Von Neumann: de wetenschapper die de toekomst maakte

Wiskundige John von Neumann (1903-1957) droeg onder meer bij aan de ontwikkeling van de kwantummechanica, de atoombom, de computer en de speltheorie. Hij werkte samen met grootheden als Robert Oppenheimer en Alan Turing. Biograaf Ananyo Bhattacharya benadrukt vooral de baanbrekende kracht van Von Neumanns werk. Jeanine Daems zocht in ‘De man uit de toekomst: het visionaire leven van John von Neumann’ ook naar de menselijke diepte. Slaagt Bhattacharya erin zowel de persoon als zijn denken recht te doen, of zit de mythe van het wetenschappelijk genie daarvoor teveel in de weg?

Ananyo Bhattacharya begint zijn biografie van John von Neumann (1903-1957) met het volgende citaat van Edward Teller: ‘Als Von Neumann een gesprek voerde met mijn drie jaar oude zoon, spraken ze als twee gelijken met elkaar, en soms vraag ik me af of hij hetzelfde principe hanteerde als hij met de rest van ons sprak.’

Daarmee is de toon gezet: Von Neumann was een uitzonderlijk mens. Een wonderkind, snel van begrip, met een uitzonderlijk goed geheugen, en met een neus voor wat de interessante vragen van zijn tijd waren. Persoonlijk vind ik het niet altijd bevorderlijk voor het beeld van de wiskunde om alleen aandacht te besteden aan de absolute genieën, want dat kan ervoor zorgen dat mensen wiskunde gaan zien als ‘niet iets voor mij’, terwijl er in het wetenschapsgebied voor iedereen mooie en interessante zaken te vinden zijn. Maar het is een feit: juist grootheden als Von Neumann zijn uitermate bepalend geweest voor de ontwikkelingen in de wetenschap, dus is het terecht dat er boeken over hem worden geschreven. En Von Neumanns werk had niet alleen invloed op de wetenschap, maar ook op de wereldgeschiedenis en -politiek: hij werkte mee aan de ontwikkeling van de atoombom, en zat in de commissie die de lijst van de mogelijke doelwitten in Japan opstelde.

Jeugd en studie

Het meest persoonlijke hoofdstuk is het eerste, waarin Von Neumanns jeugd beschreven wordt. Hij werd geboren in een welgesteld Joods gezin in het bruisende Boedapest. In deze hoofdstad was men relatief tolerant ten opzichte van Joden, maar toch was er altijd het besef dat dat zomaar ineens zou kunnen omslaan. Zijn vader was economisch adviseur van de Hongaarse regering, een baan die hem een erfelijke titel opleverde. Er kwamen vooraanstaande gasten thuis bij het gezin en er heerste een intellectueel stimulerend klimaat. Al op de middelbare school raakte hij bevriend met de latere Nobelprijswinnaar Eugene Wigner.

Toen hij zeventien was schreef hij al een belangrijk artikel over de verzamelingenleer. Zijn vader wilde echter niet dat hij zich alleen op wiskunde zou richten, daar kon je volgens hem geen geld mee verdienen. Het compromis werd dat hij zich verdiepte in twee wetenschapsgebieden, waarbij hij zijn achterstand in de scheikunde wegwerkte in Berlijn en daarna een opleiding tot chemisch ingenieur volgde in Zürich, en tegelijkertijd een doctoraat wiskunde behaalde in Boedapest.

Overal waar hij kwam lukte het hem om wiskundigen te vinden om mee te praten, en in 1925 publiceerde hij een artikel waarin hij de verzamelingenleer een solide fundament gaf. Na het behalen van zijn doctoraat kreeg hij een beurs waarmee hij naar Göttingen vertrok, dat met David Hilbert aan het roer op dat moment een belangrijk middelpunt vormde van de wiskundige wereld. Hilbert was een grootheid die ook bezig was met de verzamelingenleer en grondslagen waaraan Von Neumann reeds bijdragen geleverd had. Samen met die van Hilbert verschoof Von Neumanns interesse naar de kwantummechanica en het beschrijven van de wiskundige essentie daarvan.

Carrière

In 1927 werd Von Neumann na afloop van zijn beurs benoemd tot Privatdozent in Berlijn. Hij genoot volop van het uitbundige leven in Berlijn, en ook op wetenschappelijk vlak kon hij daar zijn hart ophalen. Na een korte tussenstop in Hamburg vertrok hij in 1930 echter naar de Verenigde Staten: Oswald Veblen, hoogleraar wiskunde aan Princeton, wilde de VS op wiskundig gebied belangrijker maken en had veel geld binnengehaald om dat voor elkaar te krijgen. Hij bood zowel Von Neumann als Wigner hoge salarissen, en beiden vertrokken naar Princeton. Von Neumann trouwde eerst nog in Boedapest met Mariette Kövesi, met wie hij in 1935 een dochter kreeg. Hun huwelijk liep in 1937 stuk, waarna hij in 1938 met Klára Dán trouwde.

