John von Neumann: biografia, teoria dos jogos, Projeto Manhattan, EDVAC, arquitetura de von Neumann e a máquina do IAS | Ícones da Tecnologia

Dossiê · Matemática e computação

John von Neumann: a história do matemático que deu nome à arquitetura dos computadores

Aos 19 anos, John von Neumann já tinha publicado dois artigos importantes de matemática. Aos 41, escreveu à mão, no trem para Los Alamos, um relatório de 101 páginas que descrevia um computador com programa armazenado na memória. O texto circulou só com o nome dele, irritou os inventores do ENIAC e fez a arquitetura de quase todos os computadores levar seu nome.

Atualizado em · 5 fontes públicas citadas

John von Neumann foi um matemático húngaro-americano que contribuiu para áreas tão diferentes quanto a teoria dos conjuntos, a mecânica quântica, a economia e a computação. É creditado por introduzir ou formalizar conceitos como os autômatos celulares, o construtor universal e o computador digital [1].

Também foi um dos principais conselheiros militares dos EUA na Guerra Fria, papel que intrigava quem o conhecia. Este dossiê reúne apenas informações públicas e com fonte, listadas ao final.

O prodígio de Budapeste

Neumann János Lajos nasceu em 28 de dezembro de 1903, em Budapeste, numa família judia rica e não praticante. O pai, banqueiro, recebeu um título de nobreza em 1913, origem do "von" no nome [1].

Segundo relatos citados na Wikipedia, aos oito anos já sabia cálculo diferencial e integral. Aos 15, estudava com o matemático Gábor Szegő e, aos 19, tinha publicado dois artigos importantes, um deles com a definição moderna de números ordinais [1].

Fez ao mesmo tempo um curso de engenharia química na ETH Zurique, onde se formou em 1926, e o doutorado em matemática em Budapeste, aprovado com louvor no mesmo ano, com uma tese sobre a axiomatização da teoria dos conjuntos [1].

De Göttingen a Princeton

Com uma bolsa da Fundação Rockefeller, estudou com David Hilbert em Göttingen. Em 1928, virou o mais jovem livre-docente já eleito na Universidade de Berlim [1].

Em outubro de 1929, foi para Princeton como professor visitante de física matemática e, em 1933, recebeu uma cadeira vitalícia no Institute for Advanced Study. Adotou o nome John e se naturalizou americano em 1937 [1].

Na matemática, publicou em 1932 trabalhos fundamentais sobre teoria ergódica. Paul Halmos escreveu que eles "teriam bastado para garantir a ele a imortalidade matemática". Também foi pioneiro na estrutura matemática da física quântica [1].

Idade de von Neumann em cada marco

Quantos anos von Neumann tinha em cada etapa da carreira.

Idades calculadas a partir das datas das páginas de von Neumann e do First Draft na Wikipedia [1] [3].

Teoria dos jogos

Em 1928, von Neumann publicou o artigo "Zur Theorie der Gesellschaftsspiele" (Sobre a teoria dos jogos de salão). Ele serviu em parte de base para "Theory of Games and Economic Behavior", livro de 1944 escrito com o economista Oskar Morgenstern e publicado pela Princeton University Press [2].

O livro é considerado o texto que criou o campo interdisciplinar da teoria dos jogos. O economista Richard Stone o chamou de a publicação mais importante da economia desde a "Teoria Geral" de Keynes, de 1936 [2].

Projeto Manhattan e Guerra Fria

Na Segunda Guerra, von Neumann trabalhou no Projeto Manhattan e desenvolveu os modelos matemáticos das lentes explosivas usadas na bomba de implosão. Foi consultor de vários órgãos militares e do laboratório de Oak Ridge [1].

Nos anos 1950, presidiu comitês de avaliação de mísseis estratégicos e teve papel importante nos primeiros programas americanos de mísseis intercontinentais. Foi membro da Comissão de Energia Atômica de março de 1955 até a morte, e era considerado o maior especialista do país em armas nucleares [1].

Muitos que o conheciam ficavam intrigados com sua relação com os militares e o poder. O amigo Stanisław Ulam suspeitava que ele tinha uma admiração escondida por pessoas e organizações capazes de influenciar as decisões dos outros [1].

O relatório do EDVAC

No verão de 1944, Herman Goldstine apresentou a von Neumann o projeto do ENIAC, que J. Presper Eckert e John Mauchly desenvolviam na Universidade da Pensilvânia. Von Neumann passou a ser consultor do grupo, interessado nas necessidades de cálculo de Los Alamos [3].

