ジョン・フォン・ノイマン

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ジョン・フォン・ノイマン

ジョン・フォン・ノイマン（ハンガリー名：ノイマン・ヤーノシュ、ドイツ名：ヨハネス・ルートヴィヒ・フォン・ノイマン, 1903年12月28日 - 1957年2月8日）はハンガリー出身のアメリカ合衆国の数学者。20世紀科学史における最重要人物の一人。数学・物理学・工学・計算機科学・経済学・気象学・心理学・政治学に影響を与えた。第二次世界大戦中の原子爆弾開発や、その後の核政策への関与でも知られる。

最初に結婚したマリエット・ケヴェシの娘マリーナ・フォン・ノイマン・ホイットマンは、1973年からピッツバーグ大学経済学部教授だった。1979年にゼネラルモーターズ社に入り、1985年から1992年まで副社長を務めた。

来歴[編集]

  • 1903年： ブダペストにて3人兄弟の長男として生まれた。名はヤーノシュ。愛称はヤーンチ。父は銀行の弁護士ノイマン・ミクシャ（英語名：マックス・ノイマン）、母はカン・マルギット（英語名：マーガレット・カン）で、ともにハンガリーに移住したユダヤ系ドイツ人だった。
  • 幼い頃より英才教育を受け、ラテン語とギリシャ語の才能を見せた。6歳で7桁から8桁の掛け算を筆算で行い、父親と古典ギリシャ語でジョークを話せた。8歳で微分積分をものにした。興味は数学にとどまらず、家の一室にあったウィルヘルム・オンケンの44巻本の歴史書『世界史』を読了した。好んで読んだもの、特に『世界史』やゲーテの小説などに関しては一字一句間違えず暗唱できた。長じてからも数学書や歴史書を好み、車を運転しながら読書することもあった。
  • 1910年ごろ： 父親がフェンシングの先生を招き、家族でフェンシングに取り組んだ。もっとも、ヤーノシュはまったく上達せず、先生も匙を投げてしまう。また、音楽の先生にピアノやチェロを習わせたが、これもまったく上達しなかった。実はレッスンの最中に譜面の裏に歴史や数学の本を隠して読んでいたことが後から判明した。
  • 1913年： 父親が貴族の称号をお金で購入した（オーストリアのユンカーに相当する位）。この段階で「ノイマン・ヤーノシュ」は「フォン・ノイマン・ヤーノシュ」になり、さらにドイツ語のヨハン・フォン・ノイマンJohann von Neumannに変わることになる。
  • 1914年： ブダペストにあるルーテル・ギムナジウム「アウグスト信仰の福音学校」へ入学。ノーベル物理学賞受賞者ユージン・ウィグナーとはルーテル校で学友だった。入学したルーテル校のラースロー・ラーツ先生がヤーノシュの数学の才能を見抜き、父親に「ご子息に普通の数学を教えるのはもったいないし、罪悪とすらいえるでしょう。もしもご異存がなければ、私どもの責任でご子息にもっと高度な数学を学べるように手配いたします。」と話し、父親が承諾すると、ラーツ先生はブダペスト大学の数学者に引き合わせた。その数学者のひとりであるヨージェフ・キルシャーク教授がガブリエル・セゲー講師に家庭教師を頼んだ。セゲーは最初の授業で試しに出題した問題を見事に回答したので、その夜、自宅で涙を浮かべて喜んでいたと、セゲーの妻は記憶している。
  • 1920年： 17才のギムナジウム時代に、数学者フェケテと共同で最初の数学論文「ある種の最小多項式の零点と超越直径について」を書く。その論文は1922年にドイツ数学会雑誌に掲載される。
  • 1921年： ラーツ先生は父親との約束を守り、ヤーノシュが数学以外の科目を勉強するように指導した。ヤーノシュはギリシャ語、ラテン語や歴史、そして数学の授業も他の生徒と同じようにうけていた。同窓生のウィルヘルム・フェルナーやウィグナーによると、ヤーノシュはみんなから好かれようと懸命に努力しており、威張る素振りや自分の殻に閉じこもって周りを無視するようなことは無かった。しかし、体育は何をしてもまったくダメで、どうしても周りの学生と一緒になることはできなかった。ギムナジウムでは首席であり、当時の成績表によると、ほとんどの科目は「優」であった。いっぽう、例外的に習字・体育・音楽の成績は落第すれすれの「可」であった。6月に受験した卒業試験「マトゥーラ」では首席であり、さらにエトヴェシュ賞にも合格した。
  • 1927年から1930年： 最年少でベルリン大学の私講師 (Privatdozent) を務めた。
  • 1930年代はナチス政権を嫌い、ノイマン一家はアメリカ合衆国に移住することになり、ジョンというアメリカ風の名前に改名した。奇妙なことに兄弟は皆異なった姓の表記に変え、ヤーノシュは、フォン・ノイマンvon Neumannという貴族風の匂いが強く残る苗字に、彼の兄弟たちはVonneumannとニューマンNewmanにした。

