สิ่งที่ John von Neumann ทำจริง ๆ ที่ Los Alamos (2020)

• John von Neumann แม้จะไม่ใช่บุคคลหลักที่ประจำอยู่ใน Manhattan Project แต่ที่ Los Alamos เขาได้เชื่อมโยง การออกแบบแบบ implosion เข้ากับ เทคนิคการคำนวณ ทิ้งอิทธิพลระยะยาวไว้ทั้งต่ออาวุธนิวเคลียร์และคอมพิวเตอร์สมัยใหม่
• ผลงานของเขาเริ่มจาก shaped charge และ คณิตศาสตร์ของคลื่นกระแทก ก่อนต่อยอดไปสู่การออกแบบที่ใช้ explosive lens และการ implosion แบบทรงกลมเพื่อบีบอัดวัสดุฟิชชันให้รวดเร็วและสม่ำเสมอ
• เมื่อปี 1944 มีการยืนยันปัญหา spontaneous fission ของ plutonium-240 วิธีแบบ gun สำหรับระเบิด plutonium จึงช้าเกินไป และ implosion กลายเป็นวิธีประกอบแทบเพียงทางเดียว
• การคำนวณ implosion เป็นปัญหา nonlinear fluid dynamics ที่ยากเกินกว่าคนคนเดียวจะรับมือได้ และประสบการณ์กับอุปกรณ์ IBM ที่ Los Alamos กับ ENIAC ทำให้ von Neumann ตระหนักถึงคุณค่าของ คอมพิวเตอร์อเนกประสงค์
• ประเด็นที่เริ่มต้นจาก Los Alamos ขยายออกไปไกลกว่าการออกแบบอาวุธนิวเคลียร์ สู่แนวคิด stored-program, random access memory, von Neumann architecture, การจำลองสภาพอากาศ และงานวิจัย artificial life

---

จากเด็กอัจฉริยะแห่ง Budapest สู่คณาจารย์ Princeton

• John von Neumann เกิดในปี 1903 ในครอบครัวชาวยิวฐานะมั่งคั่งที่ Budapest และเป็นที่รู้จักตั้งแต่วัยเด็กจากความสามารถหลายภาษา แคลคูลัส ความรู้ประวัติศาสตร์มหาศาล และความจำยอดเยี่ยม
• เขาเติบโตในสภาพแวดล้อมทางปัญญาเดียวกับนักวิทยาศาสตร์เชื้อสายฮังการีแห่งศตวรรษที่ 20 เช่น Eugene Wigner, Leo Szilard, Edward Teller และต่อมา Wigner กล่าวว่าฮังการีให้กำเนิดอัจฉริยะเพียงคนเดียวคือ Johnny von Neumann
• หลังได้รับปริญญาด้านคณิตศาสตร์และวิศวกรรมเคมีจาก Zurich และ Budapest ตามลำดับ เขากลายเป็นผู้ช่วยของ David Hilbert และก่อนอายุราว 30 ปีก็สร้างผลงานสำคัญในหลายสาขา
  • แก้ ปัญหาข้อที่ห้าของ Hilbert สำหรับ compact group
  • พิสูจน์ mean ergodic theorem
  • วาง รากฐาน ทางคณิตศาสตร์ให้กลศาสตร์ควอนตัม
  • พิสูจน์ minimax theorem
  • ทำงานด้านทฤษฎีเกมและรากฐานของคณิตศาสตร์
• หลัง Hitler ขึ้นเป็นนายกรัฐมนตรีเยอรมนีในปี 1933 เขาเริ่มเดินทางไปสหรัฐฯ และกลายเป็นคณาจารย์รุ่นแรกของ Institute for Advanced Study ร่วมกับ Einstein, Hermann Weyl และ Oswald Veblen
• ที่ Princeton เขาติดต่อแลกเปลี่ยนกับนักเศรษฐศาสตร์ Oskar Morgenstern และเขียน The Theory of Games and Economic Behavior ซึ่งถือเป็นรากฐานของทฤษฎีเกม

