3 điểm bởi GN⁺ 2024-04-09 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • John von Neumann không phải là nhân vật nòng cốt thường trực của Manhattan Project, nhưng tại Los Alamos ông đã kết nối thiết kế nổ ép với kỹ thuật tính toán, để lại ảnh hưởng lâu dài lên cả vũ khí hạt nhân lẫn điện toán hiện đại
  • Đóng góp của ông bắt đầu từ đạn lõm định hình (shaped charge) và toán học sóng xung kích, rồi dẫn tới thiết kế thấu kính nổ và nổ ép hình cầu nhằm nén vật liệu phân hạch thật nhanh và đồng đều
  • Khi vấn đề phân hạch tự phát của plutonium-240 được xác nhận vào năm 1944, kiểu lắp ráp dạng súng (gun) cho bom plutonium tỏ ra quá chậm, và nổ ép trở thành cách lắp ráp gần như duy nhất
  • Các phép tính cho nổ ép là bài toán động lực học chất lưu phi tuyến vượt quá khả năng xử lý của một cá nhân, và kinh nghiệm với thiết bị IBM cùng ENIAC tại Los Alamos đã khắc sâu trong von Neumann giá trị của máy tính đa dụng
  • Mối quan tâm hình thành ở Los Alamos sau đó mở rộng vượt khỏi thiết kế vũ khí hạt nhân sang khái niệm stored-program, random access memory, von Neumann architecture, mô phỏng thời tiết và nghiên cứu sự sống nhân tạo

Từ thần đồng ở Budapest đến giảng viên Princeton

  • John von Neumann sinh năm 1903 trong một gia đình Do Thái giàu có ở Budapest, và từ nhỏ đã nổi tiếng với khả năng dùng nhiều ngôn ngữ, giải tích, kiến thức lịch sử đồ sộ và trí nhớ xuất chúng
  • Ông lớn lên trong cùng môi trường trí tuệ với các nhà khoa học gốc Hungary thế kỷ 20 như Eugene Wigner, Leo Szilard, Edward Teller; về sau Wigner từng nói rằng thiên tài duy nhất mà Hungary sinh ra chính là Johnny von Neumann
  • Sau khi lần lượt lấy bằng toán học và kỹ thuật hóa học tại Zurich và Budapest, ông trở thành trợ lý của David Hilbert và đến khoảng tuổi 30 đã đạt nhiều thành tựu cốt lõi ở nhiều lĩnh vực
  • Sau khi Hitler trở thành thủ tướng Đức năm 1933, ông bắt đầu sang Mỹ và trở thành một trong những giảng viên đầu tiên của Institute for Advanced Study cùng với Einstein, Hermann Weyl và Oswald Veblen
  • Tại Princeton, ông giao lưu với nhà kinh tế học Oskar Morgenstern và cùng viết The Theory of Games and Economic Behavior, cuốn sách được xem là nền tảng của lý thuyết trò chơi

Toán học chiến tranh được tạo ra từ đạn lõm định hình và sóng xung kích

  • Năm 1888, nhà hóa học hải quân Mỹ Charles Munroe phát hiện hiện tượng các ký tự lồi trên bề mặt thuốc nổ được in sang tấm kim loại, dẫn tới Munroe Effect và nguyên lý đạn lõm định hình
  • Đạn lõm định hình là cách dùng vụ nổ có hình học nhất định để tập trung lực cực mạnh vào một không gian hẹp, được ứng dụng cả trong mục đích hòa bình như tạo khoang có kiểm soát trong đá và kim loại lẫn trong vũ khí chống tăng
  • Trong thập niên 1930, các nhà khoa học ở nhiều nước quan tâm tới đạn lõm định hình, và Rudolf Thomanek đã đề xuất nguyên lý này với giới chức Đức
    • năm 1935, Thomanek trình bày ý tưởng trước Hitler, Himmler, Goering và bộ tham mưu quân đội Đức
    • Hitler cho rằng đây có thể là lời giải cho vũ khí giúp một binh sĩ đơn lẻ hạ xe tăng, và nguyên lý tương tự cũng có thể dùng cho bom và ngư lôi
  • Tại Mỹ, đạn lõm định hình được hiện thực hóa trong vũ khí chống tăng Bazooka, và nguyên lý cốt lõi được công khai vào năm 1945 khi bài viết năm 1900 của Munroe trên Popular Science được in lại
  • Aberdeen Proving Ground ở Maryland được lập ra để nghiên cứu đạn đạo trong Thế chiến I, và Veblen đã kéo von Neumann vào nghiên cứu chiến tranh từ cuối thập niên 1930
  • Dù không có đào tạo quân sự, von Neumann được xem là nhà toán học phổ quát có thể xử lý hiện tượng phi tuyến của các vụ nổ đạn lõm định hình
    • hiện tượng phi tuyến xử lý các vấn đề phức tạp mà kích thích và phản ứng không tỷ lệ với nhau
    • Stanislaw Ulam từng nói việc gọi đó là “nonlinear science” cũng giống như gọi phần lớn ngành động vật học là nghiên cứu “non-elephant animals”
  • Năm 1941, Edward Teller và Hans Bethe phân tích các điều kiện như nhiệt độ và áp suất trước và sau sóng xung kích, còn vào tháng 5/1941 von Neumann hỏi Bethe liệu có thể mở rộng đến mức không khí 25.000 độ C hay không
  • Vụ nổ đạn lõm định hình có thể được hiểu là quá trình sóng xung kích lan truyền trong môi trường rồi phản ứng hóa học tiếp nối, và von Neumann đã nghiên cứu hoạt động của sóng xung kích nhiệt độ cao từ trước cả Trân Châu Cảng