活動[編集]

数学[編集]

物理学[編集]

  • 物理では量子力学の数学的基礎付けを行っている。量子力学の解釈の中で現在主流のコペンハーゲン解釈は、ノイマンの考えが最も大きな影響を及ぼした。彼は量子力学の波動関数の収縮という現象を、量子力学の数学的枠組みで説明することができないことを証明した。

気象学[編集]

経済学[編集]

計算機科学[編集]

  • セル・オートマトンの分野を自ら創出し、（当時はろくにコンピュータも無かったにもかかわらず）実に方眼紙とペンだけで、自己増殖の事例を構築してみせた。ここでユニバーサル・コンストラクタの概念が考え出された。この分野については、彼の死後『自己増殖オートマトンの理論』Theory of Self Reproducing Automataが出版されている。この自己増殖マシンを使用すれば、例えば月全体を探索するというような大規模探索の課題は、指数級数的な増加の利点を活かして、最も効率的に行うことができることを示してみせた。
  • クヌースは数値流体力学の分野にも挑戦したことも指摘している。R.D.Ritchmyerとともに、"人工粘性"artificial viscosityを決定するアルゴリズムを開発し、その成果により人類の衝撃波についての理解が進歩することになった。その後の天体物理学の分野の進歩や、高度なジェットエンジンやロケットエンジンの開発に、この研究は大いに貢献している。流体力学、空気力学の問題をコンピュータで計算する時には、計算すべき格子点（グリッド）が多くなりすぎるという問題があるのだが、この"人工粘性"という数学的な道具を用いることで、基本的な物理学特性を損なわずに、衝撃の伝播をコンピュータで計算しやすい形で表現することができるようになったのである。

核兵器開発への加担[編集]

原子爆弾開発に参加したころのIDバッジ写真
  • 1937年にアメリカに移住してほどなく応用数学を研究し始め、ドイツとの戦争に数値解析が必要と考えたノイマンは、アメリカ合衆国陸軍に自ら志願する。これはノイマンに化学の道を開いたカルマンが弾道研究所の責任者だったので不思議ではなかったが、不採用になった。しかしほどなくして爆発物の分野での第一人者となり、特にアメリカ合衆国海軍へのコンサルティングの仕事をした。この分野での彼の主要な結果に「大きな爆弾による被害は爆弾が地上に落ちる前に爆発したときの方が大きくなる」がある。この理論は、広島と長崎に落とされた原子爆弾にも利用された。
  • またアメリカ合衆国による原子爆弾開発のためのマンハッタン計画に参加していた。長崎に投下されたプルトニウム型原子爆弾ファット・マンのための爆縮レンズの開発を担当し、1940年代に爆轟波面の構造に関するZND理論を確立し、この理論を元に10ヶ月に渡る数値解析によって、爆薬を32面体に配置することによって、原子爆弾が実際に実現できることを示した。

晩年[編集]

  • 1950年代には様々な仕事を引き受け、特にアメリカ合衆国空軍へのコンサルティングが増え、1953年に発足した通称「フォン・ノイマン委員会」の答申によって合計6種の戦略ミサイルが開発された。
  • 太平洋での核爆弾実験の観測やロスアラモス国立研究所での核兵器開発の際に放射線を浴びたことが原因となって、1955年に骨腫瘍あるいはすい臓がんと診断された（同僚のエンリコ・フェルミも1954年に骨がんで死亡している）。癌は全身に転移。その後も精力的に活動を続け、合衆国政府の相談役として重要な役割を果たし続けていた。原子力委員会初代委員長ルイス・ストラウスの回想によれば「あるとき国防総省がノイマンに相談することになった…移民だった彼のベッドはいまや国防長官、副長官、陸海軍の長官や参謀長達に囲まれていた」という。
  • 1956年1月にウォルター・リード病院に入院。死が間近になると、以前は信仰に熱心でなかったにもかかわらず、一度目の結婚時に改宗したカトリック教会の司祭と話すことを望んで、周囲を驚かせた。猛烈な痛みに苦しめられながら最期を迎え、ニュージャージー州のプリンストン墓地に埋葬されている。

逸話[編集]

