Das legendäre Leben von John von Neumann

Am 28. Dezember 1903 wurde in einer jüdischen Familie in Budapest, Ungarn, ein männlicher Säugling zur Welt gebracht.

Der Vater des Säuglings war ein erfolgreicher Bankier. Die Geburt seines Sohnes machte ihn außerordentlich glücklich. Er hoffte, dass sein Sohn eines Tages sein Geschäft übernehmen und ein Geschäftselite werden würde.

Tatsächlich folgte der Junge nicht dem von seinem Vater gewünschten Weg. Er betrieb kein Geschäft und wurde auch kein Geschäftselite. Doch die Errungenschaften, die er später erzielte, übertrafen bei weitem die Erwartungen seines Vaters.

Dieser Junge war später der Supergenie, der als „Vater des Computers“ und „Vater der Spieltheorie“ bekannt wurde, der Erfinder des Neumann-Architekturmodells und der Held hinter der ersten Atombombe der Welt – John von Neumann.

John von Neumann

Die frühen Jahre des Wunderkindes

Anfangs hieß John von Neumann nicht so.

Sein Vater hieß ursprünglich Neumann Miska. Im Jahr 1913 erhielt er wegen seiner Verdienste im Finanzbereich den ererblichen Titel „von“ und sein Name wechselte zu Maximilian Neumann von Margitta. So hieß auch John von Neumann zunächst Johann Neumann von Margitta, was später zu John von Neumann vereinfacht wurde.

John von Neumann war ein wahrer Genie. Mit sechs Jahren konnte er schon auf altgriechisch mit seinem Vater scherzen und achstellige Divisionen im Kopf ausrechnen. Mit zehn Jahren las er innerhalb von Monaten eine 48-Bände umfassende Weltgeschichte und kommentierte militärische Theorien und politische Strategien darin.

Der junge John von Neumann

Diese erstaunliche Gedächtnisleistung und mathematische Begabung ließen ihn in seiner frühen Bildung hervorstechen.

Wie bereits erwähnt, kam John von Neumann aus einer reichen Familie. Er erhielt von klein auf eine jüdische Privatunterrichtsausbildung zu Hause. Es gab spezielle Lehrer für Deutsch, Französisch und andere Fächer, und er konnte in der Bibliothek seines Vaters lesen. Dies legte eine solide Grundlage für sein Wissen.

Im Jahr 1914 begann John von Neumann seine Schulzeit an der Lutheran Gymnasium, einer der drei Elitegymnasien in Budapest.

Hier gewann seine mathematische Begabung die Aufmerksamkeit des berühmten Gelehrten Laszlo Ratz. Mit 13 Jahren wurde er von den Professoren der Universität Budapest, wie Joseph Kürschák, Gabriel Szegő, Michael Fekete und Leopold Fejér, betreut. Mit 17 Jahren veröffentlichte John von Neumann seine erste Originalarbeit (gemeinsam mit Fekete).

Im Jahr 1921 absolvierte John von Neumann mit 18 Jahren seine Schulausbildung und machte sich bereit für das Studium.

Er war von Mathematik fasziniert und hatte sich vorgenommen, Mathematiker zu werden. Aber sein Vater glaubte, dass man mit Mathematik kein Geld verdienen könne und wollte, dass er Chemie studierte.

Nach einigen Verhandlungen studierte John von Neumann zunächst Chemietechnik an der Universität Berlin (später wechselte er an die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) und absolvierte gleichzeitig ein Mathematikstudium an der Universität Budapest (ohne tatsächlich an den Vorlesungen teilzunehmen, sondern nur an den Prüfungen im Semesterende teilnahm, bei denen er aber immer die Note A erhielt).

Der junge John von Neumann

Im Jahr 1923 fertigte John von Neumann seine langfristige Dissertation an und schickte sie an die deutsche Zeitschrift „Mathematische Zeitschrift“. Nachdem die Zeitschrift die Einreichung erhalten hatte, gab sie sie dem berühmten Gelehrten Abraham Fraenkel zur Begutachtung. Fraenkel war nach dem Lesen tief beeindruckt und lud John von Neumann zu einem persönlichen Gespräch ein.

Diese Dissertation mit dem Titel „Eine Axiomatisierung der Mengenlehre“ wurde bereits vor ihrer Veröffentlichung unter wichtigen Persönlichkeiten zirkuliert. Der berühmte Mathematiker David Hilbert mochte diesen talentierten jungen Mann sehr und lud ihn oft zu sich nach Hause ein.

Einige Jahre später, 1926, erhielt der 23-jährige John von Neumann gleichzeitig den Chemietechnik-Abschluss von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich und den Doktorgrad in Mathematik von der Universität Budapest.

