John von Neumann : l'origine de l'ordinateur numérique

Enfance et études

John von Neumann naît le 28 décembre 1903 à Budapest sous le nom Neumann János Lajos. Sa famille, d'origine juive, est anoblie et rejoint la noblesse hongroise en 1913. Entouré par ses deux jeunes frères, il reçoit une éducation intellectuelle autour de la littérature, la musique et les sciences. En plus de sa langue maternelle, le hongrois, János apprend l'anglais, l'italien, le français et l'allemand tout en parlant régulièrement en grec ancien. Bien que son père insiste pour qu'il suive les cours adaptés à son âge, il accepte finalement de recruter des tuteurs privés pour étudier des matières avancées.

À 19 ans, il avait déjà publié deux articles scientifiques sur des théories mathématiques, dont une définition des nombres ordinaux toujours utilisée aujourd'hui. Son père, craignant que les mathématiques ne soient pas un domaine suffisamment rémunérateur, se met d'accord avec János pour qu'il suive des études en génie chimique en parallèle. Il obtient son diplôme de chimie à l'École polytechnique fédérale de Zurich en 1925 et un doctorat en mathématiques à l'université de Budapest l'année suivante, étant major de promotion à chaque fois.

Repéré par sa thèse de doctorat sur la théorie des ensembles, il obtient une bourse de la Fondation Rockefeller pour aller étudier à l'université de Göttingen aux côtés de David Hilbert et Robert Oppenheimer. Cette période servira de base à son ouvrage : Mathematical Foundations of Quantum Mechanics.

Carrière aux États-Unis

Il s'installe aux États-Unis en 1930 et travaillera à Princeton jusqu'à la fin de sa vie. Il enseigne initialement à l'université de Princeton puis à l'Institute for Advanced Study, encore aujourd'hui considéré comme l'un des laboratoires de recherche les plus prestigieux du monde. Il fait partie des six premiers professeurs aux côtés d'Albert Einstein dès 1933.

C'est en 1937 qu'il se fait naturaliser, choisissant d'angliciser son nom en John tout en conservant dans son nom de famille le titre de noblesse obtenu par son père des années plus tôt : von Neumann.

En 1943, von Neumann commence à travailler sur le projet Manhattan sur invitation de Robert Oppenheimer. Il se concentre sur le développement du modèle mathématique de la lentille explosive utilisée pour maîtriser la forme d'une explosion. Les calculs nécessitaient un grand nombre de personnes effectuant chacun de nombreuses opérations mathématiques (on les nommait les "Ordinateurs Humains") ce qui pousse von Neumann à chercher une manière automatisée de réaliser ces calculs.

Parmi les outils qu'il invente se trouvent l'algorithme Merge-Sort encore utilisé aujourd'hui et permettant de trier les résultats d'une liste ainsi que la Méthode de Monte-Carlo qui permet de simuler une probabilité un grand nombre de fois au lieu de la calculer directement afin de gagner du temps sur des calculs complexes.

Dès 1944, il prend connaissance de l'existence du projet ENIAC, le premier ordinateur entièrement électronique. Il en rejoint l'équipe afin d'y contribuer et de pouvoir utiliser la machine pour effectuer les calculs des réactions thermonucléaires pour la bombe à hydrogène.

Von Neumann avec l'ENIAC à l'**Institute for Advanced Study** à Princeton

Travaux sur l'informatique

Dans un rapport, von Neumann propose une modification architecturale pour l'ENIAC et son successeur, l'EDVAC. Auparavant, la configuration de l'ordinateur nécessitait des interrupteurs et des câbles. Avec cette nouvelle architecture, il était possible d'enregistrer des instructions directement dans la mémoire de la machine. Suivant la proposition du scientifique, l'ENIAC devient en 1948 le premier ordinateur au monde à exécuter un programme enregistré. En plus de ses travaux sur les mathématiques et les langages de programmation à l'ENIAC, von Neumann pose les bases du domaine des automates cellulaires et des sciences informatiques. Son objectif étant de prouver qu'un algorithme pourrait se reproduire seul à partir de la lecture de son code source. Cette idée de "code génétique" pour modéliser par les mathématiques des processus biologiques précède la découverte de l'ADN. Sa théorie ne sera publiée qu'à titre posthume dans l'ouvrage Theory of Self Reproducing Automata.

von Neumann (à gauche en arrière plan) dans une photo d'une partie des professeurs de l'**Institute for Advanced Study** à Princeton

Mort et héritage

À partir de 1954, il devient membre de la Commission de l'Énergie Atomique et sera l'un des architectes de la politique de la Guerre Froide et de la Destruction Mutuelle Assurée, affirmant que si une des deux grandes puissances utilisait l'arme atomique, cela mènerait à la destruction des deux pays.

Durant les dernières années de sa vie, il s'intéresse également à l'utilisation des ordinateurs pour modéliser les systèmes météorologiques et remarque que l'activité humaine a probablement commencé à provoquer un réchauffement climatique global. Il suggère d'utiliser des colorants dans les zones à risque, telles que le cercle polaire, pour diminuer l'impact des rayons solaires sur la planète et met en garde le Congrès américain contre les altérations du climat qui pourraient, selon lui, provoquer des risques plus grands encore que les armes nucléaires.

Il est diagnostiqué d'un cancer des os en 1955 et meurt le 8 février 1957 à l'âge de 53 ans. Il laisse derrière lui des avancées et des papiers scientifiques sur de nombreux domaines, comme par exemple un ouvrage fondateur sur la Théorie des Jeux encore utilisé aujourd'hui en économie et en gestion d'entreprise.