Al snel maakte Von Neumann de overstap naar het Institute for Advanced Study (IAS), waar hij geen onderwijs hoefde te geven en veel vrijheid had, en waar onder meer Einstein en Gödel zijn collega’s werden. Hij maakte zich grote zorgen over de oorlog die hij zag aankomen en wilde zijn nieuwe land helpen. Hij verdiepte zich in de wiskunde van explosies en ballistiek. Toen in 1942 het Manhattan Project werd opgestart werd en Robert Oppenheimer hoofd werd van het laboratorium dat de bom zou gaan ontwikkelen, riep die Von Neumanns hulp in. Hij kreeg een grote rol bij de berekeningen aan de atoombom en hij betrok ook zijn goede, eveneens Hongaarse, vriend Stanisław Ulam. Op 16 juli 1945 was hij op een veilige afstand van 32 km aanwezig bij de test, de explosie van de eerste atoombom. Nog lang na de oorlog reisde Von Neumann regelmatig naar Los Alamos, waar hij en ook zijn vrouw meewerkten aan de ontwikkeling van thermonucleaire bommen – kernbommen waarin ook gebruik wordt gemaakt van kernfusie.

Hoe rationeel hij ook over de oorlog en de doelen in Japan leek te denken, Von Neumann schijnt er wel degelijk door geraakt te zijn. Zo zou hij op een nacht, terwijl hij onder grote spanning stond, het volgende aan zijn vrouw hebben toevertrouwd:

Wat we nu aan het maken zijn is een monster waarvan de invloed de geschiedenis zal veranderen, als er tenminste überhaupt geschiedenis overblijft, en toch zou het onmogelijk zijn om het niet te voltooien, (…), maar het zou ook onethisch zijn vanuit het standpunt van de wetenschappers om niet datgene te doen waarvan ze weten dat het uitvoerbaar is, ongeacht de verschrikkelijke consequenties die het kan hebben. (…) De energiebron die nu ter beschikking komt zal van de wetenschappers de meest gehate en ook de meest gewenste burgers van een land maken.

De berekeningen aan de bom waren voor Von Neumann ook aanleiding om zich te gaan verdiepen in een ander domein waarop hij zijn stempel zou drukken: de computer. Al in de jaren dertig kwam hij erachter dat hij voor het modelleren van explosies meer rekenkracht nodig had, en vermoedelijk werd zijn belangstelling voor de mogelijkheden van de computer destijds gewekt tijdens ontmoetingen met Alan Turing. Von Neumann ging dus op zoek naar rekenkracht en zorgde ervoor dat de ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), die in ontwikkeling was voor het doen van ballistische berekeningen, werd ingezet voor het rekenen aan de waterstofbom. Maar hij was inmiddels ook gegrepen door de computer op zich en schreef een rapport waarin hij een nieuwe computerarchitectuur beschreef, waarbij de data en het programma zelf in hetzelfde computergeheugen worden opgeslagen. Die architectuur zou de basis worden voor de moderne computer.

Een ander gebied waaraan Von Neumann belangrijke bijdragen leverde is de speltheorie, voortkomend uit zijn behoefte om ‘orde en rationaliteit aan een inherent wanordelijke en irrationele wereld op te leggen’, aldus zijn dochter Marina von Neumann Whitman, die later zelf een bekende econoom werd. Von Neumann ging als consulent bij denktank RAND werken, een organisatie die was opgericht om ook na de Tweede Wereldoorlog wetenschappers bezig te laten zijn met (nieuwe) aspecten van oorlogvoering. In de Koude Oorlog speelde speltheorie daar een belangrijke rol.

Mens/werk

In deze biografie worden die verschillende gebieden waarin Von Neumann in de loop van zijn leven werkzaam was stuk voor stuk uitgebreid beschreven: de grondslagen van de wiskunde, de kwantummechanica, de atoombom, de computer, de speltheorie en het idee van zelfreplicerende machines. Daardoor leest het boek soms meer als een geschiedenis van een discipline binnen de wiskunde, natuurkunde of informatica (of van een organisatie als RAND), dan als een echte biografie. De beschrijvingen geven een goed beeld van de betreffende vakgebieden.

Toch heb je na het lezen van dit boek niet het idee dat je de mens Von Neumann hebt leren kennen. Dat komt voor een belangrijk deel door de keuze van de auteur om niet per se Von Neumanns leven maar juist de onderwerpen waar hij zich mee bezighield leidend te laten zijn in zijn boek. Maar ook de ongrijpbaarheid van Von Neumanns karakter speelt zeker een rol: zowel de ‘koele rationalist’ als de ‘vriendelijke filantroop’, zoals Bhattacharya de kanten van zijn karakter noemt. Volgens Von Neumanns dochter zijn ze beide authentiek, maar het is niet eenvoudig ze in gedachten te verenigen in een persoon.

Ondertussen komt de indrukwekkende rol die Von Neumann speelde op onvoorstelbaar veel gebieden in het boek goed naar voren. Zijn interesses bleken stuk voor stuk belangrijke onderwerpen te zijn in de wetenschappelijke ontwikkelingen in en na zijn tijd, en zijn bijdragen hadden grote invloed op de politiek, economie en technologie. Vandaar terecht: de man uit de toekomst. Of misschien beter nog: de wetenschapper die de toekomst maakte.