คณิตศาสตร์สงครามที่เกิดจาก shaped charge และคลื่นกระแทก

• ในปี 1888 Charles Munroe นักเคมีของกองทัพเรือสหรัฐฯ ค้นพบว่ารูปตัวอักษรนูนบนผิววัตถุระเบิดถูกถ่ายลงบนแผ่นโลหะได้ ปรากฏการณ์นี้นำไปสู่ Munroe Effect และหลักการของ shaped charge
• shaped charge คือวิธีรวมแรงมหาศาลไว้ในพื้นที่แคบผ่านการระเบิดที่มีโครงสร้างเรขาคณิตเฉพาะ ใช้ได้ทั้งในงานสันติ เช่น สร้างโพรงที่ควบคุมได้ในหินและโลหะ และในอาวุธต่อต้านรถถัง
• ในทศวรรษ 1930 นักวิทยาศาสตร์จากหลายประเทศสนใจ shaped charge และ Rudolf Thomanek เสนอหลักการนี้ต่อทางการเยอรมัน
  • ปี 1935 Thomanek นำเสนอแนวคิดต่อหน้า Hitler, Himmler, Goering และคณะเสนาธิการกองทัพเยอรมัน
  • Hitler เห็นว่าอาจเป็นคำตอบของอาวุธที่ทหารรายบุคคลใช้ทำลายรถถังได้ และหลักการเดียวกันอาจใช้กับระเบิดและตอร์ปิโดได้ด้วย
• ในสหรัฐฯ shaped charge ถูกนำไปใช้เป็นอาวุธต่อต้านรถถัง Bazooka และหลักการสำคัญถูกเปิดเผยต่อสาธารณะเมื่อบทความของ Munroe ใน Popular Science ปี 1900 ถูกพิมพ์ซ้ำในปี 1945
• Aberdeen Proving Ground ใน Maryland ก่อตั้งขึ้นระหว่างสงครามโลกครั้งที่หนึ่งเพื่อการวิจัยด้านวิถีกระสุน และช่วงปลายทศวรรษ 1930 Veblen ดึง von Neumann เข้าสู่งานวิจัยด้านสงคราม
• แม้ไม่มีการฝึกด้านสงครามโดยตรง แต่ von Neumann ได้รับการมองว่าเป็นนักคณิตศาสตร์เอนกประสงค์ที่สามารถรับมือกับ ปรากฏการณ์ไม่เชิงเส้น ของการระเบิดแบบ shaped charge ได้
  • ปรากฏการณ์ไม่เชิงเส้นคือปัญหาซับซ้อนที่สิ่งเร้าและการตอบสนองไม่ได้แปรผันตามสัดส่วนกัน
  • Stanislaw Ulam กล่าวว่าคำว่า “nonlinear science” ก็เหมือนกับการเรียกสัตววิทยาส่วนใหญ่ว่าเป็นการศึกษา “non-elephant animals”
• ในปี 1941 Edward Teller และ Hans Bethe วิเคราะห์เงื่อนไขต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิและความดันก่อนและหลังคลื่นกระแทก และในเดือนพฤษภาคม 1941 von Neumann ถาม Bethe ว่าจะขยายไปถึงอากาศที่อุณหภูมิ 25,000 องศาเซลเซียสได้หรือไม่
• การระเบิดแบบ shaped charge สามารถตีความได้ว่าเป็นกระบวนการที่คลื่นกระแทกแพร่ผ่านตัวกลางแล้วตามด้วยปฏิกิริยาเคมี และ von Neumann กำลังศึกษาพฤติกรรมของคลื่นกระแทกอุณหภูมิสูงมาตั้งแต่ก่อน Pearl Harbor

บทบาทที่เพิ่มความเชื่อมั่นให้การออกแบบ implosion ที่ Los Alamos

• ระยะแรกของ Manhattan Project นำโดยนักฟิสิกส์อย่าง Szilard, Teller, Oppenheimer และ Fermi และ von Neumann ไม่ได้อยู่ศูนย์กลางของโครงการมาตั้งแต่ต้น
• ภายในปี 1943 หลักการพื้นฐานของระเบิดฟิชชันค่อนข้างชัดเจนแล้ว
  • ต้องนำชิ้น uranium ที่ยังต่ำกว่าจุดวิกฤตสองชิ้นมารวมกันอย่างรวดเร็วให้เกินมวลวิกฤต
  • หากการประกอบช้าเกินไป อาจเกิดการระเบิดก่อนเวลา หรือระเบิดได้ไม่สมบูรณ์
  • การแยกไอโซโทปของ uranium และการผลิต plutonium ถูกมองว่าเป็นอุปสรรคหลัก
• Seth Neddermeyer เสนอวิธี implosion ที่บีบอัดจากทุกทิศทางเข้าด้านใน แทนการชนกันของสองชิ้น
  • Bethe, Fermi, Feynman และคนอื่น ๆ คัดค้านแนวคิดนี้อย่างหนัก
  • Deke Parsons เยาะเย้ยว่าเป็น “beer can experiment”
  • Oppenheimer สั่งให้ทำการทดลองเบื้องต้น
• ในเดือนกรกฎาคม 1943 Oppenheimer เขียนถึง von Neumann ว่ากำลังคนฝ่ายทฤษฎีของ Los Alamos “critically inadequate” และขอความช่วยเหลือ
• von Neumann ไปเยือน Los Alamos ในเดือนกันยายน 1943 ในฐานะที่ปรึกษา ไม่ใช่สมาชิกประจำ และมอบความเชื่อมั่นชี้ขาดให้วิธี implosion
  • เขาเห็นว่าวิธีที่ดีที่สุดคือจัดวาง shaped charge เป็นทรงกลมรอบแกน uranium หรือ plutonium
  • เขามองว่าหากเพิ่มอัตราส่วนระหว่างวัตถุระเบิดกับวัสดุนิวเคลียร์ ความเร็วในการประกอบจะสูงขึ้น และลดปริมาณ uranium เสริมสมรรถนะหรือ plutonium ราคาแพงที่ต้องใช้ได้
  • เขาเข้าใจว่าภายใต้ความดันสูง วัสดุไม่ได้แค่ถึงจุดวิกฤต แต่เข้าสู่สถานะ supercritical ทำให้ประสิทธิภาพการระเบิดเพิ่มขึ้นอย่างมาก
• George Kistiakowsky ถูกเชิญมาในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านวัตถุระเบิด เพื่อร่วมพัฒนาวัตถุระเบิดสำหรับ implosion การวินิจฉัย และเทคนิคการประกอบ อีกทั้งยังต้องมี detonator แบบใหม่ที่ทำให้ระเบิดพร้อมกันหลายจุด
• ความยากหลักของการนำไปใช้จริงคือคลื่นกระแทกที่สมมาตร
  • ความไม่สมมาตรเพียงราว 5% ก็อาจทำให้ล้มเหลวได้
  • การระเบิดทั่วไปสร้างคลื่นกระแทกที่แผ่ออกด้านนอก จึงต้องเปลี่ยนให้ลู่เข้าสู่ศูนย์กลาง
• James Tuck นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษเสนอแนวคิด explosive lens จากประสบการณ์ที่ใช้วัตถุระเบิดความหนาแน่นต่างกัน
  • เช่นเดียวกับแสงที่หักเหในวัสดุที่มีความหนาแน่นต่างกัน คลื่นกระแทกก็หักเหต่างกันในวัตถุระเบิดต่างชนิด
  • การจัดวัตถุระเบิดที่ลุกไหม้เร็วและช้าเป็นชั้น ๆ เปลี่ยนคลื่นกระแทกที่กระจายออกให้กลายเป็นคลื่นกระแทกที่ลู่เข้า
  • จึงเกิดการออกแบบที่ให้คลื่นจากจุดระเบิด 32 จุดลู่เข้าสู่จุดเดียวตรงกลางเพื่อบีบอัดวัสดุนิวเคลียร์ได้
• von Neumann พัฒนาคณิตศาสตร์ของ explosive lens และมีบทบาทสำคัญในการออกแบบ
• ฤดูใบไม้ร่วงปี 1944 Emilio Segrè ยืนยันว่า reactor-bred plutonium มี plutonium-240 ปนอยู่
  • Pu-240 เกิด spontaneous fission
  • วิธีแบบ gun ที่ใช้กับระเบิด uranium ช้าเกินไปที่จะป้องกันการระเบิดก่อนเวลาในระเบิด plutonium
  • implosion จึงกลายเป็นเส้นทางเดียวที่เป็นไปได้สำหรับระเบิด plutonium
• เนื่องจากการออกแบบ implosion ยังใหม่และไม่แน่นอน จึงถูกทดสอบเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม 1945 ในทะเลทราย Alamogordo รัฐ New Mexico

