Учёный

John von Neumann

1903–1957 · квантовая механика, математика, информатика
Венгеро-американский математик и физик, чьи работы заложили основы квантовой механики, вычислительной техники и теории игр. Дал математически строгую формулировку квантовой теории (в формализме гильбертовых пространств), ввёл понятие энтропии фон Неймана и разработал архитектуру современных компьютеров.

Биография

Родился в Будапеште. Докторская степень в Университете Будапешта. Профессор Принстонского университета и Института перспективных исследований. Участвовал в Манхэттенском проекте, консультировал правительство США по вопросам обороны. Его книга «Математические основы квантовой механики» стала классикой.

Ключевые открытия

💡 Обладал феноменальной памятью: мог наизусть цитировать целые главы книг и страницы телефонного справочника.
"считал, что истинная математика не в наложении меновой стоимости при накладных расходах, а в понимании причины."
Понятия
аксиома выбораматрица плотностиэнтропияквантовая информацияквантовое измерение
Законы
спектральная теоремаэргодическая теорема
Учёные
John Stewart BellJacob BekensteinAlain AspectDavid DeutschWilhelm WienLudwig BoltzmannRichard FeynmanJohn Clauser

Статьи с его участием

Климатические сети: как Эль-Ниньо рвёт невидимые нити
Гамак, сплетённый из тысяч верёвочек, натянут между континентами. Каждая верёвочка — это связь между двумя точками планеты: когда в одном месте теплеет, в другом холодает, и так изо дня в день. Пока гамак цел, он держит климат в привычном ритме. Но раз в несколько лет приходит Эль-Ниньо, тёплое течение у берегов Перу, и верёвочки начинают лопаться.
Скрытые ритмы Эль-Ниньо: что говорят ежедневные данные
Барометр на острове Таити и барометр в австралийском городе Дарвин показывают разное давление. Вычти одно из другого, и получится число, которое климатологи называют индексом Южного колебания. Оно меняется каждый день, но в этих ежедневных скачках прячутся ровные ритмы, как в шуме оркестра прячутся удары метронома.
Тропики как чистая лаборатория: что они говорят о CO2
В 1998 году термометр планеты показал рекорд, который не побит до сих пор. Глобальная температура подскочила, а потом замерла на месте, хотя выбросы CO2 продолжали расти.
Климатические качели, которые застревают
Качели, на которых сидят двое детей, редко замирают в равновесии. Они либо качаются влево, либо вправо, а в крайних точках на мгновение зависают, прежде чем устремиться обратно. Тропический Тихий океан ведет себя похоже: он то разогревается у берегов Перу (Эль-Ниньо), то остывает (Ла-Нинья), и эти состояния могут длиться месяцами, а иногда и больше года.
Воздушный маятник над Тихим океаном
В 1920-х годах британский метеоролог Гилберт Уокер, пытаясь предсказать муссоны в Индии, заметил странную связь: когда давление воздуха в восточной части Тихого океана растёт, в западной оно падает, и наоборот. Словно огромный воздушный маятник качается вдоль экватора.
Качели, которые не слушаются толчков: почему годовой ритм рождает трёхлетний
Качели раскачиваются, когда толкаешь их в такт. Но бывает, что человек на качелях отзывается не на каждый толчок, а на каждый третий — и амплитуда растёт медленно, но неотвратимо.
Сезонный пульс Эль-Ниньо: как задержка океанских волн запирает фазу
Океан похож на маятник с памятью. Толчок от сезонных ветров возвращается к нему не сразу, а спустя месяцы, когда волна пересекает Тихий океан. Именно эта задержка, по мысли авторов, заставляет Эль-Ниньо и Ла-Нинью раз за разом достигать пика в одно и то же время года. Модель сводит океан к одному числу — температуре поверхности, а физику прячет в запаздывании.
Шум как клей для разбитой вазы климата
Климатологи тридцать лет собирают осколки разбитой вазы. Каждая модель климата — свой осколок, и все они обещают разное потепление к 2100 году: от полутора до почти шести градусов. Разброс не уменьшается, сколько бы ни улучшали модели. Внутри этой вазы живёт океан, который сам по себе колеблется с периодами 7 и 14 лет, как маятник, который никто не толкает, но он не останавливается.
