Danh nhân Hungary: NEUMANN JÁNOS – CHA ĐẺ CỦA MÁY ĐIỆN TOÁN

Neumann János, nhà bác học Hungary được tạp chí "Thời báo Kinh tế" (Financial Times) bình chọn là Người của Thế kỷ (năm 2000)

Hans Bethe, nhà vật lý giải Nobel, đã có lần nhận xét về ông: „Hiểu biết về bộ óc của Neumann khiến ta phải suy nghĩ: phải chăng ta đang đứng trước đại diện của một chủng nhân cao cấp hơn nào đó, không phải là những người bình thường, mà là những bậc thánh, nhưng họ hiểu biết về con người kỹ lưỡng tới mức họ có thể bắt chước tới mức hoàn hảo”.

Neumann János, nhà toán học kiệt xuất, một trong những trí tuệ lớn nhất của thời đại mình, cha đẻ của máy điện toán, sinh tại Budapest ngày 28-12-1903. Ông tự học hết bậc cơ sở, theo học trung học tại Trường Trung học Phúc âm Fasor danh tiếng.

Thày dạy toán của ông là Rátz László, người từng dạy Wigner Jenő. Rátz sớm nhận ra tài năng đặc biệt của Neumann János, vì vậy được sự đồng ý của phụ huynh, từ đó ông chuyển nhờ GS đại học Szegő Gábor (sau này Szegő trở thành GS Toán học tại Stanford, Hoa Kỳ) truyền thụ kiến thức toán học cho Neumann.

Sau khi tốt nghiệp phổ thông trung học, theo lời khuyên của thân phụ, ông chọn ngành kỹ sư Hóa, và bắt đầu theo học tại Berlin, sau đó chuyển sang Zürich, cùng lúc ông ghi danh vào Đại học Khoa học Budapest làm nghiên cứu sinh toán. Ông nhận bằng kỹ sư Hóa học và bằng TS Toán học với đánh giá „summa cum laude” (bằng khen) năm 22 tuổi.

Một năm sau ông đã là giáo viên đại học tư tại Berlin, nhưng năm 1926 ông tới Göttingen, thủ đô toán học Châu Âu, làm trợ giảng cho David Hilbert (*). Chủ yếu ông dành thời gian làm sáng tỏ về mặt toán học cơ học lượng tử và những kết quả quan trọng nhất của công trình này được công bố dưới nhan đề “Những cơ sở toán học của cơ học lượng tử” vào năm 1932. Không phải là vô cớ mà các nhà vật lý coi ông là một trong những nhân vật lớn nhất của vật lý hiện đại, mặc dù  trước hết ông là một nhà toán học.

Trong bầu không khí chính trị thay đổi, cùng Wigner Jenő, ông đã nhận lời mời của Đại học Princeton và chuyển sang định cư tại Hoa Kỳ. Nhưng trước đó, ông trở về Budapest một thời gian ngắn: cưới bà Kövesi Marietta và chuyển sang thành tín đồ Công giáo. Người con duy nhất của cuộc hôn nhân này là Marina. Sau khi ly hôn với bà Kövesdi, năm 1938 ông lấy bà Dan Klára, người bạn chung thủy với ông đến cuối đời.

Tại Hoa Kỳ, những bài giảng hào hoa tuyệt vời và đầy những ý tưởng minh triết của ông thu hút cử tọa rất đông đảo. Trong khi đó ông đã học chơi bài poker và – chỉ như một công việc phụ - ông đã cùng với Morgenstern sáng tạo ra lý thuyết trò chơi, một lý thuyết đặt nền móng cho phép tính xác xuất và trở thành công cụ chủ yếu của phép phân tích hành vi kinh tế.

Chẳng có gì lạ, trước khi nổ ra chiến tranh chúng ta đã thấy ông ở Los Alamos. Ông đã giải quyết vấn đề làm thế nào để kích hoạt bom chứa plutonium với mục đích đạt hiệu quả mong muốn, sao cho sự bắt đầu trước thời gian của phản ứng dây chuyền không làm phân tán chất nạp. Sóng âm thanh được các thấu kính hội tụ hướng tới plutonium. Từ đó tới nay, bom nguyên tử vẫn được chế tạo trên nguyên tắc đó.

Neumann János, cha đẻ của máy điện toán

Neumann đã tiến hành các tính toán đường bắn cho pháo binh quân đội, trong đó điều quan trọng là những kết quả bằng số phải được cung cấp một cách nhanh nhất. Chính khi đó, lần đầu tiên ông nghĩ tới việc phải tăng tốc độ của công việc  rất đơn điệu và mất thời gian này bằng một một kiểu máy điện toán.