การคำนวณระเบิดเผยให้เห็นความจำเป็นของคอมพิวเตอร์

• von Neumann ยังมีส่วนช่วยทำให้การคำนวณประเมินความดันของระเบิดง่ายขึ้น
  • ในการระเบิดขนาดใหญ่ เขามองว่าแรงดันส่วนเกินที่เกิดขึ้นเป็นตัวกำหนดผลลัพธ์ มากกว่าความยาวของ detonation pulse
  • สิ่งนี้ทำให้จัดการความสัมพันธ์ระหว่าง bomb yield กับผลกระทบได้ง่ายขึ้น
• ความรู้เรื่องการสะท้อนของคลื่นกระแทกยังถูกใช้คำนวณความสูงระเบิดที่เหมาะสมที่สุดให้นิวเคลียร์สร้างความเสียหายสูงสุด
  • วันที่ 6 สิงหาคม 1945 Little Boy uranium bomb ระเบิดที่ความสูงราว 1,900 ฟุตเหนือ Hiroshima
  • มีผู้เสียชีวิตทันทีราว 80,000–100,000 คน
• ที่ Los Alamos เขากลับมาติดต่อกับ Edward Teller อีกครั้ง และเชิญ Stan Ulam เข้าร่วมการคำนวณด้าน fluid dynamics
• ปัญหา implosion ยากเกินกว่าจะจัดการด้วยการคำนวณของคนเพียงคนเดียว และ Ulam ย้อนความว่าปัญหา fluid dynamics แม้อธิบายด้วยคำพูดได้ง่าย แต่การคำนวณทั้งรายละเอียดและแม้แต่ระดับขนาดก็ยากมาก
• ในเดือนเมษายน 1944 อุปกรณ์คำนวณ IBM ชุดแรกมาถึง Los Alamos เพื่อช่วยการคำนวณ
  • ปัญหาคือการอินทิเกรตสมการอนุพันธ์ย่อยแบบไฮเพอร์โบลิกบนพิกัดอวกาศหนึ่งแกนและพิกัดเวลาอีกหนึ่งแกน
  • การอินทิเกรตทำผ่าน punched card
  • Richard Feynman รับผิดชอบงานนี้
• von Neumann ใช้เวลา 2 สัปดาห์ในการโปรแกรมอุปกรณ์และฝึกความรู้สึกด้านการคำนวณ และรู้สึกว่ากระบวนการเดินสาย tabulator ใหม่ยุ่งยากเป็นพิเศษ
• เขายังรู้ว่า Howard Aiken กำลังสร้าง programmable computer รุ่นแรก ๆ ที่ Harvard ร่วมกับ IBM และจัดให้มีการเปรียบเทียบโดยให้คอมพิวเตอร์ Los Alamos กับคอมพิวเตอร์ Harvard รันการอินทิเกรตเชิงตัวเลขของสมการอนุพันธ์ย่อยอันดับสองพร้อมกัน
  • คอมพิวเตอร์ Los Alamos เสร็จก่อน
  • คอมพิวเตอร์ Harvard คำนวณได้ถึงจำนวนหลักทศนิยมมากกว่า
• ประสบการณ์นี้นำไปสู่ข้อสรุปว่าคอมพิวเตอร์จะกลายเป็นเครื่องมือจำเป็นสำหรับคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ที่ซับซ้อน
• ในช่วงเวลาเดียวกับที่ Presper Eckert และ John Mauchly กำลังสร้าง ENIAC ที่ University of Pennsylvania, von Neumann ยิ่งตระหนักชัดถึงความสำคัญของคอมพิวติ้ง
• ก่อนสงครามสิ้นสุด เขาเห็น คุณค่าระยะยาวของคอมพิวเตอร์ สูงมาก ถึงขั้นเขียนถึงเพื่อนร่วมงานว่า “กำลังคิดถึงสิ่งที่สำคัญกว่าระเบิดมาก นั่นคือคอมพิวเตอร์”

