جان فون نویمان

بازدیدها: ۱۷۱

جان فون نویمان (John Von Neumann)، دانشمندی که از انیشتین هم باهوش‌تر بود. دانشمند نابغه‌ای که اولین رایانه‌ها را طراحی و نظریه بازی‌ها را ابداع کرد، با حل مشکلات کلیدی بمب اتمی، امکان ساخت این سلاح مرگبار را فراهم کرد. درباره رویدادهای برجسته صد سال گذشته کمی بیندیشید، رویدادهایی که دنیای امروز ما را شکل داده‌اند. اختراع رایانه، کشف نظریه کوانتومی، ظهور سلاح‌های هسته‌ای و جنگ سرد، برخی از این رویدادها هستند. تمامی این وقایع، سیر حرکت تاریخ بشر را دستخوش تغییرات شگرف کرده‌اند، و جالب آنکه در پس همه آنها، نام یک نفر به چشم می‌خورد: جان فون نویمان، ریاضیدانی با ذهنی چنان توانمند که حتی برخی از همکاران وی که برنده جایزه نوبل شده بودند، با خود می‌گفتند که شاید او موجودی فضایی در جامه مبدل است! کوتاه سخن آنکه فون نویمان، حوزه‌های کلیدی دانش و فناوری قرن بیستم را زیر و رو کرد.
او به دنیای ذرات زیر اتمی معنا بخشید و اصول طراحی رایانه‌ها را که امروزه نیز مورد استفاده‌اند، پی‌ریزی کرد. فون نویمان قواعد پیروزی در پیکارها را نیز کشف کرد، حال چه این پیکار در بازی با ورق باشد، چه در بازی‌های سیاسی ابر قدرت‌ها و افزون بر اینها، حل مشکلات کلیدی بمب‌های اتمی و هیدروژنی نیز به دست او صورت گرفت. نقش فون نویمان در جنگ سرد آنچنان حیاتی بود که زمانی که او روی تخت بیمارستان با مرگ دست و پنجه نرم می‌کرد، افراد ارتش آمریکا در کنار او به نگهبانی مشغول بودند، تا مبادا در مورد اسرار محرمانه کشوری حرفی از دهان او در برود. زندگی و فعالیت‌های فون نویمان بیش از هر دانشمند دیگری در قرن گذشته (حتی بیش از انیشتین) نشان می‌دهد که نبوغ حقیقی واقعا به چه شکل است. این مسأله، برخی پرسش‌های آزار دهنده را نیز به ذهن متبادر می‌کند، نظیر اینکه اصولا چنین نوابغی تا چه حد باید قدرت در اختیار داشته باشند.
جان فون نویمان، در ۲۸ دسامبر ۱۹۰۳ در خانواده‌ای ثروتمند و بانکدار در بوداپست مجارستان به دنیا آمد. وی از همان سنین کودکی نشانه‌های نبوغ خود را آشکار کرد. در شش سالگی او می‌توانست اعداد هشت رقمی را بطور ذهنی بر هم تقسیم کند، و از سن ۱۲ سالگی تحت تعلیم ریاضیدانان برجسته دانشگاه بوداپست قرار گرفت. او اولین مقاله تحقیقاتی خود را زمانی که ۱۷ سال بیشتر نداشته منتشر کرد.
سال بعد، او وارد دانشگاه شد. او به اصرار پدرش به تحصیل در رشته مهندسی شیمی مشغول شد، زیرا آن زمان وضعیت کاری این رشته نسبت به ریاضیات چشم انداز بهتری داشت. اما فون نویمان که درس‌ها را بسیار آسان یافته بود، به آموختن ریاضیات ادامه داد و با استفاده از اوقات فراغت خود، یک پایان نامه دکترا در این زمینه نوشت.