Trong chiến tranh, dưới sự chỉ đạo của Goldstine, một máy tính rất cồng kềnh mang tên ENIAC đã được chế tạo thành công – chỉ để so sánh – nó chứa tới 18.000 bóng điện tử và 1.500 rơ-le. Sau khi chế tạo xong, một nhược điểm rất lớn của máy này là trước khi muốn tính toán phải đấu các đầu dây, phích cắm khác nhau, còn gọi là „lập trình” cho máy, một công việc đôi khi mất hàng giờ đồng hồ.

Năm 1944, lần đầu tiên người ta giới thiệu cho Neumann xem chiếc máy kích cỡ khổng lồ, nhưng rất khó điều hành và hay hỏng hóc này. Neumann đã nhận ra – dù có những hạn chế rất lớn – những khả năng to lớn tiềm ẩn trong máy tính, và ông quyết định thiết kế một hệ thống máy hoàn toàn mới.

Chiếc ENIAC còn chưa xong hẳn, khi dưới sự chỉ đạo của Neumann việc thiết kế lắp đặt máy EDVAC (Electronic Discrete Variable Atomatic Computer) được bắt đầu. Neumann đã nghiên cứu ra nguyên lý hoạt động của máy điện toán mới, cũng là cơ sở xác định các loại máy tính hiện đại ngày nay.

Mãi tới ngày nay ý kiến của giới  chuyên môn vẫn coi nghiên cứu liên quan tới vấn đề này của Neumann János là một trong những tài liệu quan trọng nhất xưa nay về các tính toán máy móc và máy tính.  Trong đó ông đã làm sáng tỏ cả những khái niệm như vai trò của các mã điều hành, cấu trúc của các hệ thống logic, phương thức lưu giữ các chương trình, cách nhập các chương trình tính toán, v.v...

Sau chiến tranh, nhóm ENIAC-EDVAC tan vỡ, và Goldstine, nhưng chủ yếu là Neumann tiếp tục dạy phép tư duy cho máy tính. Tiếp đến là một cải tiến đánh dấu một mốc mới: đưa kết quả lên màn hình. Những thiết bị - khi đó đúng hơn có thể gọi là máy tính Neumann – chia thành bốn phần rõ rệt: block kỹ thuật số, bộ nhớ, bộ phận điều hành, và block input/output. Có lẽ không quá lời khi nói rằng, bắt đầu từ đó máy tính đã „đứng thẳng lên đôi chân của mình” và khi Neumann đưa ra phương pháp „sửa đổi chương trình bằng chương trình” thì nó đã có thể vứt bỏ chiếc nạng chống ra xa.

Chiếc máy tính mơ ước đã hoạt động. Nó đã thực hiện phép mô phỏng, nhờ kết quả của nó mà người ta quyết định Hoa Kỳ không tấn công Trung Quốc (trong cuộc chiến tranh Triều Tiên - ND). Tổng thống Eisenhower đã đích thân trao tận tay Huy chương Tự Do cho Neumann. Nhưng khi đó ông đã ốm nặng, căn bệnh quái ác của nhà khoa học, nhà phát minh táo bạo đã ở giai đoạn cuối.

Bên giường trọng bệnh của ông những sĩ quan cao cấp thay nhau canh giữ, sợ trong lúc mê sảng ông tiết lộ những bí mật quân sự. Nhưng cũng bằng thừa, trong cơn mê Neumann nói bằng tiếng Hung. Cuộc vật lộn với tử thần kết thúc ngày 8-2-1957. Ông được an táng bên cạnh thân mẫu và vợ, trong lời điếu tiễn biệt có câu: “Nếu ông về nơi ông tin mình sẽ tới, thì trên cao xanh kia, giời đây chắc ông đang có cuộc đàm đạo thú vị cùng ai đó”.

(*) David Hilbert (23 tháng 1, 1862, Wehlau, Đông Phổ – 14 tháng 2, 1943, Göttingen, Đức): nhà toán học người Đức, được coi như một trong những nhà toán học có ảnh hưởng rộng lớn nhất của thế kỷ XIX, đầu thế kỷ XX.

Ông thiết lập tên tuổi như là một nhà toán học và nhà khoa học vĩ đại bằng cách phát minh hay phát triển một loạt các ý tưởng khác nhau, chẳng hạn như là lý thuyết bất biến, tiên đề hóa hình học, và khái niệm không gian Hilbert, một trong những nền tảng của giải tích hàm. Hilbert và các học sinh của ông đã xây dựng đủ hạ tầng cơ sở toán học cần thiết cho cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng.

Ông là một trong những sáng lập viên của lý thuyết chứng minh, logic toán học và sự phân biệt giữa toán học và meta-toán học. Ông sử dụng và bảo vệ lý thuyết tập hợp của Cantor và các số siêu hạn (transfinite number). Một ví dụ nổi tiếng về vai trò lãnh đạo thế giới toán học là bài phát biểu năm 1900 về danh sách các bài toán quyết định hướng đi của nghiên cứu toán học trong thế kỷ thứ XX.