มรดกที่ต่อเนื่องสู่อาวุธนิวเคลียร์และคอมพิวเตอร์สมัยใหม่

• งานของ von Neumann ที่ Los Alamos ส่งผลโดยตรงต่ออาวุธทำลายล้างสูงที่ทำลาย Hiroshima และ Nagasaki
• implosion ยังคงเป็นเทคโนโลยีหลักของ fission bomb และใน thermonuclear weapon ก็ใช้เป็น primary fission device เพื่อจุด fusion secondary
• หลังสงคราม เขายังคงทำงานเป็นที่ปรึกษาระดับสูงของรัฐบาลสหรัฐฯ และเคยมีช่วงหนึ่งที่ให้คำปรึกษาแก่ทุกหน่วยงานยกเว้น Coast Guard
• เขามีส่วนร่วมไม่เพียงกับ fission weapon แต่ยังกับ thermonuclear weapon ที่สามารถสังหารผู้คนนับร้อยล้านภายในไม่กี่นาที
• ก่อนเสียชีวิตไม่นาน เขาเป็นหนึ่งในบุคคลสำคัญของ Teapot Committee ซึ่งเสนอให้เร่งโครงการ ICBM นิวเคลียร์ของสหรัฐฯ
• เขาเชื่อมั่นว่า Soviet Union เป็นภัยคุกคามเชิงดำรงอยู่ต่อความมั่นคงของสหรัฐฯ และสนับสนุนทั้งการโจมตีก่อนและการโจมตีเชิงป้องกัน แต่คำแนะนำดังกล่าวไม่ได้รับการยอมรับ
• ในปีสุดท้ายของชีวิตที่ป่วยเป็นมะเร็ง เขาได้รับ Medal of Freedom จาก President Eisenhower และพักอยู่ในห้องผู้ป่วยที่มีการคุ้มกันของ Walter Reed Hospital ตามคำขอพิเศษของ Eisenhower
• ณ ข้างเตียงก่อนเสียชีวิต มีต้นฉบับคำบรรยาย The Computer and the Brain ที่เปรียบเทียบคอมพิวเตอร์กับสมองวางอยู่
• แนวคิดที่เริ่มงอกงามจาก Los Alamos แผ่ไปถึง artificial intelligence, robotics และ neuroscience รวมถึงแนวคิด self-reproducing automata และ self-replicating spacecraft
• George Dyson สรุปไว้ใน Turing’s Cathedral ว่า “Bombs made computers, and computers made bombs”
• ในตอนแรก von Neumann สนับสนุนให้ใช้คอมพิวเตอร์จำลอง fission และ fusion weapon แต่ต่อมาเขามีบทบาทสำคัญต่อแนวคิด stored-program, random access memory และ von Neumann architecture ในปัจจุบัน
• ที่ Institute for Advanced Study เขาออกแบบคอมพิวเตอร์บุกเบิกร่วมกับทีมวิศวกร และใช้คอมพิวเตอร์นั้นทำการจำลองสภาพอากาศ งานวิจัย artificial life คณิตศาสตร์พื้นฐาน และ geophysics
• เรื่องราวของ Los Alamos แสดงให้เห็นว่าผลสำคัญที่สุดของเทคโนโลยีใหม่อาจเป็นเทคโนโลยีใหม่อีกอย่างที่ไม่คาดคิด: ในความพยายามออกแบบระเบิด ผู้คนพบว่าต้องมีคอมพิวเตอร์ และคอมพิวเตอร์นั้นกลายเป็นเทคโนโลยีที่ยืนยาวกว่าระเบิด

[GN⁺]

ความคิดเห็นจาก Hacker News

• ฉันไม่ได้เรียนคณิตศาสตร์ต่อหลัง A-level เลย เลยสงสัยว่า วิธีสอนคณิตศาสตร์ ในยุคที่ von Neumann เรียนอยู่ต่างจากตอนนี้หรือไม่
  คณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ที่ฉันเรียนมาโดยมากให้ความรู้สึกประมาณว่า “พวกเราแทบจะรู้กันหมดแล้ว แค่เรียนสิ่งนี้ก็พอ” มากกว่าจะเป็น “ยังมีปัญหาที่ยังแก้ไม่ได้อีกมหาศาล ไปเรียนคณิตศาสตร์กับฟิสิกส์แล้วช่วยกันแก้ที”
  เลยสงสัยว่าคนที่ยังอายุน้อยมากจะคิดแบบ “ลองเปลี่ยนอะไรสักไม่กี่อย่างแบบปฏิวัติไปเลยดีไหม? ถ้าฉันจะทำเองก็ดูไม่แปลกอะไรนี่” ได้อย่างไร