پی‌ریزی نظریه بازی‌ها
فون نویمان در حالی که تازه ۲۲ ساله شده بود، به آلمان رفت و به عنوان استادیار در دانشگاه برلین به تدریس پرداخت. او جوان‌ترین شخصی بوده که تا کنون چنین منصبی را از آن خود کرده است. در آنجا او تصمیم گرفت ریاضیات حاکم بر نظریه کوانتومی را کشف کند. این نظریه، قوانین دنیای زیر اتمی را بیان می‌کرد و فیزیکدانان به تازگی آن را کشف کرده بودند. بدون شک مشکلات فراوانی سر راه وجود داشت که باید برطرف می‌شدند و نظریه کوانتومی نیازمند ریاضیاتی بود که در آن،A ضربدر B همیشه برابر با B ضربدر A نمی‌شد. بسیاری از ریاضیدان برجسته در مورد درستی این نظریه نو ظهور شک داشتند، اما فون نویمان همگی آنان را در خصوص معنادار بودن نظریه کوانتومی متقاعد کرد. در حالی که فعالیت‌های ثمر بخش فون نویمان در این زمینه موجب شهرت وی در میان دانشمندان شده بود، انتشار مقاله‌ای از او در مورد موضوعی به ظاهر معمولی، آوازه او را به سراسر جهان برد. در سال ۱۹۲۸، فون نویمان مقاله‌ای با عنوان «درباره نظریه بازی‌های خانگی» منتشر کرد که در آن، نحوه یافتن بهترین ترفندهای ممکن در بازی‌هایی نظیر پوکر که برنده شدن یک نفر همواره معادل بازنده شدن طرف مقابل است شرح داده شده بود. این کشف فون نویمان که با عنوان «قضیه مینی ماکس» شناخته می‌شود، پایه‌های آنچه را که هم اکنون به «نظریه بازی‌ها» موسوم است، پی ریزی کرد. این نظریه شاخه‌ای از علم احتمالات است که از طریق آن، می‌توان نتیجه رویدادهای به ظاهر کتره (رندم) را با دقتی بی نظیر پیش بینی کرد. نظریه بازی‌ها، برخلاف نام آن، کاربردهایی بسیار فراتر از میزهای قمارخانه‌ها یافته است. چرا که بسیاری از شرایط حاکم بر زندگی واقعی را نیز می‌توان به «بازی» میان افرادی تشبیه کرد که نگران منافع خود هستند و اعتماد چندانی به رقبای خود ندارند. نتیجه تفکرات فون نویمان را امروزه تحلیلگران حوزه‌های مختلف، برای درک رفتار پدیده‌های گوناگون، از رفتار رقبای تجاری گرفته تا ابرقدرت‌هایی که در پی جنگ افروزی هستند، به کار می‌برند. در سن ۲۹ سالگی، فون نویمان دیگر، به عنوان دانشمندی نابغه در سراسر جهان شناخته شده و مورد احترام بود. در این زمان، دعوت نامه‌ای از آمریکا به دست او رسید که از او خواسته بودند با آلبرت انیشتین، استاد بنیانگذار مؤسسه مطالعات پیشرفته دانشگاه پرینستون که به تازگی تأسیس شده بود، همراه شود.
طرح مانهاتان
با آغاز جنگ جهانی دوم، توجه ارتش آمریکا به شدت به فون نویمان جلب شد. آنها او را برای این نیاز داشتند تا با قدرت ذهنی شگرفش، مسائل پیچیده ریاضی را حل کند. از میان این مسائل، هیچکدام به اندازه «طرح مانهاتان» دشوار و پیچیده نبود، طرحی که متفقین برای ساخت بمب اتمی جهان در نظر داشتند. دانشمندانی که روی این طرح کار می‌کردند، به دو طرح کاملا متفاوت برای ساخت بمب اتمی رسیده بودند. طرح اول ساختاری بی نهایت ساده داشت: تکه‌ای از یک ایزوتوپ ویژه U235 به تکه‌ای دیگر از همین ایزوتوپ کوبانده می‌شد و در نتیجه، توده‌ای ناپایدار از U235 بدست می‌آمد که به انفجاری شدید می‌انجامید. اما با اینکه طرح ابتدایی بمب ساده بود، تولید مقادیر کافی U235 برای ساخت یک بمب واقعی، کاری بسیار دشوار بود. این امر باعث شد تا گروه دانشمندان طرح مانهاتان، توجه خود را به سمت نوع دیگری از بمب اتمی معطوف کنند که با پلوتونیوم که تولید انبوه آن نسبتا ساده بود کار می‌کرد. مشکل بزرگ، این بار، نحوه جایگذاری پلوتونیوم به گونه‌ای بود که به شکل صحیح منفجر شود. زمانی که فون نویمان در سپتامبر ۱۹۴۳ به لاین طرح پیوست، دانشمندان روی یکی از جواب‌های محتمل کار می‌کردند. اندیشه آنها این بود که کره‌ای از پلوتونیوم به اندازه گریپ فروت را با مواد منفجره احاطه کنند، و این مواد منفجره طوری چیده شوند که پس از انفجار، یک موج تکانه‌ای را به سمت پایین (به طرف کره پلوتونیومی) بفرستند تا آن را بترکاند و یک واکنش زنجیره‌ای انفجاری به وقوع بپیوندند. سوال این بود که کدام «چینش دقیق» مواد منفجره باعث ایجاد موج تکانه‌ای مناسب خواهد شد؟ این پرسش، یک مسأله ریاضی بی نهایت دشوار بود که بهترین مغزهای طرح مانهاتان در یافتن پاسخ آن درمانده بودند. اما فون نویمان اندکی پس از پیوستن به طرح، پاسخ را یافت: چینش دقیق و حساس ۱۰۰ تکه از مواد منفجره مختلف، که نتیجه کارکرد دسته جمعی آنها، تولید موج تکانه‌ای مناسب بود. توان ذهنی صرف که فون نویمان برای حل مسأله بکار گرفته بود، همکاران برجسته وی را که بسیاری از آنها برندگان جوایز گذشته یا آینده نوبل بودند، به حیرت واداشت. اما هر گونه تردید در خصوص توان ذهنی شگرف فون نویمان، با انفجار موفقیت آمیز بمب پلوتونیومی در نخستین ساعات ۱۶ جولای ۱۹۴۵ در صحرای نیومکزیکو، از میان رفت.
بمب هیدروژنی
سلاحی ویرانگر به نام بمب هیدروژنی [بمب U235]؛ چند هفته بعد، در ششم آگوست بر هیروشیما فرو ریخته شد. سه روز پس از آن، در پی امتناع فرماندهان ارشد ژاپن از تسلیم شدن، یک بمب پلوتونیومی بر سر مردم ناکازاکی فرود آمد. همانند صحرای نیومکزیکو، طرح انفجاری فون نویمان دقیقا همانگونه که او پیش بینی کرده بود، عمل کرد. قدرت انفجاری این بمب، معادل ۲۲ هزار تن تی.ان.تی و دو برابر توان تخریبی بمبی بود که بر هیروشیما فرو ریخت. چهار روز بعد، در حالی که فرماندهان ژاپنی همچنان در برابر تسلیم شدن مقاومت می‌کردند، متفقین پرتاب بمب پلوتونیومی دیگر را طرح ریزی کردند. روز بعد، چهاردهم آگوست، امپراتور هیروهیتو به فرماندهان خود گفت که اجازه نمی‌دهد مردمش بیش از این رنج بکشند، و به این ترتیب ژاپن تسلیم شد. در این زمان، فون نویمان مدتی بود که کار روی سلاح دیگری را که قرار بود مسیر تاریخ را عوض کند، آغاز کرده بود. اما خوشبختانه این سلاح جدید، بمب هیدروژنی، هرگز در جنگ افروزی‌های سیاستمداران استفاده نشد. بمب هیدروژنی با بکارگیری انرژی بی نهایت زیادی که در فرآیند همجوشی ایزوتوپ‌های هیدروژن آزاد می‌شود. بمب اتمی را همچون یک ترقه اسباب بازی به کنار می‌نهاد. انرژی آزاد شده در انفجار بمب هیدروژنی، حداقل هزار برابر انرژی بمب‌هایی بود که بر سر مردم ژاپن فرو ریخته بودند.
رایانه الکترونیکی (ماشین فون نویمان)
این بار هم مسأله، یافتن طرحی بود که عملی باشد، و باز هم فون نویمان نقشی کلیدی را در یافتن آن بر عهده داشت. اما این بار ریاضیات مورد نیاز آنچنان دشوار و پیچیده بود که حتی فون نویمان نیز به تنهایی نمی‌توانست آن را حل کند، برای همین یکی از اختراعات کلیدی خودش را برای حل آن به کار گرفت: رایانه الکترونیکی. فون نویمان زمانی که در مؤسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون بود اولین رایانه الکترونیکی را طراحی کرده و ساخته بود. در سال ۱۹۵۰، او از این دستاورد خود برای حل مساله‌ای ریاضی استفاده کرد که در آن زمان قدرت‌های غربی با آن درگیر بودند و در سریعترین زمان ممکن جواب آن را می‌خواستند: آیا بمب هیدروژنی منفجر خواهد شد؟ ماشین فون نویمان جواب را یافت: «بله». دو سال بعد، پیشگویی‌های دستگاه اختراعی او درست از آب در آمد. در اولین انفجار گرما هسته‌ای آزمایشی جهانی، از جزیره کوچک الوجلب در اقیانوس آرام چیزی جز ذرات گرد و غبار باقی نماند. انجام این آزمایش، نشانه آغاز وحشتناک‌ترین دوران جنگ سرد بود، دورانی که یک کشور، قدرت آن را داشت تا در عرض تنها چند دقیقه، دشمنان خود را کاملا نابود کند. افزون بر این، انفجار اولین بمب هیدروژنی آغازگر دوران انتصاب فون نویمان به عنوان یکی از مشاوران کلیدی دولت ایالات متحده نیز بود، دورانی که نشان داد در ذهن قدرتمند و منحصر به فرد او، عقاید خطرناکی نیز پنهان شده‌اند.
