ジョン・フォン・ノイマン
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ジョン・フォン・ノイマン(ハンガリー名ナイマン・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)（John von Neumann(Margittai Neumann János Lajos, Johannes Ludwig von Neumann), 1903年12月28日 - 1957年2月8日）はハンガリー系ユダヤ人の数学者。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・経済学・計算機科学・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。
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[編集] 来歴
1903年 ブダペストにて3人兄弟の末っ子として生まれた。名はヤーノシュ。父はマックス・ノイマン、銀行の弁護士をしていた。母はマーガレット・カン。
幼い頃より暗算と語学の才能を見せた。英才教育も受け、能力を伸ばす。6歳で8桁の割り算を行い(後に入学するギムナジウムの先生が、ノイマンの父に「この子は数学の才能があるので、大学では数学を教えてもらうように」と話したという。)、ギリシャ語を話せた。8歳で微分積分をものにした。興味は数学の領域にとどまらず、家の図書室にあった44巻本の歴史書を読了した。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。
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vonに相当する位)。この段階で、「ヤーノシュ・ノイマン」は「ヤーノシュ・フォン・ノイマン」になったことになる。(この名は、後にドイツ語のヨハン・フォン・ノイマンJohann von Neumannに変えることになる)
1921年 ギムナジウムを首席で卒業。
ノイマンは、身なりはいつでもスーツとネクタイでフォーマルに固めていたが、モーツァルトよろしく馬鹿馬鹿しいパーティーでハメを外すことを好んだり、乱暴な運転などで逮捕されたりした。また極端な暴食を行い(計算はできるが、カロリー計算だけはできない、などとも評された)、下品な冗談を好み、女性の脚をしつこくジロジロと眺めたりもしていた。
ブダペスト大学(Eötvös Loránd Tudományegyetem)の大学院で数学を学ぶ。数学よりも金になる学問を息子につけさせようと望んだ父親がセオドア・フォン・カルマンに相談した結果、ノイマンはベルリン大学とチューリッヒ工科大学を掛け持ちして化学を学ぶことになった。授業を欠席しても試験では非常に優秀な成績だった。23歳で数学(実験物理・化学も同時に)博士号を授与された。
1926年 論文がダフィット・ヒルベルトに甚く気に入られ、ゲッティンゲン大学でヒルベルトに師事する。ヒルベルトはノイマンに感心するばかりだったという。瞬く間にノイマンはヒルベルト数学の旗手となった。
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った。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た。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。)
1930年 プリンストンに招かれ、IAS(プリンストン高等研究所)の最年少会員に選ばれた(4人のメンバーのうち2人はアルベルト・アインシュタインとクルト・ゲーデルである)。 ノイマンは1933年以降この研究所で数学の教授を務めた。
1931年 ゲーデルが不完全性定理を証明し、ノイマンは転機を迎える。この証明はノイマンの活動を広げることに繋った。
[編集] 活動
[編集] 数学
純粋数学では、数学基礎論、集合論や測度論、作用素環論、エルゴード理論、またゲーム理論の成立に貢献している。特にミニマックス定理の証明は数学の分野だけでなく、企業経営における戦略の理論や、軍事戦略の基礎理論、ゼロサムゲームにおける戦略(将棋やチェスなどのコンピュータプログラムを含む)などに指針を与え社会に大きな影響を与えた。数学基礎論ではゲーデルとは独立に第二不完全性定理を発見している。
[編集] 物理学
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フォン・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。
[編集] 気象学
ジュール・グレゴリー・チャーニー、フョルトフトとともに気象力学の草分けの一人。気象学において数理モデルとコンピュータを使う斬新な手法を持ち込んだ。
[編集] 経済学
経済学での、もっとも大きな貢献としてオスカー・モルゲンシュテルンと共に経済学にゲーム理論を持ち込んだ。この応用をもってゲーム理論の本格的な幕開けとされ、現在経済学ではミクロ、マクロと並ぶ重要な分野として確立している。
[編集] 計算機科学
EDVAC開発に参加した際、ストアードプログラム方式に関する論文を自分名義で発表したためストアードプログラム方式の考案者であると言われていた。彼のストアードプログラム方式は「ノイマン型コンピュータ」とも言われ現在のほとんどのコンピュータの動作原理である。アラン・チューリング、クロード・シャノンらとともに、現在のコンピュータの基礎を築いた功績者とされているが、実際にはEDVAC開発チームのジョン・エッカートとジョン・モークリーが発想した方式をまとめ数学的基礎を与えたと言われている。
ノイマンはセル・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。ユニバーサル・コンストラクタの概念は、ノイマンの死後、「自己増殖オートマトンの理論」Theory of Self Reproducing Automataとして肉付けされることになった。 「フォン・ノイマン・マシン」という表現が使われることがあるが、この表現は「ノイマン型コンピュータ」のアーキテクチャのことを指すだけでなく、この「自己増殖マシン」のことも指すことがあるのである。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。
ノイマンはまた、コンピュータ・アーキテクチャの仕事に加えて、アルゴリズムの研究にも貢献している。ドナルド・クヌースは、ノイマンが、有名な「マージソート」アルゴリズム(ソーティングのアルゴリズム)の発明者であると指摘している。 クヌースはまた、ノイマンが数値流体力学の分野にも挑戦したことも指摘している。ノイマンは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わけである。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。
[編集] 核兵器開発への加担
(「原子爆弾」、「広島市への原子爆弾投下」、「長崎市への原子爆弾投下」の項も参照のこと)
1937年にアメリカに移住してほどなくノイマンは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、ノイマンは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、というものがある。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、ノイマンは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。ノイマンは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。
赤狩りの際はエドワード・テラーと対立してロバート・オッペンハイマーを擁護し､ソ連のスパイだったクラウス･フックスとの共同作業でノイマン自身も非難されている。また、日本に対する原爆投下の目標地点を選定する際には、京都への投下を進言した。このような側面を持つノイマンは、スタンリー・キューブリックによる映画『博士の異常な愛情』の登場人物のモデルの一人ともされている。
[編集] 晩年
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を観測した時や、ロスアラモス国立研究所で核兵器開発の仕事をしていた時に放射線を浴びたことが恐らく原因となって、ノイマンは1957年に「骨肉腫」(あるいは「すい臓がん」)を発症した (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)。ノイマンの癌は、全身に転移した。結局、癌発症から数ヵ月後に、猛烈な痛みに苦しめられながら最期を迎えることになるノイマンだが、告知に接してから非常に取り乱していた。例えば3+4を解こうとしてもできなかったり、以前は不可知論者だったのに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し、さらには、それまでに軍に多大な貢献をしたノイマンだが、国家機密を漏らす恐れがあると判断した陸軍により、その軍から厳重な監視病棟に収容されて最期の時を迎えた。なお、ノイマンが国家機密を漏らしたら射殺するよう軍から命令が出ていたという[要出典]。
[編集] 逸話
- その驚異的な計算能力と、極めて広い活躍領域と、特異な思考様式から「悪魔の頭脳」「火星人」と評された。
- 入院後は車椅子で救急車に乗ってまで原子力委員会の会合に出席したりした。
- ノーベル物理学賞受賞者ユージン・ウィグナーとは中学校･高校と同じで当時から顔見知りだったという。
- 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。
- クルト・ゲーデルの次に第一不完全性定理を理解したといわれている。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。
- 圧倒的な計算能力は数々の伝説を残した。
- だが(上記「晩年」の節の記述のごとく)死ぬ前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。
- 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。
- 女性秘書のスカートの中を覗く趣味があり、知的に優秀な反面、人格はしばしば幼児の段階で停まっていると評された[要出典]。
- 政治での立場はタカ派であった。
- 青年期の革命体験、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連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、タイム誌のインタビューで「どうせ明日核爆弾を落とすなら、今日にすればいい。5時にするなら1時にすればいい。」と答えた。
- 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為、比較に出されることが多い(『フォン・ノイマンとウィーナー — 2人の天才の生涯』Steve J.Heims著, 高井信勝訳, 工学社)。ウィーナーとはサイバネティックスの分野で共同研究をしたが、結局は打ち解けなかった。
[編集] 子孫
ノイマンが最初に結婚したクヴェシュ・マリエッタの娘マリーナ・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、ゼネラルモーターズ社に入り、1985年から副社長を務めている。
[編集] 邦訳
- 銀林浩訳『ゲームの理論と経済行動』全5巻(東京図書)：オスカー・モルゲンシュテルンとの共著
- 井上健訳『量子力学の数学的基礎』(みすず書房)
- 高橋秀俊監訳『自己増殖オートマトンの理論』(岩波書店)
[編集] 関連項目
- 数学者
- マッドサイエンティスト
- 博士の異常な愛情 または私は如何にして心配するのを止めて水爆を愛するようになったか（主人公ストレンジラブのモデルとされる）
- フォン・ノイマンメダル