  • ทุกวันนี้ก็นึกภาพยากว่า von Neumann จะไม่ยิ่งใหญ่ บางเรื่องเล่าอาจถูกพูดเกินจริงไปบ้าง แต่ก็ดูชัดเจนว่าเขาเป็นหนึ่งใน สุดยอดสมอง แห่งยุคของตัวเอง
    เพียงแต่ของ “ง่าย” ที่พอจะคิดออกได้จากการนั่งคุยกันบนโต๊ะกาแฟนั้นถูกขุดไปมากแล้ว และตอนนี้ดูเหมือนต้องอาศัยความพยายามแบบมุ่งมั่นยาวนานหลายปีในระดับงานประชุมวิชาการมากกว่า
  • สุดท้ายแล้วก็ต้อง เชี่ยวชาญเฉพาะทาง ในหัวข้อหนึ่งมากขึ้นเรื่อย ๆ จนรู้มากไม่แพ้ใคร แล้วจากนั้นก็ค่อยเดินหน้าต่อไป
    ปัญหาใหญ่ที่ยังไม่ถูกแก้มีอยู่เสมอ เพราะพอตอบคำถามหนึ่งได้ ก็จะมีคำถามใหม่ตามมาอีกมาก
  • ฮังการีมี การศึกษาแบบชนชั้นนำ ที่รัฐสนับสนุนสำหรับเด็กที่มีพรสวรรค์ ทั้งในอดีตและปัจจุบัน พวกเขาจะคอยดูตั้งแต่อายุยังน้อยทีเดียวว่าสนใจคณิตศาสตร์ที่ “ดีกว่าเดิม” หรือไม่ พร้อมทดสอบทั้งความสามารถและความอยากรู้อยากเห็นอย่างสม่ำเสมอ เพื่อเตรียมตัวเข้าสู่เส้นทางอาชีพสาย STEM
    ไม่จำเป็นต้องเป็นอัจฉริยะ แค่เก่งพอสมควรและมีความสนใจก็พอ ผมคิดว่ามีเด็กประมาณ 10% ทั้งหมดที่เข้าร่วม
    ตัวอย่างคล้ายกันในสหราชอาณาจักรก็มี UKMT หรือการแข่งขัน Kangaroo
    ระดับมัธยมยังมีวารสารคณิตศาสตร์แข่งขันชื่อ KOMAL ที่มีอายุ 130 ปีด้วย และถึงจะมีหลายระดับความยาก แต่คนที่ได้เป็นนักคณิตศาสตร์ก็มักผ่านข้อสอบที่ยากที่สุดได้ ในฮังการี การเป็นนักคณิตศาสตร์ถือเป็นสายที่คัดเลือกอย่างมาก
    เพราะแบบนี้เอง ฮังการีจึงรักษาโครงการสนับสนุนเด็กเก่งหลายระดับเอาไว้ได้ตลอดกว่าร้อยปีที่ผ่านมา แม้จะผ่านระบอบการปกครองที่แตกต่างกันถึง 3-4 แบบ
  • อินกับความรู้สึกนี้มาก เลยรู้สึกสดใหม่ตอนอ่าน The War Trap ถึงจะเป็นหนังสืออายุ 40 ปีแล้ว แต่ผู้เขียนใช้ข้อมูลที่ฉันเข้าถึงได้และคณิตศาสตร์ที่ฉันพอเข้าใจ เพื่อสรุปเป็น ผลลัพธ์ใหม่ ในหัวข้อที่ซับซ้อน
    มันสร้างแรงบันดาลใจมาก ยังมีสาขาซับซ้อนอะไรอีกบ้างที่กำลังรอคนที่เหมาะสมมาค้นพบกฎพื้นฐานให้? ฉันแอบสงสัยลาง ๆ ว่าสมการเชิงอนุพันธ์ย่อยถูกใช้น้อยเกินไปอย่างน่าเสียดายในงานพัฒนาซอฟต์แวร์และการทำโมเดลการออกแบบระบบ
    สำหรับคนที่สนใจ ฉันเขียนรีวิวสั้น ๆ ไว้ที่ https://two-wrongs.com/war-what-is-it-good-for.html
  • https://en.wikipedia.org/wiki/The_Martians_(scientists)
    ฮังการีในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 มีการรวมตัวของนักวิทยาศาสตร์ที่น่าเหลือเชื่ออย่างแทบไม่น่าเชื่อ น่าเสียดายที่พวกเขาต้องลี้ภัยเพราะ ลัทธิฟาสซิสต์

• von Neumann คือ อัจฉริยะของหมู่อัจฉริยะ
  ถึงขั้นที่คนใน Los Alamos เองยังสงสัยว่า von Neumann ทำงานอยู่คนละระดับกับพวกตน
  ตาม Wikipedia ผู้ได้รับรางวัลโนเบล Hans Bethe เคยพูดว่า “บางครั้งผมก็คิดว่าสมองอย่าง von Neumann อาจบ่งชี้ถึงสายพันธุ์ที่เหนือกว่ามนุษย์” และ Edward Teller ก็พูดว่า “เวลา von Neumann คุยกับลูกชายผมวัยสามขวบ เขาคุยเหมือนทั้งสองเป็นคนที่เท่าเทียมกัน บางทีก็อดสงสัยไม่ได้ว่าตอนเขาคุยกับพวกเรา เขาใช้หลักการเดียวกันอยู่หรือเปล่า”