Interessanterweise stellte David Hilbert bei der Doktorprüfung in Mathematik nur eine Frage: „Ich habe noch nie so ein schönes Abendkleid gesehen. Wer ist dein Schneider?“ Dies zeigt indirekt, dass John von Neumanns akademische Fähigkeiten bereits die Anforderungen für den Doktorgrad erfüllten und es gar nicht nötig war, ihn zu prüfen.

Akademische Wanderung und Höhepunkt

Nach Erlangung des Doktorgrades ging John von Neumann an die Universität Göttingen, um als Assistent von David Hilbert zu arbeiten.

Die Universität Göttingen war damals das Zentrum der Weltmathematikforschung, wo sich eine Gruppe Spitzenmathematiker versammelte. Unter dem Einfluss von Hilbert begann John von Neumann, die mathematische Theorie der Quantenmechanik eingehend zu erforschen, was die Grundlage für seine späteren wichtigen Beiträge auf dem Gebiet der Quantenmechanik legte.

Von 1927 bis 1929 war John von Neumann Gastdozent an der Universität Berlin und wechselte anschließend an die Universität Hamburg. In dieser Zeit veröffentlichte er mehrere Artikel über Mengenlehre, Algebra und Quantentheorie und begann allmählich, sich auf der internationalen Mathematikszene zu profilieren.

Damals gab es einen Spruch in der akademischen Welt: „Die meisten Mathematiker beweisen, was sie beweisen können, während John von Neumann beweist, was er beweisen will.“

Im Jahr 1928 veröffentlichte John von Neumann einen Artikel und stellte das Minimax-Theorem für Nullsummenspiele auf, das beweist, dass jedes endliche Zwei-Personen-Nullsummenspiel eine optimale gemischte Strategie besitzt, sodass der maximale Verlust beider Seiten gleich dem minimalen Gewinn ist. Dieses Theorem legte die Grundlage für die Spieltheorie als mathematischen Zweig.

Im Jahr 1930 lud die Princeton University in den USA John von Neumann als Gastdozent ein. Dies war für diesen jungen Gelehrten ein wichtiger Wendepunkt. Er erinnerte sich später, dass es an deutschen Universitäten nur wenige offene Stellen gab und der Wettbewerb sehr stark war (über 40 Dozenten waren in der Warteschlange). Außerdem war die allgemeine Situation in Europa nicht gut (der Krieg stand bevor). Also war es eine gute Wahl, in die USA zu gehen.

Es ist erwähnenswert, dass John von Neumann vor seiner Abreise in die USA noch einmal nach Budapest zurückkehrte, um „ein familiäres Problem zu lösen“ – er heiratete ein Mädchen namens Marietta Kovesi und nahm sie mit nach den USA.

Im Jahr 1933 wurde das Institute for Advanced Study in Princeton gegründet, und John von Neumann wurde als Professor eingeladen und wurde das jüngste lebenslängliche Mitglied des Instituts. Damals gab es nur sechs Professoren am Institut, darunter auch Albert Einstein. Der nur 30-jährige John von Neumann war der Jüngste von ihnen.

John von Neumann ist der zweite von links, der sich hinten versteckt

Obwohl John von Neumann Kollege von Albert Einstein war, standen sie nicht gut miteinander. Es gab einige Meinungsverschiedenheiten in ihrer akademischen Sichtweise und auch große Unterschiede in ihrer Denkweise. Laut einer nicht zuverlässigen Nachricht wollte Einstein einmal nach New York fahren, und John von Neumann bot sich an, ihn zum Bahnhof zu fahren, brachte ihn aber absichtlich in den Zug in die falsche Richtung...

In dieser Zeit begann John von Neumann, sich in mehreren wissenschaftlichen Bereichen zu bewegen. Seine Beiträge auf dem Gebiet der Quantenmechanik waren besonders hervorragend. Sein 1932 erschienener Band „Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik“ gilt als Klassiker auf diesem Gebiet. Durch die Untersuchung unbeschränkter Operatoren entwickelte er die Theorie der Hilbert-Operatoren und legte eine solide mathematische Grundlage für die Quantenmechanik.

Der Wandel durch den Krieg

Vor dem Ausbruch des Zweiten Weltkriegs hatte John von Neumann auch einen wissenschaftlichen Posten in Deutschland und kehrte jedes Jahr im Sommer nach Deutschland zurück. Später, als die Situation immer schlimmer wurde, verringerte er die Anzahl seiner Reisen nach Deutschland.