روبات‌های تولید مثل کننده
فون نویمان متقاعد شده بود که سرعت و قدرت بی مانند یک جنگ هسته‌ای، تمامی تدابیر دفاعی موجود را ناکار آمد خواهد ساخت. آمریکا می‌توانست پش از آنکه رئیس جمهور حتی از رختخواب بیرون بیاید، با خاک یکسان شود. فون نویمان که یک ضد کمونیست دو آتشه بود، افزون بر این، می‌دانست که پرسش این نیست که آیا شوروی یک تهاجم گرما هسته‌ای را آغاز خواهد کرد یا نه، بلکه پرسش در مورد زمان چنین حمله‌ای است. همانند همیشه، فون نویمان پاسخ را نیز در ذهن داشت: یک حمله هسته‌ای بازدارانه علیه قرمزها. اندیشه «جنگ بازدارانه» فون نویمان که تصویری شبیه آخرالزمان را در برابر چشم ترسیم می‌کرد، مقامات بلند پایه آمریکایی در طول دهه ۱۹۵۰ مرتب در گفته‌های خود تکرار می‌کردند. اما این گفتارهای جنگ افروزانه موجی از اعتراض‌های مردمی را برانگیخت تا جایی که در نهایت ترومن، رئیس جمهور وقت آمریکا، وجود چنین طرحی را انکار کرد. پنج سال بعد، اتحاد جماهیر شوروی بمب هیدروژنی‌اش را آزمایش کرد و در پی آن، ابرقدرت‌ها ۳۵ سال چشم دوختن خصمانه به یکدیگر را بار دیگر آغاز کردند. اما در آن زمان فون نویمان می‌دانست که دیگر آنقدر زنده نخواهد ماند تا نتایج جنگ سرد را ببیند.
پروژه فیلادلفیا
پروژه فیلادلفیا (Philadelphia Experiment) یا «رنگین کمان» یکی از آزمایش‌های مخوف آمریکا در سال ۱۹۴۳ برای ایجاد تونل زمان و مکان بود. این آزمایش به طرز وحشتناکی پایان یافت و اگرچه آثار آن هنوز در اطراف بندر فیلادلفیا دیده می‌شود، نیروی دریایی آمریکا که مسئول این پروژه بود همچنان آن را رد می‌کند و هیچ توضیحی درباره آن ندارد. قبل و در طول جنگ جهانی دوم نیروی دریایی آمریکا دست به آزمایش‌هایی برای نامرئی کردن کشتی‌ها و هواپیماها زد. این نامرئی کردن به گونه‌ای بود که رادارها دیگر قادر به ردیابی این وسایل نباشند و به این منظور کل جرم وسیله مد نظر باید کاملا وارد بُعد دیگری از زمان- فضا می‌شد تا قابل ردیابی و بمباران نباشد. براساس اطلاعات محرمانه‌ای که هنوز صحت آنها توسط هیچ سازمانی تایید نشده است، بزرگ‌ترین فیزیک دانان قرن از جمله «نیکلاس تسلا» و «جان فون نویمان» شروع به نظارت بر اجرای این پروژه در مساحتی بیش از ۵۰ هکتار در کنار بندر فیلادلفیا کردند. جان فون نیومن، همکار تسلا که مسئول پروژه فیلادلفیا و مونتاک بود، در کنار ۴۰۰ دانشمند دیگر روی این پروژه کار می‌کرد که انیشتین نیز در میان آنها بود. در آزمایش‌های اولیه با کمک دستگاه‌های بسیار عجیبی که تسلا ساخته بود، تیم پژوهشی قادر بود وسایل کوچکی مثل میز و صندلی را ناپدید و به بعدی ناشناخته وارد کند و سپس آنها را بازگرداند. این آزمایش‌ها پیش از شروع جنگ جهانی دوم آغاز شده بود. بعد از آزمایش‌های اولیه که با فرمان نیروی دریایی آمریکا صورت می‌گرفت، تصمیم بر آن شد که تعدادی حیوان از جمله گوسفند و بز را داخل یک کشتی قرار دهند و آن را به بعد