  • มีเรื่องเล่าที่ Nick Metropolis ถ่ายทอดไว้ว่า Fermi กับ von Neumann มีช่วงเวลาทำงานทับซ้อนกัน และร่วมกันศึกษาปัญหา Taylor instability จนเขียนรายงานออกมา
    หลังจากนั้นเมื่อ Fermi กลับไป Chicago เขาก็เรียก Herbert Anderson ผู้ร่วมวิจัยใกล้ชิดที่ทำงานด้วยกันมาตั้งแต่สมัย Columbia จนถึงช่วงสุดท้าย แล้วพูดว่า “Herb คุณก็รู้ว่าผมคิดได้เร็วกว่าคุณแค่ไหน von Neumann ก็เร็วกว่าผมในระดับนั้นเหมือนกัน”
    เรื่องนี้และอีกบางเรื่องอยู่ที่ http://infoproc.blogspot.com/2012/03/differences-are-enormou...
  • เห็นด้วยเต็มที่ ฉันเคารพพรสวรรค์ของ von Neumann แบบไร้ขีดจำกัด เขาคือ อัจฉริยะเหนืออัจฉริยะ และถ้าได้คุยกับเขาสัก 10 นาทีคงดีมาก
    ถ้าอธิบายปัญหาบางอย่างที่ฉันกำลังวิจัยอยู่ตอนนี้ให้ฟัง เขาคงจับประเด็นหลักได้ทันที ประวัติผลงานของเขานี่เหนือจริงมาก เขาคิดค้น merge sort ได้ แต่ในบรรดาความสำเร็จของเขามันแทบเป็นแค่เรื่องข้างเคียง
    แค่ผลงานของเขาคนเดียวก็น่าจะเติมเรซูเม่ของผู้ได้รับรางวัลโนเบลได้สัก 50 คน แถมดูเหมือนตัวจริงยังมีบุคลิกที่โดดเด่นมากด้วย คงน่านั่งคุยเล่นด้วยแบบสบาย ๆ
  • ไม่น่าแปลกใจเลยที่ von Neumann เป็นหนึ่งใน The Martians <https://en.wikipedia.org/wiki/The_Martians_(scientists)>
  • von Neumann ยังเคยสนับสนุนให้สหรัฐฯ เปิดฉาก โจมตีนิวเคลียร์เชิงป้องกันก่อน ต่อสหภาพโซเวียตแบบฉับพลันด้วย เขาพูดทำนองว่า “ถ้าถามว่าทำไมไม่ทิ้งระเบิดพรุ่งนี้ ผมจะตอบว่าทำไมไม่ทิ้งวันนี้ ถ้าบอกว่า 5 โมงเย็น ผมจะถามว่าทำไมไม่บ่ายโมง”
    ตามทฤษฎีเกม เขามองว่านั่นคือทางเลือกที่มีเหตุผลเพียงทางเดียว เรื่องที่ว่าเขาเป็นอัจฉริยะของหมู่อัจฉริยะก็โยงต่อมาในแบบนี้ด้วย

• จากบทความนี้และบทความอื่นที่ผู้เขียนลิงก์ไว้ ฉันพยายามหาว่า von Neumann มี คุณูปการที่เป็นต้นฉบับ อะไรต่อวิทยาการคอมพิวเตอร์อย่างเป็นรูปธรรมบ้าง
  เท่าที่ฉันเข้าใจได้ดีที่สุดคือเขาเป็น “generalist” และทำให้หลักการที่พัฒนาขึ้นระหว่างงานกับ ENIAC และ EDVAC แพร่หลายออกไปกว้างไกลกว่าที่วิศวกรผู้ออกแบบเครื่องเหล่านั้นตั้งใจไว้มาก ดูเหมือนว่าวิศวกรจะไม่ค่อยพอใจกับเรื่องนี้นัก
  ดูเหมือนว่าเนื้อหาเชิงรูปธรรมของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์จะไม่ใช่ไอเดียของเขา ถ้าความเข้าใจนี้ผิดก็อยากให้ช่วยแก้ไข
  โดยเฉพาะแนวคิดการเก็บโปรแกรมไว้ในหน่วยความจำเดียวกับข้อมูลนั้น พอมองจากการที่มันเป็นบ่อเกิดของช่องโหว่ด้านความปลอดภัยไม่รู้จบมาหลายปี ก็ให้ความรู้สึกเหมือน ดาบสองคม

  • ตอนนี้มันอาจดูเหมือนดาบสองคม แต่ถ้าไม่มี สถาปัตยกรรม von Neumann คอมพิวเตอร์ก็คงไม่เป็นแบบทุกวันนี้
    การที่ไม่ควรมีเส้นแบ่งโดยเนื้อแท้ระหว่าง “โปรแกรม” กับ “ข้อมูล” เป็นแนวคิดที่ทั้งริเริ่มและไม่ใช่สิ่งที่เห็นได้ชัดโดยอัตโนมัติ เครื่อง Turing ก็อยู่บนพื้นฐานของแนวคิดนี้
    von Neumann สำคัญอย่างมหาศาลต่อวิทยาการคอมพิวเตอร์ยุคแรก และคุณูปการของเขาก็ประเมินต่ำไม่ได้เลย Knuth ยกความดีความชอบเรื่อง subroutine ซึ่งเป็นหนึ่งในแนวคิดพื้นฐานที่สุดของการเขียนโปรแกรมทั้งหมดให้แก่เขา ส่วน Turing ก็คิดแนวทางคล้ายกันในอังกฤษในช่วงเวลาใกล้เคียงกัน
    ที่เจาะจงกว่านั้นคือ von Neumann เสนอแนวคิดของตัวสร้างเลขสุ่มเทียมและอัลกอริทึมเชิงปฏิบัติแรกสุดคือ วิธีกำลังสองตรงกลาง ตัวสร้างเลขสุ่มเทียมไม่ใช่เรื่องที่เห็นได้ชัดเอง ก่อนหน้านั้นมีแค่การลองใช้ตารางเลขสุ่มหรือฮาร์ดแวร์สร้างเลขสุ่มแบบพื้นฐาน และแนวคิดที่จะสร้างเลขสุ่มด้วยวิธีคำนวณทางเลขคณิตที่มีอยู่แล้วในคอมพิวเตอร์นั้นเป็นความคิดของเขา
    เขายังสร้าง merge sort ซึ่งเป็นอัลกอริทึมการเรียงลำดับสำหรับคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานได้จริงตัวแรกของโลกอีกด้วย ในวิทยาการคอมพิวเตอร์ยุคแรกมีไอเดียจำนวนมากจริง ๆ ที่มาจาก von Neumann