Vai trò củng cố niềm tin vào thiết kế nổ ép tại Los Alamos

  • Giai đoạn đầu của Manhattan Project do các nhà vật lý như Szilard, Teller, Oppenheimer và Fermi dẫn dắt, còn von Neumann ban đầu không ở trung tâm dự án
  • Đến năm 1943, nguyên lý cơ bản của bom phân hạch đã tương đối rõ ràng
    • cần ghép nhanh hai khối uranium dưới tới hạn để vượt qua khối lượng tới hạn
    • nếu lắp ráp quá chậm có thể xảy ra nổ sớm hoặc nổ không hoàn toàn
    • tách đồng vị uranium và sản xuất plutonium được xem là các thách thức chính
  • Seth Neddermeyer đề xuất phương pháp nổ ép: thay vì cho hai khối va vào nhau thì nén từ mọi phía hướng vào trong
    • Bethe, Fermi, Feynman và những người khác phản đối mạnh ý tưởng này
    • Deke Parsons chế giễu nó là “beer can experiment”
    • Oppenheimer vẫn chỉ đạo tiến hành các thí nghiệm sơ bộ
  • Tháng 7/1943, Oppenheimer viết cho von Neumann nhờ giúp đỡ, nói rằng lực lượng lý thuyết của Los Alamos “critically inadequate”
  • Tháng 9/1943, von Neumann đến Los Alamos với vai trò cố vấn chứ không phải thành viên thường trực, và đã mang lại sự tin cậy mang tính quyết định cho phương án nổ ép
    • ông cho rằng cách tốt nhất là bố trí đạn lõm định hình theo dạng cầu xung quanh lõi uranium hoặc plutonium
    • ông nhận định rằng tăng tỷ lệ thuốc nổ so với vật liệu hạt nhân sẽ làm tăng tốc độ lắp ráp và giảm lượng uranium làm giàu hoặc plutonium đắt đỏ cần dùng
    • ông nhận ra rằng dưới áp suất cao, vật chất không chỉ ở trạng thái tới hạn mà còn có thể thành siêu tới hạn, giúp hiệu suất nổ tăng mạnh
  • George Kistiakowsky được mời tới với tư cách chuyên gia thuốc nổ để tham gia phát triển thuốc nổ cho nổ ép, kỹ thuật chẩn đoán và lắp ráp; đồng thời cũng cần một loại detonator mới có thể kích nổ đồng thời tại nhiều điểm
  • Trở ngại kỹ thuật cốt lõi là tạo ra sóng xung kích đối xứng
    • chỉ cần bất đối xứng khoảng 5% là có thể thất bại
    • vụ nổ thông thường tạo sóng xung kích lan ra ngoài, nên cần biến nó thành sóng hội tụ vào tâm
  • Nhà khoa học Anh James Tuck đề xuất ý tưởng thấu kính nổ dựa trên kinh nghiệm dùng các loại thuốc nổ có mật độ khác nhau
    • cũng như ánh sáng bị khúc xạ khác nhau trong các vật liệu có mật độ khác nhau, sóng xung kích cũng bị khúc xạ khác nhau trong các loại thuốc nổ khác nhau
    • bằng cách xếp lớp thuốc nổ cháy nhanh và thuốc nổ cháy chậm, có thể biến sóng xung kích phân kỳ thành sóng xung kích hội tụ
    • từ đó có thể thiết kế để các làn sóng phát ra từ 32 điểm nổ hội tụ vào một điểm ở tâm nhằm nén vật liệu hạt nhân
  • Von Neumann đóng vai trò lớn trong việc phát triển toán học cho thấu kính nổ
  • Mùa thu năm 1944, Emilio Segrè xác nhận rằng plutonium tạo ra từ reactor có chứa plutonium-240
    • Pu-240 gây phân hạch tự phát
    • kiểu lắp ráp dạng súng dùng cho bom uranium quá chậm để ngăn nổ sớm ở bom plutonium
    • với bom plutonium, nổ ép trở thành con đường khả thi duy nhất
  • Vì thiết kế nổ ép vẫn còn mới và nhiều bất định, nó đã được thử nghiệm ngày 16/7/1945 tại sa mạc Alamogordo, New Mexico