دیگری بفرستند. این حیوانات داخل قفس‌های فلزی و در عرشه کشتی بودند. کشتی برای چند دقیقه کاملا ناپدید شد ولی وقتی برگشت تعدادی از حیوانات گم شده بودند و بقیه هم آثار سوختگی روی بدن‌شان دیده می‌شد. قرار بر این شد تا کامل شدن پروژه روی هیچ انسانی امتحان نشود ولی با این حال در ۱۲ آگوست ۱۹۴۳ کشتی USS Eldridge با تمام خدمه‌اش مورد آزمایش قرار گرفت. هیچ کدام از ملوانان خبر نداشتند که چه اتفاقی قرار است بیفتد. دستگاه‌ها شروع به کار کردند و کلیدها زده شدند. کشتی با کلیه مردان داخلش ناپدید و چهار ساعت بعد دوباره در بندر فیلادلفیا ظاهر شد. شاهدان ماجرا گزارش می‌دهند که یک هاله سبز فسفری تمام کشتی را احاطه کرده بود. خدمه کشتی در آتش می‌سوختند و تعدادی دچار حمله قلبی و جنون شده بودند. ادعای برخی این گونه بود که تعدادی در بدنه و دیوارهای کشتی ذوب شده بودند و زنده جان می‌دادند. بقیه خدمه مرده بودند. گزارش‌های نیروی دریایی حکایت از آن دارد که ملوانانی که زنده مانده بودند در عرض چند هفته جلوی چشم حاضران ناپدید شدند. اما این کشتی در این چهار ساعت کجا رفته بود؟ دو بازمانده‌ای که در این کشتی حضور داشتند ادعا می‌کنند در این چهار ساعت کشتی در یک تونل زمانی ۴۰ ساله وارد شده بود. یعنی از سال ۱۹۴۳ به سال ۱۹۸۳٫ چرا و چگونه؟ عده‌ای معتقدند که فضاییان در این میان نقشی فعال داشته‌اند. اگرچه گزارش‌ها حضور چندین کشتی فضایی از انسان‌های آینده را نیز در زمان این آزمایش تایید می‌کنند. جالب این جاست که این آزمایش ۴۰ سال بعد هم دوباره توسط همین دانشمندان انجام شد و نتیجه غیر قابل باوری داشت.
وداع با زندگی
او در حالی که تنها ۵۲ سال داشت، به بیماری لاعلاج سرطان مبتلا شده بود. پس از پیکاری سخت با بیماری، فون نویمان سرانجام در ۸ فوریه ۱۸۵۷ از دنیا رفت. اما پس از گذشت بیش از ۴۰ سال از آن زمان، نفوذ او را همچنان در حوزه‌های گسترده‌ای که از اقتصاد و طراحی رایانه‌ها تا راهکارهای نظامی و علوم سیاسی را در بر می‌گیرند، می‌توان دید. برخی از اندیشه‌های او تازه در حال عینیت یافتن هستند. در سال ۱۹۴۹، او قوانین ریاضی برای ساخت دستگاه‌های موسوم به «ماشین فون نویمان» را روی کاغذ آورد. این ماشین‌ها، روبات‌هایی بودند که می‌تواسنتند تولید مثل کنند. هم اکنون، دانشمندان علوم رایانه‌ای از این قوانین برای ساخت گونه‌های مصنوعی حیات، داخل رایانه‌ها بهره می‌گیرند. حتی ناسا طرح‌هایی را برای استفاده از ماشین‌های فون نویمان برای کاوش کهکشان‌ها در نظر دارد. همانند بسیاری از اندیشه‌های فون نویمان، امکان گستراندن مجموعه‌هایی از این ماشین‌های تولید مثل کننده در گوشه و کنار کیهان، هم جالب توجه به نظر می‌رسد و هم هراس‌انگیز. اما همانند بسیاری از محصولات ذهنی بی نظیر او، اینکه آیا پیامدهای این کار خوب خواهد بود یا نه، کاملا به ما وابسته است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *