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Él fue quien desarrolló la arquitectura computacional que lleva su nombre y que se sigue aplicando en la mayoría de los ordenadores en todo el mundo. Von Neumann fue un matemático húngaro-estadounidense que realizó contribuciones fundamentales en física cuántica, análisis funcional, teoría de conjuntos, teoría de juegos, ciencias de la computación, economía, análisis numérico, cibernética, hidrodinámica, estadística y muchos otros campos.
Trabajó en el Proyecto Manhattan, el desarrollo de la bomba atómica de Estados Unidos durante la Segunda Guerra Mundial. Se le considera uno de los matemáticos más importantes del siglo XX. Desarrolló las primeras computadoras como las conocemos actualmente, con programas que se ejecutan para realizar diferentes tareas y posibilitó el desarrollo de computadoras cuyos programas se almacenaban en una memoria. John von Neumann es uno de los responsables de sentar los pilares sobre los que se apoyan las computadoras actuales.
Nuestras computadoras personales, smartphones y tablets pueden ejecutar cualquier programa que les instalemos. Prácticamente, cualquier dispositivo que tenemos hoy a nuestro alcance es, en el fondo, un ordenador de propósito general cuyo ámbito de uso o aplicación lo marca el software que está utilizando. Este hecho, que para nosotros es algo cotidiano, no se daba en las primeras computadoras que surgieron en los años 40 y 50 que tenían programas fijos y servían para una única funcion específica.
Von Neumann creó el ENIAC, uno de los primeros computadores de “propósito general” -es decir que se podían programar y hacer que ejecutasen distintos programas.
En este contexto, este matemático judío de origen húngaro, apoyándose en los principios que marcó Alan Turing en la conocida como “máquina de Turing”, desarrolló la “Arquitectura de von Neumann”, un modelo de computador que propició un gran salto en el desarrollo de los primeros computadores y que, además, hoy aún sigue vigente.
Una mente brillante e inmigrante
John von Neumann nació bajo el nombre de Neumann János Lajos en Budapest en 1903. Hijo de un banquero judío, a los diez años de edad, John von Neumann fue considerado por sus profesores del colegio como superdotado y recomendaron a sus padres que complementaran su formación con clases particulares de matemáticas impartidas por profesores universitarios.
En 1921 accedió a la Universidad de Budapest y se doctoró en matemáticas en 1926, al mismo tiempo se matriculó en la Universidad de Berlín y asistió a clases impartidas por Albert Einstein junto a alumnos que luego se convertirían en figuras clave como, por ejemplo, Eugene Wigner (premio Nobel de física en 1963). También asistió a la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, obteniendo el título de ingeniería química y conoció a Robert Oppenheimer en los seminarios que impartía el matemático alemán David Hilbert.
Gracias a su formación, la Universidad de Princeton de Estados Unidos le invitó como profesor visitante en 1929, una actividad que realizó simultáneamente con su puesto como profesor en la Universidad de Berlín. Sin embargo, en 1933, con el ascenso al poder del partido nazi, los profesores universitarios de origen judío quedaron expulsados de la comunidad docente así que von Neumann huyó a Estados Unidos y se estableció en la Universidad de Princeton como uno de los primeros profesores del Instituto de Estudios Avanzados junto a junto con Albert Einstein, Oswald Veblen, Hermann Weyl y James W. Alexander.
Al estallar la Segunda Guerra Mundial, von Neumann fue movilizado para participar en el Proyecto Manhattan, es decir, en el desarrollo de la bomba atómica.
El proyecto Manhattan concentró a las mentes más brillantes de Estados Unidos: Neumann, Edward Teller, Leo Szilard, Eugene Wigner, Theodore von Kármán… Un polo de talento que, aunque tenían como misión trabajar en el desarrollo de la bomba nuclear, permitió dar un impulso a otras muchas disciplinas como las ciencias de la computación. A buena parte del grupo de científicos del proyecto se les conocía como los “marcianos” porque, a los ojos de la mayoría, tanto talento no era algo natural en la Tierra y, de hecho, al propio von Neumann le acusaban, en broma, de proceder de otro planeta y ser un alienígena disfrazado de ser humano porque tanta brillantez era algo excepcional.
Tras la guerra, John von Neumann estuvo vinculado al programa atómico estadounidense, tanto a nivel científico como estratégico y formó parte de la Comisión de Energía Atómica del Gobierno de Estados Unidos.
Además de su trabajo en el ámbito del programa atómico, John von Neumann trabajó en el campo de la mecánica cuántica y en el de la economía. von Neumann propuso el lenguaje de la teoría de juegos y la teoría del equilibrio general para la economía y, junto a Oskar Morgenstern, publicó en 1944 “Theory of Games and Economic Behavior”.
La arquitectura de von Neumann
En el ámbito de las ciencias de la computación, el trabajo de von Neumann supuso un gran impulso para el desarrollo de computadoras más complejas y avanzadas. Propuso la adopción del bit como unidad de medida de la memoria de las computadoras y, además, desarrolló el concepto de los “bits de paridad” para poder paliar la aparición de errores, por ejemplo, por culpa de componentes no fiables.
El nombre de von Neumann se asocia, fundamentalmente, a dos aspectos de su carrera: el Proyecto Manhattan y su contribución al desarrollo de la computación. Como bien recoge el libro La Catedral de Turing, von Neumann siempre consideró sus teorías sobre computación por encima del desarrollo de la bomba atómica o la estrategia de disuasión nuclear: “Estoy pensando en algo más importante que las bombas. Estoy pensando en computadoras”.
Compañías como IBM o Standard Oil e instituciones como el MIT o la Universidad de Yale se peleaban por tenerle entre sus filas. IBM necesitaba a von Neumann para desarrollar sistemas que se pudieran implantar en las empresas, Standard Oil le requería para realizar estudios analíticos para localizar nuevos yacimientos de petróleo.
Sin embargo, su carrera se centró en el mundo de las computadoras, en ese momento con fines militares -la simulación de explosiones o el cálculo de la trayectoria de misiles-, pero con la visión como para crear un modelo estándar que funcionase en cualquier ámbito o aplicación: Separar el software del hardware, crear un modelo de computador universal.
En 1944, año en el que se empezó a esbozar el EDVAC como evolución del ENIAC, Eckert comenzó escribir en sus especificaciones que se usaría una memoria direccionable para almacenar tanto los datos como el programa a ejecutar. Dentro de su vinculación al Proyecto Manhattan, John von Neumann necesitaba realizar cálculos complejos y terminó vinculándose también al desarrollo del ENIAC y el EDVAC.
Dentro del grupo de trabajo del EDVAC, von Neumann se ofreció voluntario a redactar un primer esbozo que describiese el computador: “First Draft of a Report on the EDVAC”, del 30 de junio de 1945. Fue un documento que comenzó a circular dentro de la comunidad científica y del que salió el concepto de “arquitectura de von Neumann”.
¿Y en qué consiste la arquitectura de von Neumann? Según el modelo de von Neumann, los distintos bloques funcionales que conforman una computadora deben estar siempre conectados entre sí; dicho de otra forma, no hay que modificar el hardware o su configuración a la hora de ejecutar un programa. La arquitectura de von Neumann separa el hardware del software. Define los módulos de las computadoras modernas: CPU como el procesador de nuestro PC, la memoria principal como la memoria RAM y los periféricos como nuestro monitor, mouse o nuestro teclado.
Gracias a este esquema que se implementó en el EDVAC, el programa a ejecutar se podía almacenar en memoria y, por tanto, no había que modificar conexiones en el sistema. En una primera fase, el EDVAC disponía de una unidad de cinta magnética como entrada, pero posteriormente se le añadió un sistema de tarjetas perforadas como dispositivo de entrada. Además, otra de las peculiaridades del EDVAC es que trabajaba con datos en binario, es decir, datos codificados en bits, tal y como había establecido von Neumann.
El modelo de von Neumann ha sufrido distintos ajustes y modificaciones a lo largo del tiempo; sin embargo, su esencia se mantiene y es un modelo de referencia que estudian los ingenieros de todo el mundo en sus primeros años de estudios.
Alan Turing y John von Neumann sentaron los cimientos de la explosión que se viviría alredor de la computación y que, hoy mismo, seguimos viviendo.
Aunque von Neumann es conocido por su arquitectura, hay otra faceta muy relevante de su trabajo que fue el desarrollo de la robótica y la mecánica cuántica.
Dada su vinculación al programa nuclear y sus continuas estancias en Los Álamos y demás lugares de ensayos, la radiación fue la principal sospechosa de causar un cáncer de huesos o de páncreas que sesgó su vida en 1957 (un año después de ser galardonado con el Premio Enrico Fermi por parte del presidente Eisenhower).
Hoy día decenas de institutos científicos y premios llevan su nombre. Fue sin dudas una de las mayores personalidades científicas del siglo XX.
Fuente: Grupo de Facebook Personalidades judías de todos los tiempos. Compilado por Raúl Voskoboinik.
