sábado, 10 de noviembre de 2012

Sobre John von Neumann

Hace poco, contando la historia de Alan Turing, hice referencia varias veces a otro gran matemático del siglo pasado, John von Neumann. También fue un personaje central en el desarrollo de la ciencia de la computación y en el diseño de las primeras computadoras electrónicas digitales. A diferencia de Turing, que me resulta muy simpático, John von Neumann es un personaje que me despierta sentimientos encontrados. Por un lado, fue un matemático genial que realizó contribuciones significativas en muchas áreas de la ciencia. Por otro lado, era un belicista desenfrenado, con rasgos de personalidad bastante desagradables.

Nació en 1903 en Hungría, margittai Neumann János Lajos, en el seno de una familia judía no practicante. Su padre recibió el título nobiliario de margittai por servicios extraordinarios al Imperio Austrohúngaro. La versión alemana del nombre, Johann von Neumann, se anglizó tras su emigración a los Estados Unidos en la década del '30. Fue uno de los matemáticos más influyentes del siglo XX. Sus contribuciones comenzaron en la Lógica y la Teoría de Conjuntos (demostró el Segundo Teorema de Gödel antes que Gödel, por ejemplo). Realizó luego un importante trabajo en la fundamentación de la Mecánica Cuántica, al descubrir que la física de los sistemas cuánticos es equivalente a la matemática de los operadores lineales en un espacio de Hilbert (y que la posición y la velocidad pueden reemplazarse por operadores). Siempre consideró que éste había sido su principal contribución científica.

Ya en Estados Unidos, empezó a trabajar en problemas de hidrodinámica de explosiones y ondas de choque, cosas que despertaron el interés de la Marina durante los años de la 2a Guerra Mundial. Participó activamente en el Proyecto Manhattan para diseñar y contruir las primeras bombas atómicas. Entre otras cosas, diseñó la geometría del dispositivo de implosión del material fisionable, y calculó la altura a la que debían explotar las bombas para que las ondas de choque maximizaran la destrucción. Integró la comisión que seleccionó los blancos, siendo su primera opción la ciudad de Kioto, capital cultural del Japón y de un enorme valor histórico y cultural. El Ministro de Guerra Stimson (que conocía Kioto por sus actividades diplomáticas en Japón) la desestimó por la pérdida cultural que se produciría, pasando a las opciones segunda y tercera, las ciudades industriales de Hiroshima y Nagasaki, donde el 6 y el 8 de agosto de 1945 explotaron las dos primeras bombas atómicas usadas en combate, a la altura exacta calculada por von Neumann para causar la máxima destrucción posible.

Al finalizar la guerra muchos científicos que habían participado en su desarrollo, horrorizados por el poder destructivo de las bombas atómicas, abominaron de su contribución al armamentismo nuclear. No fue el caso de von Neumann, quien siguió alegremente, en colaboración con Teller y Ulam, el desarrollo de las bombas de fusión nuclear. En este contexto inventó el método de Monte Carlo para los cálculos hidrodinámicos, hoy usado ampliamente en muchas ciencias. Realizó también otras contribuciones a los algoritmos y a las ciencias de la computación, entre otras cosas la arquitectura de memoria única (para datos y programas) que hoy en día usan todas las computadoras.

Durante aquellos años de la Guerra Fría siguió participando activamente en distintos aspectos de la política militar, inventando la infame doctrina de Destrucción Mutua Asegurada (MAD). En 1944, junto a Oskar Morgenstern, inventó la Teoría de Juegos, que se hizo muy popular entre los analistas políticos de la época. Inventó también los autómatas celulares, diseñando los primeros autómatas de auto-reproducción y recomendando su uso para grandes operaciones en lugares de difícil acceso (tales como la minería en el cinturón de asteroides, por ejemplo), llamados hoy en día máquinas de von Neumann. La lista de sus contribuciones sigue y sigue, en campos de la Física Nuclear, la Teoría Ergódica, la Geometría, la Estadística...

A pesar de esta vida profesional tan activa, von Neumann era un fiestero irrefrenable, llegando a dar dos fiestas por semana en su casa en Princeton, donde formó parte del personal fundador del Instituto de Estudios Avanzados. Disfrutaba de comer y beber sin medida, de contar chistes verdes en Yiddish y de manejar como loco, muchas veces mientras leía (lo que lo llevó a sufrir muchísimos accidentes de auto, y a regresar de las vacaciones siempre en un auto nuevo). Era además un mujeriego empedernido del tipo molesto; las secretarias en Los Alamos cubrían con cartón la parte de abajo de sus escritorios para que von Neumann no las espiara.

Enfermó de cáncer a edad no muy avanzada (se sospecha que por exposición a la radiación durante las explosiones atómicas en New Mexico y Bikini). En su lecho de muerte sorprendió a familia y amigos al convocar a un sacerdote católico para que le administrara los últimos sacramentos. Murió en 1957, rodeado de estricta seguridad militar por temor de que revelara secretos militares bajo los efectos de la medicación.


La ilustración es de Curious Expeditions, de su colección en Flickr (Licencia CC BY-NC-SA).

Bonus: La Teoría de Juegos se originó en los esfuerzos para entender los juegos de salón, como el póker y el ajedrez, y su formulación matemática se llevó a cabo para describir diversos comportamientos económicos. En principio, abarca cualquier situación que involucre una interacción estratégica. Provee una manera de calcular la ganancia esperada de los jugadores al elegir distintas estrategias de juego y realizar sus "movidas". Comprende situaciones de competencia, desde los juegos de salón hasta la guerra, pero también de cooperación y altruismo.

Cuando surgió la formulación matemática que forma el núcleo de la teoría, en los años '50, fue popular entre los analistas de la Guerra Fría. En los '70 los biólogos la adaptaron para describir situaciones de evolución biológica. En los '80 renació el interés entre los economistas, lo que llevó al Premio Nobel otorgado a John Nash en 1994 (sí, el de la película Una mente brillante). Hoy en día se ha expandido al currículo de muchas ciencias, desde la antropología hasta la neurobiología, y tiene un potencial para proveer un lenguaje unificador en áreas dispares de la ciencia.

Su conexión con la Mecánica Estadística hace recordar la "psicohistoria" de las ficciones de Isaac Asimov, si bien ésta, tal como aparece en las novelas de la Fundación, está muy lejos de la situación actual de la Teoría de Juegos.

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2 comentarios:

  1. Hola Guillermo. Fiel a tu blog, he vuelto. Me gustó lo de Neumann. Sabía sólo un poco. Bueno, anoche no pude ver el cielo, porque estaba nublado. Con mi grupo de astronomía, lo postergamos para el sábado que viene, o el mes próximo. Igual, hoy veré algo con mis binoculares, porque amaneció límpido. (Nunca se sabe con las nubes, pero..bue!). No estoy seguro si eres físico núclear. Un saludo, y desde ya, gracias por contestar.

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  2. Guillermo, muy bueno lo de von Neumann al igual que tu otras notas! Espero que pronto cuelgues algo sobre el eclipse de hoy!
    Saludos!

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