Các phép tính cho bom cho thấy sự cần thiết của máy tính

  • Von Neumann cũng góp phần đơn giản hóa việc tính toán ước lượng áp suất của bom
    • ông cho rằng trong các vụ nổ lớn, yếu tố quyết định tác động không phải là độ dài của detonation pulse mà là áp suất dư sinh ra sau đó
    • nhờ vậy, mối quan hệ giữa bomb yield và tác động có thể được xử lý đơn giản hơn
  • Hiểu biết về phản xạ sóng xung kích cũng được dùng để tính độ cao kích nổ tối ưu để bom hạt nhân gây thiệt hại tối đa
    • ngày 6/8/1945, bom uranium Little Boy phát nổ ở độ cao khoảng 1.900 feet trên Hiroshima
    • khoảng 80.000 đến 100.000 người chết gần như ngay lập tức
  • Tại Los Alamos, ông kết nối lại với Edward Teller và mời Stan Ulam tham gia tính toán động lực học chất lưu
  • Bài toán nổ ép quá khó để xử lý bằng tính toán thủ công cá nhân; Ulam hồi tưởng rằng các bài toán động lực học chất lưu nghe thì đơn giản nhưng cực kỳ khó không chỉ ở chi tiết mà cả ở việc ước lượng bậc độ lớn
  • Tháng 4/1944, thiết bị tính toán IBM đầu tiên đến Los Alamos để hỗ trợ tính toán
    • bài toán là tích phân các phương trình vi phân riêng phần hyperbolic trong một tọa độ không gian và một tọa độ thời gian
    • việc tích phân được thực hiện bằng punched card
    • Richard Feynman phụ trách công việc này
  • Von Neumann đã dành hai tuần lập trình thiết bị để làm quen với cảm giác tính toán, và đặc biệt thấy việc đấu dây lại tabulator rất phiền phức
  • Ông cũng biết Howard Aiken ở Harvard đã cùng IBM tạo ra một programmable computer đời đầu, và còn sắp xếp một phép so sánh chạy tích phân số cho phương trình vi phân riêng phần bậc hai đồng thời trên máy tính của Los Alamos và máy tính Harvard
    • máy ở Los Alamos hoàn thành trước
    • máy ở Harvard tính được tới nhiều chữ số thập phân hơn
  • Trải nghiệm này dẫn ông tới kết luận rằng máy tính sẽ trở thành công cụ thiết yếu cho toán học và khoa học phức tạp
  • Cùng thời điểm Presper Eckert và John Mauchly đang chế tạo ENIAC tại University of Pennsylvania, von Neumann càng nhận ra rõ hơn tầm quan trọng của điện toán
  • Trước khi chiến tranh kết thúc, ông còn viết cho một đồng nghiệp rằng mình đang nghĩ về “một thứ quan trọng hơn rất nhiều so với bom, đó là máy tính”, cho thấy ông đánh giá rất cao giá trị dài hạn của máy tính

