, aby zahájil závod v oblasti řízených střel, a byl členem Komise pro atomovou energii, která byla odpovědná za jaderné zbraně, jimiž měly být rakety vybaveny.

Von Neuman nebyl tupá militarista. Byl přesvědčen, že jediným způsobem, jak se vyhnout ničivému konfliktu, je vytvoření celosvětové vlády, ale vzhledem k tomu, že neviděl možnost, jak toho dosáhnout, byl rozhodnut hájit svou adoptovanou zemi co největším množstvím zbraní.

Z širšího hlediska představovalo jeho myšlení charakteristickou víru dvacátého století, že síla intelektu dokáže proměňovat hmotný svět. V pozdějších letech zkoumal teorii seberozmnožovacích automatů a také se zajímal o to, jak předpovídat a nakonec i řídit počasí. I když si brzo uvědomil, že emise kysličníku uhličitého způsobují globální oteplování, zároveň byl přesvědčen, že by mnohli vědci začernit led a sníh na pólech a změnit tím systém počasí na Zemi. Obával se, že by se to mohlo stát zbraní a mohlo by to hrozit zkázou ve velkém měřítku podobně jako jaderná válka.

Když byl nejvlivnější, v roce 1955, onemocněl rakovinou. Jeho přítel, fytik Eugene Wigner, později napsal: "Když si von Neumann uvědomil, že je nevyléčitelně nemocen, jeho logika ho donutila uvědomit si, že přestane existovat a přestane mít myšlenky ... Bylo srdceryvné být svědkem frustrace jeho mysli při osudu, který viděl jako nevyhnutelný, ale nepřijatelný." Zemřel v roce 1957.

O čtyři desetiletí později, kdy jsme obklopeni vědou a technikou, jíž stál von Neumann u kolébky, zústává jeho charakter stále ještě hádankou, přestože to byl velmi přístupný člověk, který napsal mnoho vědeckých článků a mnoho dopisů. Byl pravděpodobně ovlivněn tradičním - a pochopitelným - středoevropským pesimismem. Nebyl to génius - rozervanec, v mnoha ohledech byl von Neumann normální člověk, který se věnoval s obrovskou energií a mentální jasností zásadním otázkám své doby. Samozřejmě to muselo být doprovázeno chybami, přeháněním a špatnými soudy. Ale v tom byl charakteristickým představitelem dvacátého století stejně jako svými vědeckými objevy i vojenským poradenstvím.

Paměti Nicholase Vonneumana, pod názvem John von Neumann As Seen by His Brother jsou na prodej v soukromém vydání za dvacet dolarů, adresa, Nicholas A. Vonneuman, 1396 Lindsay Lane Meadowbrook, Penmnsylvania, 19046 USA.