• ผู้เขียนบทความนี้เขียนเก่งมาก บทความอื่น ๆ ในบล็อกของเขาและ รายชื่อบล็อก ของ 3quarksdaily ก็น่าไล่อ่านอย่างละเอียด

• ถ้ากำลังหาชีวประวัติแบบกึ่งเรื่องแต่งที่ดราม่าซึ่งว่าด้วย von Neumann และผู้คนรอบตัวเขา ขอแนะนำ The MANIAC อย่างยิ่ง
  https://bookshop.org/p/books/the-maniac-benjamin-labatut/196...

• ขอแนะนำ The Man from the Future: The Visionary Life of John von Neumann ของ Ananyo Bhattacharya อย่างมาก หนังสือเล่มนี้ไม่ได้พูดถึงแค่ช่วงเวลานี้ แต่ยังครอบคลุมคุณูปการอื่น ๆ อย่างทฤษฎีเกมด้วย

  • หลังจากอ่านแล้วฉันกลับยิ่งอยากรู้รายละเอียดทางวิทยาศาสตร์มากขึ้น ในฐานะหนังสือสำหรับเริ่มต้นถือว่าใช้ได้ เพราะดูเหมือนจะทำหน้าที่ชวนให้ไปค้นต่อ
    แต่อีกด้านหนึ่ง ตอนที่ผู้เขียนแนะนำผู้หญิงซึ่งเป็นรักแท้ของ von Neumann แล้วเรื่องก็พุ่งไปสู่การแต่งงานทันทีนั้นตลกแบบไม่ตั้งใจ ทั้งที่ทั้งคู่รู้จักกันมาตั้งแต่เด็ก แต่ก่อนหน้านั้นในหนังสือแทบไม่กล่าวถึงเธอเลย และฉันจำได้ว่าช่วงก่อนหน้านั้นยังมีเรื่องเล่าถึงชีวิตเฮฮาสมัยมหาวิทยาลัยของเขาอยู่
  • สำหรับฉันส่วนตัว มันไม่ค่อยตรงกับความคาดหวัง หนังสืออ่านเหมือนเรซูเม่ยาว ๆ และฉันอยากให้พูดถึงว่าเขาเป็น คนแบบไหน มากกว่านี้ แน่นอนว่านี่ก็แล้วแต่รสนิยม

• ประโยคที่ว่า “การใช้คำว่า non-linear science ก็เหมือนกับเรียกสัตววิทยาส่วนใหญ่ว่าเป็นการศึกษาสัตว์ที่ไม่ใช่ช้าง” เป็นอะไรที่ควรจำไว้
  ไม่ใช่คำพูดของ JvN แต่คมมาก

  • คำพูดของ JvN ที่ฉันจำได้เป็นเรื่องเล่าจาก Ulam Ulam กับ von Neumann ไปเข้าฟังสัมมนาหนึ่ง แล้วผู้นำเสนอก็ฉายกลุ่มจุดข้อมูลขึ้นบนสไลด์ พร้อมพูดอย่างตื่นเต้นว่าจุดเหล่านั้นอยู่บนเส้นตรง
    JvN เอนตัวไปทาง Ulam แล้วกระซิบว่า “อย่างน้อยมันก็อยู่บน ระนาบ ล่ะนะ”