Di sản nối từ vũ khí hạt nhân tới điện toán hiện đại

  • Công việc của von Neumann tại Los Alamos đã tác động trực tiếp đến vũ khí hủy diệt hàng loạt đã phá hủy Hiroshima và Nagasaki
  • Nổ ép vẫn là công nghệ chủ đạo của fission bomb, và trong thermonuclear weapon nó còn được dùng làm primary fission device để kích hoạt fusion secondary
  • Sau chiến tranh, ông tiếp tục là cố vấn cấp cao cho chính phủ Mỹ, có thời điểm tư vấn cho mọi cơ quan trừ Coast Guard
  • Ông không chỉ góp phần vào fission weapon mà còn vào thermonuclear weapon có thể giết hàng trăm triệu người trong vài phút
  • Trước khi qua đời, ông là một trong những nhân vật chủ chốt của Teapot Committee, nơi khuyến nghị tăng tốc chương trình ICBM hạt nhân của Mỹ
  • Ông tin chắc Soviet Union là mối đe dọa sống còn đối với an ninh Mỹ và từng ủng hộ không chỉ tấn công phủ đầu mà cả chiến tranh phòng ngừa, nhưng lời khuyên đó không được chấp nhận
  • Trong năm cuối đời chống chọi với ung thư, ông nhận Medal of Freedom từ President Eisenhower và sống trong phòng bệnh có lính gác tại Walter Reed Hospital theo yêu cầu đặc biệt của Eisenhower
  • Bên giường lúc lâm chung có bản thảo bài giảng The Computer and the Brain so sánh máy tính với bộ não
  • Những ý tưởng nảy mầm ở Los Alamos sau đó còn vươn tới artificial intelligence, robotics, neuroscience, cũng như dẫn tới ý tưởng self-reproducing automata và self-replicating spacecraft
  • George Dyson đã tóm lược trong Turing’s Cathedral rằng: “Bombs made computers, and computers made bombs”
  • Ban đầu von Neumann khuyến khích dùng máy tính để mô phỏng vũ khí fission và fusion, nhưng sau đó ông còn có đóng góp cốt lõi cho khái niệm stored-program, random access memory và von Neumann architecture ngày nay
  • Tại Institute for Advanced Study, ông cùng một nhóm kỹ sư thiết kế một máy tính tiên phong, rồi dùng nó để mô phỏng thời tiết, nghiên cứu artificial life, toán học cơ bản và geophysics
  • Câu chuyện Los Alamos cho thấy tác động quan trọng nhất của một công nghệ mới có thể là một công nghệ mới khác ngoài dự kiến: trong lúc thiết kế bom người ta nhận ra cần đến máy tính, và chiếc máy tính ấy trở thành công nghệ tồn tại lâu dài hơn chính quả bom

1 bình luận

 
GN⁺ 2024-04-09
Các ý kiến trên Hacker News
  • Vì chưa học toán kể từ sau A-level nên tôi tò mò không biết cách dạy toán vào thời von Neumann học có khác bây giờ không
    Toán và khoa học mà tôi học nhìn chung mang cảm giác “chúng ta gần như biết hết rồi, nên chỉ cần học những thứ này”, chứ không phải kiểu “còn vô số bài toán chưa giải, hãy học toán và vật lý để giải chúng”
    Tôi thắc mắc làm sao một người còn khá trẻ lại có thể nghĩ kiểu “chỉ cần thay đổi vài thứ theo hướng cách mạng là được chứ gì? Mình làm cũng chẳng có gì lạ cả”