Эль-Ниньо вскрывает реку Танана
Каждую весну на Аляске жители городка Ненана собираются у замёрзшей реки Танана. Они купили лотерейные билеты, на которых написали день и минуту, когда лёд тронется. На льду стоит тренога, соединённая верёвкой с часами на берегу. Когда лёд вскрывается, тренога падает и останавливает стрелки. Этот момент и есть победитель.
Климат как карта дорог: бифуркации и резонансы Эль-Ниньо
Тихий океан дышит не равномерно, а рывками. Раз в несколько лет его тёплые воды приходят в движение, и тогда Австралия задыхается от засухи, а Перу заливает дождями. Это явление называют Эль-Ниньо, и оно похоже на путешественника, который блуждает по невидимой карте дорог.
Глубина как мера природной сложности
Бригада сборщиков пазла из случайных кусочков: сколько одновременных ходов нужно, чтобы сложить картину? Если кусочки независимы, все кладутся разом. Если каждый следующий зависит от предыдущего, приходится действовать по одному. Так и с системами: одни состояния собираются мгновенно, другие требуют долгой последовательной работы.
Резонанс одной трети: почему климат и Солнце качаются в такт
Качели, которые толкают раз в секунду, обычно качаются раз в секунду. Но если толкать их сильнее и в нужном ритме, они могут пойти втрое медленнее: один взмах на три толчка. Физики называют это субгармоническим резонансом, и, похоже, именно он управляет самыми заметными колебаниями климата и Солнца. Глобальная температура Земли не растёт плавно.
Эль-Ниньо как дирижёр: как климат связан с вращением Земли и углекислым газом
Огромный тёплый язык воды поднимается к поверхности Тихого океана, и вся климатическая система планеты начинает звучать в унисон. Это Эль-Ниньо — самое мощное естественное колебание климата, влияющее на погоду от Австралии до Аляски.
Климатические сети распутывают типы Эль-Ниньо
Представьте гигантскую паутину, натянутую между тысячами точек на поверхности Земли. Каждая нить соединяет два места, где температура воздуха меняется согласованно: если теплеет в одном узле, теплеет и в другом. Эту паутину можно построить по данным за любой год, а потом сравнить, как она выглядела в разные годы.
Вторая производная CO₂: как атмосфера управляет климатом
Переводчик отвлекается на каждый шорох в зале — и час совещания превращается в два. Атмосфера похожа на такого переводчика: она слышит не только слова биосферы, но и интонацию. Когда растения меняют темп поглощения углекислого газа, воздух отвечает не на сам газ, а на то, как быстро и как резко его количество меняется.
Как измерение рождает квантовый шум
В 1946 году Феликс Блох предсказал, что даже без внешнего магнитного поля в ансамбле спинов существует флуктуирующий магнитный момент. Он растёт как корень из числа частиц, и в малых образцах этот шум может превышать тепловую поляризацию. Долгое время его описывали через феноменологические флуктуирующие поля, что требовало дополнительных предположений.
Плеск океана как часы: модель Эль-Ниньо через уравнение Матье
В 1981 году океан у берегов Перу повёл себя странно. Тёплое течение, которое обычно приходит раз в несколько лет, изменило свой ритм, и учёные до сих пор спорят, что именно сдвинулось. Новая работа предлагает простой ответ: океан плещется, как вода в чаше, которую раскачивают приливы и вращение Земли.
Берег как дирижёр дождя
Берег работает как дирижёр: он не создаёт музыку, но задаёт ей ритм и направление. Каждое утро солнце нагревает сушу быстрее, чем море, и тёплый воздух поднимается над песком, затягивая с океана влажный бриз. К вечеру суша остывает, и ветер разворачивается обратно. Этот суточный маятник заставляет облака выстраиваться вдоль кромки воды, как музыкантов по взмаху палочки.
Ритм, сбитый ветром: как шум размывает колебания
Маятник качается ровно, пока его не трогают порывы ветра. Каждый толчок чуть сдвигает ритм, и вот уже удары не совпадают с метрономом. Природные осцилляторы живут так же: сердце, популяции, климатические циклы — все они колеблются, но случайность постоянно вмешивается. Предельный цикл — это замкнутая траектория, к которой стремятся соседние.