  • その驚異的な計算能力と特異な思考様式、極めて広い活躍領域から「悪魔の頭脳」「火星人」「1000分の1インチの精度で噛み合う歯車を持った完璧な機械」と評された。
  • 圧倒的な計算能力については数々の逸話が残っている。
    • 電話帳の適当に開いたページをさっと眺めて、番号の総和を言って遊んでいた。
    • 水爆の効率概算のためにエンリコ・フェルミは大型計算尺で、リチャード・P・ファインマンは卓上計算機で、ノイマンは天井を向いて暗算したが、ノイマンが最も速く正確な値を出した。
    • ENIACとの計算勝負で勝ち、「俺の次に頭の良い奴ができた」と喜んだ。
    • しかし死の直前には腫瘍が脳にまで達し、3+4という一桁の計算すらできなかった（上記「晩年」の節の記述のごとく）。
  • 幼少時代、深い思考に入るときに部屋の隅へ行き壁と壁の継ぎ目を凝視するクセがあった。
  • 米軍だけでなく、IBM、ゼネラル・エレクトリック、スタンダード・オイルなど大企業の顧問をやっていた。
  • 入院後は車椅子で救急車に乗ってまで、アメリカ原子力委員会の会合に出席したりした。
  • ノーベル経済学賞受賞者ポール・サミュエルソンの教科書をみて「ニュートン以前の数学ではないか」と言って笑った。
  • ノーベル経済学賞受賞者ジョン・ナッシュのナッシュ均衡に関する歴史的論文を一瞬見て「くだらない、不動点定理の応用ではないか」と貶めた。
  • 1930年9月7日にケーニヒスベルクで開催されていた「厳密科学における認識論」についての第2回会議においてクルト・ゲーデルが第一不完全性定理を発表すると、発表の後にノイマンはゲーデルと個人的に会話を行い、定理の内容を直ちに理解した。その会議の後、ゲーデルは第二不完全性定理を得て論文にまとめ、論文は11月17日に受理された。いっぽう、ノイマンは独力で第二不完全性定理を導き、その結果を11月20日付けの手紙でゲーデルに知らせた。ゲーデルはすぐに返答の手紙を書き、論文の別刷を添えて返送した。この分野で自分に先んじたゲーデルのことは例外的に尊敬しており、生涯高く評価し続けた。
  • 何十年も居住している家の棚の食器の位置すら覚えられなかった他、1日前に会った人物の名前すら浮かばなかった。興味がないものに対しては全く無関心であると評された。
  • 政治での立場はタカ派であった。
    • 青年期に経験したハンガリー革命、アーサー・ケストラーの『真昼の暗黒』やスターリン政権下のソビエト連邦への短い旅行などを通じて、ソ連に敵意を燃やしていた。ソ連への核攻撃を強く主張し、死後、『ライフ』誌が伝えたところによれば、1950年に「明日彼らを爆撃しようではないかと言われたら、なぜ今日爆撃しないのかと言う。今日の5時にと言うなら、なぜ1時にしないのかと言う。」("If you say why not bomb them tomorrow, I say why not bomb them today? If you say today at five o'clock, I say why not one o'clock?") という発言をしたとされる。
    • ハト派だったノーバート・ウィーナーとは性格から政治信条まで好対照だったため、比較に出されることが多い。ウィーナーとは1945年以降にサイバネティックスの分野で共同研究をした。1940年代後半にノイマンが生物学の研究のためには細胞を研究すべきという手紙をウィーナーに出した結果、ウィーナーの怒りを買い、共同研究は終わりを告げた。
  • 子供の頃に遊びで分厚い電話帳を完全に暗記してみせる
  • 6歳のとき、電話帳を使い8桁の割り算を暗算で計算することができた
  • 8歳の時には『微積分法』をマスター、12歳の頃には『関数論』を読破した。ちなみに『関数論』は、大学の理工系の学生が1、2年次に学ぶ数学で、高校時代に数学が得意で鳴らした学生でも、完全に理解できる者は少ない。
  • 数学者が3ヶ月の苦心惨憺の末、ついに解いた問題をノイマンは脳内だけで一瞬で解いた
  • 一度見聞きしたら、決して忘れない写真のような記憶力
  • コンピュータ並みの計算速度　実際、ノイマンは、自らが発明したコンピュータと競争し、勝利している
  • ノーベル賞受賞者ですらついていけない頭の回転
  • 脳内には装着された面積1ヘクタールほどもあるバーチャルホワイトボードがありノイマンは、紙と鉛筆を使わず、この脳キャンパスだけで、人間が及びもつかない複雑で込みいった思考をすることができた
  • あまりの人間離れした思考に人間ではないと疑われた
  • 水爆の効率概算のためにフェルミは大型計算尺で、ファインマンは卓上計算機で、ノイマンは天井を向いて暗算したが、ノイマンが最も速く正確な値を出した。
  • 一日4時間の睡眠時間以外は常に思考
  • セクハラ魔で有名で秘書のスカートの中を覗くが趣味でその振る舞い方は下品そのものだった
  • 推定IQは250～300、仮に東大の医学部を目指せば1週間～で入れるレベル
  • 天才といわれる学者の中でもかなり異質である
  • 一度見たものは決して忘れない、計算は一般的なコンピューターより速い

関連項目[編集]

外部リンク[編集]

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