Em junho de 1945, Goldstine distribuiu o "First Draft of a Report on the EDVAC", documento incompleto de 101 páginas que von Neumann tinha escrito à mão durante viagens de trem para Los Alamos. O texto descrevia uma máquina binária, com válvulas, dividida em aritmética, controle, memória, entrada e saída, e com uma memória única para dados e instruções [3].

O relatório levava só o nome de von Neumann, para desgosto de Eckert e Mauchly, que já tinham escrito sobre o programa armazenado em 1943. Por isso, a própria Wikipedia diz que atribuir a invenção da arquitetura a von Neumann é incorreto. A publicação ainda foi considerada divulgação pública, o que mais tarde tornou inválida a patente do EDVAC [3] [4].

A máquina do IAS

Von Neumann dirigiu a construção de um computador no Institute for Advanced Study, iniciada em 1946 e concluída em 1951. A máquina ficou totalmente operacional em 10 de junho de 1952 e funcionou até 1958 [5].

Tinha palavras de 40 bits, 1.024 palavras de memória e cerca de 1.700 válvulas, e foi o primeiro computador binário a processar todos os bits de uma palavra em paralelo. Os planos foram distribuídos e deram origem a várias cópias, como o MANIAC I e o JOHNNIAC [5].

Morte e legado

Em 1955, von Neumann foi diagnosticado com câncer. Morreu em 8 de fevereiro de 1957, aos 53 anos, no hospital Walter Reed, em Washington, e foi enterrado no cemitério de Princeton [1].

Recebeu o Prêmio Bôcher em 1938, a Medalha da Liberdade e o Prêmio Enrico Fermi em 1956, e dá nome a uma cratera na Lua. Entre seus alunos estavam Eugene Wigner, Paul Halmos, Peter Lax e Benoit Mandelbrot. Hoje, o termo "arquitetura de von Neumann" designa computadores em que instruções e dados dividem a mesma memória, e o "gargalo de von Neumann" é o limite que isso impõe [1] [4].

Linha do tempo

  1. 1903

    Nasce em Budapeste.

  2. 1926

    Forma-se na ETH Zurique e faz o doutorado em Budapeste.

  3. 1928

    Publica o artigo sobre teoria dos jogos; vira livre-docente em Berlim.

  4. 1929

    Vai para Princeton.

  5. 1933

    Professor vitalício do Institute for Advanced Study.

  6. 1937

    Naturaliza-se americano.

  7. 1944

    Publica "Theory of Games and Economic Behavior"; conhece o ENIAC.

  8. 1945

    Circula o relatório do EDVAC.

  9. 1952

    Máquina do IAS fica totalmente operacional.

  10. 1955

    Entra na Comissão de Energia Atômica.

  11. 1957

    Morre em Washington.

Empresas ligadas a John von Neumann

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Sumário de siglas usadas

ENIAC
Electronic Numerical Integrator and Computer, computador eletrônico da Universidade da Pensilvânia.
EDVAC
Electronic Discrete Variable Automatic Computer, sucessor do ENIAC com programa armazenado.
IAS
Institute for Advanced Study, centro de pesquisa em Princeton.
Teoria dos jogos
Estudo matemático das decisões estratégicas entre participantes.

Perguntas frequentes

Quem foi John von Neumann?+
Matemático húngaro-americano, pioneiro da teoria dos jogos, da mecânica quântica e da computação.
O que é a arquitetura de von Neumann?+
Um modelo de computador em que dados e instruções ficam na mesma memória, descrito no relatório do EDVAC de 1945.
Von Neumann inventou o computador?+
Não sozinho. Eckert e Mauchly já trabalhavam no programa armazenado, e a atribuição só a ele é considerada incorreta.
Qual a relação de von Neumann com a bomba atômica?+
Trabalhou no Projeto Manhattan, nos modelos das lentes explosivas da bomba de implosão.
Quando von Neumann morreu?+
Em 8 de fevereiro de 1957, aos 53 anos, de câncer.

Referências

Livros

DYSON, G. A catedral de Turing.

Companhia das Letras. Conta a construção da máquina do IAS em Princeton.

Sites e Artigos

John von Neumann na WikipediaBiografia com referências.

Fontes consultadas

  1. John von Neumann · Wikipedia (inglês)
  2. Theory of Games and Economic Behavior · Wikipedia (inglês)
  3. First Draft of a Report on the EDVAC · Wikipedia (inglês)
  4. Von Neumann architecture · Wikipedia (inglês)
  5. IAS machine · Wikipedia (inglês)

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Conclusão

John von Neumann circulou pela matemática pura, pela física, pela economia e pela guerra com a mesma facilidade, e deixou marcas em todas. Na computação, seu nome ficou ligado a uma arquitetura que ele não inventou sozinho, mas que ajudou a difundir como ninguém.

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