Найти кукловодов: как причинность спасает предсказания от взрыва вычислений
Кукловод дёргает за нити, и марионетка пляшет. В предсказании будущего по временным рядам роль кукловодов играют немногие переменные, которые действительно управляют системой. Остальные показатели лишь повторяют их движения, создавая видимость сложности. Задача в том, чтобы найти этих кукловодов и следить только за их пальцами, а не за всей сценой.
Тихоокеанский маятник: почему Эль-Ниньо взрывается раз в десятилетие
Тихоокеанский маятник качается неритмично. Иногда он едва заметно дрожит у нижней точки, а иногда вдруг уходит в гигантский взмах, который сбивает погоду по всей планете. Эль-Ниньо, тёплое течение в экваториальной Пацифике, повторяется каждые несколько лет, но по-настоящему сильные события случаются раз в 10–20 лет, и до сих пор никто не мог объяснить, почему они появляются так нерегулярно.
Океан сам себе дирижёр: как нелинейный анализ раскрывает скрытые ритмы Индо-Тихоокеанского региона
Оркестр без дирижёра: инструменты сами выстраивают ритм. Так можно описать климатическую систему Индо-Тихоокеанского региона, где температура поверхности океана колеблется на множестве временных масштабов — от сезонных до многодесятилетних. Раньше, чтобы услышать отдельный инструмент, приходилось заранее настраивать фильтры, отсекая всё остальное.
Шум, который работает на нас
Старый авиационный прибор иногда залипает: стрелка цепляется за шкалу и не двигается, хотя самолёт уже меняет высоту. Инженеры нашли простое решение: добавить лёгкую вибрацию. Дрожание не мешает, а наоборот, помогает стрелке оторваться и показывать правду. Тот же трюк работает не только в кабине пилота, но и в компьютере, в климате Земли и даже в муравейнике.
Климатическая сеть: как Эль-Ниньо сжимает зону влияния и бьёт точечно
Тёплый язык воды вытягивается вдоль экватора Тихого океана, и уже через несколько недель в Перу идут ливни, а в Австралии пересыхают пастбища. Так начинается Эль-Ниньо — природный дирижёр, который в критические моменты заставляет играть лишь несколько оркестрантов, но гораздо громче.
Оркестр без дирижёра: как океан и атмосфера договариваются
В 1972 году у берегов Перу исчезли анчоусы. Рыбаки остались без улова, а весь мир узнал слово Эль-Ниньо. С тех пор учёные ищут способы предсказать, когда тёплое течение снова перевернёт погоду на планете. Оказалось, что у этого явления есть скрытый дирижёр, который живёт в западной части Тихого океана и дышит с периодом в несколько десятилетий.
Река, которая сопротивляется разгону
Река Паглия ведёт себя как маятник, который сопротивляется разгону. Если в неё внезапно выливается много воды, она не продолжает набирать силу, а быстро откатывается назад, к обычному уровню. Такое поведение называется антиперсистентностью, и его обнаружили в двадцатидвухлетнем ряду получасовых измерений стока возле итальянского города Орвието.
Оркестр без дирижёра: медленные волны Россби задают ритм климату
Над тропической частью Тихого океана давление воздуха дышит с периодами от двух до четырнадцати лет. Барометр на Таити поднимается, а в австралийском Дарвине падает, и весь климат планеты вздрагивает: наступает Эль-Ниньо.
Оркестр, где каждый инструмент вступает по своему расписанию
Оркестр играет сложную пьесу, и каждая группа инструментов вступает по своему расписанию. Скрипки могут замедлиться, пока духовые держат прежний темп, а ударные вдруг взорвутся дробью. Дирижёр слышит всё сразу, но определить, в какой именно момент изменился ритм у флейт, а не у виолончелей, почти невозможно.
Два маятника Солнца: как связанные колебания рождают 90-летний ритм
Если поставить рядом два маятника и слегка качнуть один, второй со временем подхватит ритм. Так ведут себя не только часы на общей полке, но и плазма внутри Солнца. В конвективной зоне звезды текут два огромных кольцевых потока: один ближе к поверхности, другой глубже. Каждый из них колеблется со своим периодом — 12,05 и 9,52 года.
Два океанских маятника поют в унисон