• เป็นการคาดเดาส่วนตัวว่า หากไม่มีผลงานของ John von Neumann ต่อ ระเบิดพลูโทเนียม ก็มีความเป็นไปได้สูงว่าจนถึงทุกวันนี้เราอาจยังไม่มีระเบิดไฮโดรเจน
  เหตุผลคือ สหรัฐมีแบบที่ใช้งานได้จริงอยู่แล้ว นั่นคือระเบิดที่ใช้ Uranium-235 ซึ่งถูกทิ้งที่ Hiroshima ไปแล้ว นอกจากนี้ยังมีระเบิด U-233 เป็นทางเลือกแทนระเบิด Plutonium อีกด้วย Glenn Seaborg ผู้ค้นพบ Plutonium และธาตุอื่น ๆ หลายชนิด ได้รับมอบหมายให้ตรวจสอบความเป็นไปได้ของระเบิด U-233 และสรุปว่าทำได้จริง อันที่จริงไม่กี่ปีหลังสงคราม สหรัฐก็สร้างและทดสอบระเบิดแบบนั้น แต่เพราะ von Neumann ช่วยให้ระเบิด Plutonium เป็นไปได้ จึงไม่ได้เดินไปตามเส้นทางนั้น
  หาก von Neumann ใช้เวลากับปัญหาอื่น สหรัฐอาจหันไปมุ่งกับระเบิด U-233 ก็ได้
  ช่วงปลายสงคราม สหภาพโซเวียตตัดสินใจขโมยความลับเพื่อสร้างระเบิดของตนเอง และ Stalin สั่งให้สร้างสำเนาที่เหมือนระเบิด Nagasaki ทุกประการ ก่อนจะทดสอบในปี 1949 หากมีตัวเลือกเพียง U-233 และ U-235 ก็น่าจะเลือกอย่างใดอย่างหนึ่งแทนการสำรวจแบบที่ยังไม่แน่นอน
  การขยับจากระเบิดยูเรเนียมไปสู่ระเบิดยูเรเนียมเสริมสมรรถนะเป็นก้าวเล็ก ๆ ดังนั้นโลกก็คงได้เห็นระเบิดที่ใหญ่กว่าลูกที่ทิ้งใส่ญี่ปุ่นมาก อันที่จริงมีการสร้างและทดสอบระเบิดฟิชชันที่มีกำลังใกล้ 1 เมกะตันด้วย
  แต่ระเบิดไฮโดรเจนนั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็น ระเบิดแบบอัดเข้าด้านใน ระเบิดไฮโดรเจนเป็นผลพลอยได้จากความเข้าใจที่ลึกขึ้นเกี่ยวกับการออกแบบแบบอัดเข้าด้านใน โดยเฉพาะสหรัฐพบว่าถ้าใช้วัตถุระเบิดแบบดั้งเดิมทำการอัดเข้าด้านในได้ ก็ย่อมทำได้ดียิ่งกว่าด้วยการระเบิดนิวเคลียร์ และได้ออกแบบกับทดสอบระเบิดฟิชชันสองขั้นชื่อ Castle Nectar ซึ่งเป็นระเบิดที่ไม่ใช่เทอร์โมนิวเคลียร์เพียงลูกเดียวที่มีแรงระเบิดเกิน 1 เมกะตัน โดยมีอานุภาพ 1.8 เมกะตัน
  งานวิจัยที่ Ulam ทำอยู่ก็คือระเบิดสองขั้นนี้เอง และเขาได้บอก Teller ว่า ถ้ามันทำงานได้เมื่อขั้นที่สองเป็นระเบิดฟิชชัน มันก็น่าจะทำได้เมื่อเป็นระเบิดฟิวชันเช่นกัน Teller เพิ่มมุมมองของตนเข้าไป และท้ายที่สุดก็สำเร็จ

  • ตาม Wikipedia, Von Neumann และ Klaus Fuchs ก็มี แบบร่างระเบิดไฮโดรเจนระยะแรกเริ่ม ที่ใช้ระเบิดแบบอัดเข้าด้านในเป็นขั้นแรกเช่นกัน แต่ใช้วิธีต่างจากแบบ Teller-Ulam
    Fuchs ได้รั่วไหลแบบ Neumann-Fuchs ให้โซเวียตพร้อมกับข้อมูลอื่น ๆ แต่เช่นเดียวกับสหรัฐ โซเวียตก็พักมันไว้ก่อนและไปถึงแบบ Teller-Ulam ได้ด้วยตนเองในที่สุด
    ดังนั้นแม้ท้ายที่สุด Teller และ Ulam จะเป็นฝ่ายชนะ ก็ยังดูเหมือนว่า Von Neumann มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างลึกซึ้งกับการพัฒนาระเบิดไฮโดรเจนด้วย ไม่ใช่แค่การพัฒนาระเบิดพลูโทเนียมแบบอัดเข้าด้านในซึ่งเป็นเงื่อนไขตั้งต้น
  • ไม่ว่า JN จะอยู่หรือไม่ การออกแบบแบบอัดเข้าด้านในก็คงถูกแก้ได้ในที่สุด แบบจำลองคอมพิวเตอร์ ทำให้เรื่องนี้ง่ายขึ้นมาก และถึงไม่มีมันก็น่าจะไปถึงได้ด้วยการลองผิดลองถูก
  • แทนที่จะพูดว่า “โซเวียตตัดสินใจขโมยความลับ” จะเป็นไปได้ไหมว่ามีใครมอบให้? ผมเดาว่าการที่โซเวียตสนับสนุนการก่อตั้งอิสราเอลอาจเป็น การแลกเปลี่ยนผลประโยชน์
  • ไม่ว่ามองยังไง นี่ก็เป็นการตีความที่เหลวไหลมาก แทบจะเป็นการดูหมิ่นสติปัญญาของคนเกือบทั้งหมดที่มีส่วนร่วมในการพัฒนาระเบิด
    ประโยชน์ใช้สอยของ Plutonium ย่อมถูกค้นพบในที่สุด และวิธีอัดเชื้อเพลิงฟิวชันด้วยการถ่ายเทความร้อนผ่านรังสีเอกซ์ก็คงถูกค้นพบเช่นกัน โลกไม่ได้ทำงานเหมือน จุดล้มเหลวเพียงจุดเดียว ที่ขึ้นอยู่กับคนคนเดียว

• วิดีโอ YouTube ในบรรณานุกรมข้อ 11 ถูกลบไปแล้ว แต่หาเจอใน Internet Archive: https://web.archive.org/web/20200626032839/https://www.youtu...
  เพิ่งดูเมื่อกี้ ภาพไม่ค่อยชัด แต่ก็น่าสนใจมาก เป็นวิดีโอปี 1966 และมีคนจำนวนมากที่เคยรู้จักเขามาพูดถึง von Neumann

• เป็นบทความที่ยอดเยี่ยมจริง ๆ
  เสียดายนิดหน่อยที่ในหนัง Oppenheimer เขาไม่ได้โผล่มาแม้แต่ในบทรับเชิญ
  หนังสือ Turing's Cathedral ที่ผู้เขียนพูดถึงก็เป็นงานอ่านที่ยอดเยี่ยมสำหรับคนที่ชอบบทความนี้และอยากรู้ต่อ