Im Jahr 1933 wurde Adolf Hitler Bundeskanzler Deutschlands, und die Nazis begannen, Wissenschaftler jüdischen Stammes zu verfolgen. John von Neumann musste deshalb seinen Posten in Deutschland kündigen. Im Jahr 1935 bekamen John von Neumann und Marietta eine Tochter, die Marina von Neumann genannt wurde. Dies war auch das einzige Kind von John von Neumann.

Die Ankunft des Kindes rettete seine Ehe nicht. Im Jahr 1937 heiratete John von Neumann sich von Marietta und nahm die amerikanische Staatsbürgerschaft an. Später versuchte er, sich für die US-Armee als Reserveleutnant zu bewerben, wurde aber wegen seines Alters abgelehnt. Im Jahr 1938 heiratete John von Neumann Klara Dan.

John von Neumann und Klara Dan

Im Jahr 1939 griff Deutschland Polen an, und der Zweite Weltkrieg brach aus. John von Neumann schrieb ständig Briefe und schickte Telegramme an die Mitglieder des Kongresses und unterstützte die USA bei ihrer Beteiligung am Krieg mit ganzer Kraft.

Aufgrund des Zweiten Weltkriegs wechselte John von Neumann auch seine Forschungsrichtung. Er begann, von reiner Mathematik zur angewandten Mathematik überzugehen und leistete mit seinem Wissen seinen Beitrag zur Niederlage der Nazis.

Im Jahr 1940 trat John von Neumann der wissenschaftlichen Beratungsbehörde des Heeresministeriums am Aberdeen Proving Ground Ballistics Research Laboratory bei und wurde der Rechner von Schockwellen und Ballistikbahnen in der Zeit vor dem Computer. Später beteiligte er sich aus Kriegsgründen an der Forschung über die Bewegung komprimierbarer Gase, gründete die Theorie der Schockwellen und die Turbulenztheorie und entwickelte die Strömungsmechanik.

Im Jahr 1942 wurde John von Neumann als Meister der komplexen Sprengstoffberechnungen an die Minenabteilung des Marinewerkmaterials übertragen.

Im Jahr 1943 begann John von Neumann als Berater des Los Alamos National Laboratory an dem Manhattan-Projekt teilzunehmen und war Berater bei der Herstellung der Atombombe. Er stellte das mathematische Modell der „Explosionslinse“ auf und löste erfolgreich das Problem der implosion der Plutoniumbombe.

Während der Entwicklung der Atombombe erkannte John von Neumann die Wichtigkeit großer Berechnungen. Damals erforderte die numerische Simulation der Atombombe eine Menge komplexer Berechnungen, und die traditionellen Berechnungsmethoden konnten die Anforderungen nicht erfüllen. Diese Erkenntnis veranlasste ihn, darüber nachzudenken, wie man Maschinen einsetzen konnte, um die menschliche Berechnung zu ersetzen, und so begann er seine Erforschung auf dem Gebiet der Informatik.

Zur gleichen Zeit arbeitete John von Neumann mit dem Ökonomen Oskar Morgenstern zusammen und fertigte 1944 das Buch „The Theory of Games and Economic Behavior“ an. Dieses Werk legte nicht nur die Grundlage für die Spieltheorie, sondern machte John von Neumann auch zu einem der Begründer der mathematischen Ökonomie.

Während des Kriegszeitraums übertraf Johns von Neumanns wissenschaftliche Beiträge weit die akademische Welt. Seine Arbeit beeinflusste direkt den Verlauf und das Ergebnis des Kriegs und zeigte die starke Macht der Mathematik bei der Lösung praktischer Probleme.

Gründung der Informatik

Im Jahr 1944 erfuhr John von Neumann zufällig von dem Entwicklungsprojekt des ENIAC-Computers. Obwohl es ein Projekt mit hohem Risiko war, trat er dennoch ohne zu zögern der Moore School Computing Project Group bei. Niemand hätte gedacht, dass diese Entscheidung die Geschichte der Computerentwicklung grundlegend verändern würde.

In den folgenden zehn Monaten arbeitete John von Neumann eng mit den anderen Mitgliedern der Gruppe zusammen und brachte eine Reihe revolutionärer Entwurfsideen hervor.

Im Jahr 1945 verfassten sie gemeinsam einen 101-seitigen Bericht, den berühmten „First Draft of a Report on the EDVAC“. Dieser Bericht stellte ausführlich und konkret die neuen Ideen zur Herstellung von elektronischen Computern und Programmierung vor und kündigte die Ankunft der Ära der elektronischen Computer an.

Die Kernideen der von John von Neumann vorgeschlagenen Computerarchitektur umfassten zwei Schlüsselpunkte: Binärsystem