Два маятника висят на одной стене, и между ними натянута пружина. Каждый сам по себе может качаться или замереть, но стоит соединить их, как начинается общий танец: один подталкивает другого, и колебания расходятся по всей конструкции. Так устроен Тихий океан, где два соседних региона обмениваются теплом через волны.
Пульс планеты с неровным ритмом
Каждые несколько лет Тихий океан делает глубокий вдох. Тёплая вода, обычно копившаяся у берегов Индонезии, разливается на восток, к Южной Америке, и пассаты, которые гнали её на запад, на время стихают. Этот вдох и выдох называют Эль-Ниньо — Южным колебанием, или ЭНСО.
След на песке: как из 135 лет погоды вытащили уравнение Эль-Ниньо
След на песке тянется через весь пляж. Зверь прошёл здесь ночью, и по отпечаткам можно восстановить не только его размер, но и походку: где он ускорялся, где замедлялся, как переносил вес. Примерно так поступили исследователи с Эль-Ниньо.
Термометр океана вместо барометра: новый взгляд на климатические индексы
Сто лет климатологи измеряют пульс океана барометром. Индексы вроде Эль-Ниньо или Северо-Атлантического колебания строят на разности атмосферного давления между двумя точками, а потом удивляются, почему реки не слушаются. Корреляция с речным стоком держится на уровне 0.1–0.2, то есть почти никакой.
Как подружить снимки, сделанные на разных языках
Два снимка одного и того же места — один сделан утром с дрона, другой вечером со спутника. На первом — тени от деревьев, на втором — блики на воде. Это как два рассказа об одном событии на разных диалектах: слова похожи, но грамматика разная. Совмещение изображений — это переводчик, который находит общий язык между такими кадрами. Переводчик не просто подгоняет слова — он ищет опорные точки.
Эль-Ниньо и индийский муссон: связь под давлением
Танец двух партнёров, океана и неба, продолжается уже тысячи лет. Эль-Ниньо разогревает воды Тихого океана, и обычно в этот момент сезонные дожди над Индией слабеют. Но в последние десятилетия этот ритм будто сбился: дожди не всегда откликаются на тёплое течение.
Сеть предупреждает об Эль-Ниньо за год
В 2010 году Тихий океан готовил мощный Эль-Ниньо, но все прогностические модели дружно его переоценили. Они смотрели на температуру воды и не видели главного: океан уже начал перестраиваться, но не громко, а тихо, попарно связывая далёкие точки. Эль-Ниньо — это тёплый язык воды в восточной части Тихого океана, который раз в несколько лет меняет погоду от Австралии до Перу.
Совет из сотни невысоких экспертов предсказывает капризы Эль-Ниньо
Барометр в порту Папеэте на Таити и барометр в австралийском Дарвине разделяют 7400 километров. Когда один показывает высокое давление, другой часто показывает низкое, и эта разница, названная Южной осцилляцией, управляет дождями от Индии до Бразилии. Предсказать её хотя бы на месяц вперёд — задача с вековой историей.
Танец холода вокруг Антарктиды: волна, которая не стоит на месте
Восемь лет нужно волне, чтобы обойти Антарктиду по кругу. Она несёт с собой то тепло, то холод, и морской лёд то наступает, то отступает вслед за её гребнями. Раньше эту волну ловили разными способами и видели то бегущий сигнал, то застывший диполь. Теперь стало ясно: диполь — это просто мгновенный снимок волны, когда она растянулась между двумя океанами. Новый метод работает как оркестр без дирижёра.
Лес, который то молчит, то поёт: динамика уравнения Дрейка
Галактика — это лес, в котором птицы начинают петь не сразу. Сначала должны вырасти деревья — звёзды, вокруг которых со временем появятся планеты. Уравнение Дрейка подсчитывает, сколько птиц могло бы петь в этом лесу прямо сейчас, но молча предполагает, что их число не меняется: сколько есть, столько и было.
Компас, который показывает истинный север, а не север сетки
Представьте глобус, расчерченный на клетки: у полюсов они сжимаются в узкие клинья, у экватора растягиваются в широкие полосы. Если соединить случайные точки на таком глобусе линиями, стрелки компаса будут врать: связи станут указывать туда, где клеток больше, а не туда, куда действительно направлены потоки.