    • Thật khó hình dung rằng ngày nay von Neumann lại không vĩ đại. Một vài giai thoại có thể đã bị phóng đại, nhưng rõ ràng ông là một trong những bộ óc hàng đầu của thời đại mình
      Tuy vậy, nhiều thứ “dễ” có thể nghĩ ra chỉ bằng cách ngồi ở bàn cà phê và động não thì đã được khai thác khá nhiều rồi; giờ có vẻ cần nhiều hơn kiểu nỗ lực bền bỉ, mài giũa suốt nhiều năm ở cấp độ hội nghị học thuật
    • Rốt cuộc là bạn ngày càng chuyên môn hóa vào một chủ đề cụ thể, biết nhiều không kém bất kỳ ai, rồi sau đó vẫn tiếp tục tiến xa hơn
      Những bài toán lớn chưa giải lúc nào cũng có. Vì khi trả lời được một câu hỏi thì lại nảy sinh thêm nhiều câu hỏi hơn
    • Hungary trước đây cũng như bây giờ đều có nền giáo dục tinh hoa do nhà nước hỗ trợ dành cho trẻ em có năng khiếu. Từ khá nhỏ, họ thường xuyên kiểm tra cả năng lực lẫn sự tò mò để xem các em có hứng thú với môn toán “cao cấp hơn” hay không, và chuẩn bị cho các em theo con đường STEM
      Không cần phải là thiên tài; chỉ cần khá giỏi và có hứng thú là được. Tôi nghĩ khoảng 10% tổng số trẻ em tham gia
      Các ví dụ tương tự ở Anh là các kỳ thi UKMT hoặc Kangaroo
      Ở bậc trung học còn có tạp chí toán thi đấu KOMAL đã 130 năm tuổi, với nhiều mức độ khó khác nhau, nhưng những người trở thành nhà toán học thì vượt qua cả các bài thi khó nhất. Ở Hungary, toán học là một lĩnh vực được tuyển chọn rất gắt gao
      Vì vậy, trong hơn 100 năm qua, trải qua 3–4 chế độ chính quyền khác nhau, Hungary vẫn duy trì các chương trình hỗ trợ học sinh năng khiếu ở nhiều cấp độ
    • Tôi rất đồng cảm với cảm giác này. Vì thế đọc The War Trap thật mới mẻ. Dù là cuốn sách đã 40 năm tuổi, tác giả dùng những tài liệu tôi có thể tiếp cận và phần toán tôi biết để rút ra kết quả mới trong một chủ đề phức tạp
      Cực kỳ truyền cảm hứng. Còn những lĩnh vực phức tạp nào đang chờ đúng người xuất hiện để khám phá ra các quy luật cơ bản? Tôi có một nghi ngờ mơ hồ rằng phương trình đạo hàm riêng đang bị dùng ít đến mức đáng trách trong mô hình hóa phát triển phần mềm và thiết kế hệ thống
      Với ai tò mò, tôi đã viết một bài đánh giá ngắn tại https://two-wrongs.com/war-what-is-it-good-for.html
    • https://en.wikipedia.org/wiki/The_Martians_(scientists)
      Đầu thế kỷ 20, Hungary có một nhóm nhà khoa học nhiều đến mức khó tin. Đáng tiếc là họ phải lưu vong vì chủ nghĩa phát xít
  • von Neumann là thiên tài của các thiên tài
    Ngay cả những người ở Los Alamos cũng nghi ngờ rằng von Neumann hoạt động ở một chiều không gian khác với họ
    Theo Wikipedia, người đoạt giải Nobel Hans Bethe từng nói: “Tôi đã có lúc tự hỏi liệu một bộ não như von Neumann có phải là dấu hiệu của một loài vượt trội hơn con người không”, còn Edward Teller nói: “Khi von Neumann trò chuyện với cậu con trai ba tuổi của tôi, hai người nói chuyện như những người ngang hàng. Đôi khi tôi tự hỏi liệu ông ấy có dùng cùng nguyên tắc đó khi nói chuyện với chúng tôi không”

    • Theo câu chuyện Nick Metropolis kể lại, Fermi và von Neumann có thời gian làm việc trùng nhau và đã cùng nghiên cứu vấn đề bất ổn định Taylor, rồi viết báo cáo
      Sau đó, khi Fermi quay lại Chicago, ông gọi Herbert Anderson, cộng sự thân thiết đã làm việc cùng ông từ thời ở Columbia cho đến tận những giây phút cuối cùng, và nói: “Herb, cậu biết tôi nghĩ nhanh hơn cậu bao nhiêu. von Neumann còn nhanh hơn tôi chừng ấy”
      Câu chuyện này cùng vài chuyện khác có ở http://infoproc.blogspot.com/2012/03/differences-are-enormou...
    • Hoàn toàn đồng ý. Tôi có sự kính trọng vô hạn đối với tài năng của von Neumann. Ông là thiên tài trong số các thiên tài, và tôi ước gì có thể trò chuyện với ông chỉ 10 phút
      Nếu tôi giải thích vài vấn đề mình đang nghiên cứu hiện nay, có lẽ ông sẽ lập tức chỉ ra cốt lõi. Lý lịch của ông thật sự mạnh đến phi lý. Ông phát minh ra merge sort, vậy mà trong các thành tựu của ông nó chỉ như một nhánh phụ
      Chỉ riêng các thành tựu của ông có lẽ đã đủ lấp đầy CV của 50 người đoạt Nobel. Hơn nữa nghe nói ông thực sự còn có cá tính mạnh, nên hẳn tôi đã muốn được thoải mái tán gẫu cùng ông
    • Không có gì ngạc nhiên khi von Neumann là một trong The Martians. <https://en.wikipedia.org/wiki/The_Martians_(scientists)>
    • von Neumann cũng từng lập luận rằng Mỹ nên tiến hành một cuộc tấn công hạt nhân phủ đầu ngay lập tức và bất ngờ nhằm vào Liên Xô. Đại ý là: “Nếu anh hỏi vì sao không ném bom ngày mai, tôi sẽ nói vì sao không làm hôm nay. Nếu bảo hôm nay lúc 5 giờ, tôi sẽ hỏi vì sao không phải lúc 1 giờ”
      Theo lý thuyết trò chơi, đó là điều duy nhất hợp lý. Câu nói ông là thiên tài của các thiên tài cũng dẫn đến cả chuyện như thế này
  • Trong bài viết và các bài khác mà tác giả liên kết, tôi đã cố tìm rõ xem von Neumann đã có những đóng góp độc đáo cụ thể nào cho khoa học máy tính.
    Điều tốt nhất tôi rút ra được là ông là một “generalist”, và đã phổ biến các nguyên lý được phát triển trong quá trình làm ENIAC và EDVAC ra phạm vi rộng hơn rất nhiều so với ý định của các kỹ sư thiết kế những cỗ máy đó. Có vẻ các kỹ sư không mấy hài lòng về điều này.
    Những chi tiết cụ thể của kiến trúc máy tính dường như không phải là ý tưởng của ông. Nếu ấn tượng này sai thì tôi rất muốn được sửa.
    Đặc biệt, cách lưu chương trình trong cùng bộ nhớ với dữ liệu, xét việc nó đã trở thành một nguồn bất tận các lỗ hổng bảo mật suốt nhiều năm, khiến tôi cảm thấy như một con dao hai lưỡi.

    • Giờ có thể trông như con dao hai lưỡi, nhưng nếu không có kiến trúc von Neumann thì máy tính đã không như hiện nay.
      Việc không nên có sự phân biệt bản chất giữa “chương trình” và “dữ liệu” là một ý tưởng độc đáo và không hề hiển nhiên. Máy Turing cũng dựa trên ý tưởng này.
      von Neumann cực kỳ quan trọng trong giai đoạn đầu của khoa học máy tính, và không thể nào đánh giá thấp các đóng góp của ông. Knuth ghi công ông cho subroutine, một trong những khái niệm cơ bản nhất của toàn bộ lập trình. Turing cũng có ý tưởng tương tự ở Anh vào khoảng cùng thời điểm.
      Cụ thể hơn, von Neumann đã đề xuất khái niệm bộ sinh số giả ngẫu nhiên và thuật toán thực dụng đầu tiên, phương pháp bình phương giữa. Bộ sinh số giả ngẫu nhiên không phải là điều hiển nhiên. Trước đó người ta chỉ thử các bảng số ngẫu nhiên hoặc các bộ sinh số ngẫu nhiên phần cứng thô sơ, còn ý tưởng tạo số ngẫu nhiên bằng các phương pháp số học vốn đã có trong máy tính là của ông.
      Ông cũng tạo ra merge sort, thuật toán sắp xếp thực dụng đầu tiên trên thế giới cho máy tính. Khoa học máy tính thời kỳ đầu thực sự có rất nhiều ý tưởng bắt nguồn từ von Neumann.
  • Tác giả bài này viết thật sự rất hay. Phần còn lại trên blog của ông và danh sách blog của 3quarksdaily cũng rất đáng xem kỹ.

  • Nếu bạn đang tìm một tiểu sử hư cấu hóa theo lối kịch tính về von Neumann và những người quanh ông, tôi rất khuyến nghị The MANIAC.
    https://bookshop.org/p/books/the-maniac-benjamin-labatut/196...

  • Tôi rất khuyến nghị The Man from the Future: The Visionary Life of John von Neumann của Ananyo Bhattacharya. Sách không chỉ nói về giai đoạn này mà còn đề cập nhiều đóng góp khác như lý thuyết trò chơi.

    • Đọc xong cuốn đó tôi lại càng tò mò hơn về các chi tiết khoa học. Với vai trò sách nhập môn thì ổn, có vẻ nó làm được việc khiến người đọc muốn đào sâu thêm.
      Tuy vậy, đoạn tác giả giới thiệu người phụ nữ là tình yêu của đời von Neumann rồi ngay sau đó dẫn tới hôn nhân thì buồn cười ngoài ý muốn. Dù họ đã biết nhau từ nhỏ, trước đó bà hoàn toàn không xuất hiện trong sách, trong khi tôi nhớ phần trước lại có chuyện ông ăn chơi thời đại học.
    • Cá nhân tôi thấy nó không đạt kỳ vọng. Cuốn sách đọc như một bản CV dài, và tôi mong nó nói nhiều hơn về việc ông là con người như thế nào. Tất nhiên đây là khác biệt về gu.
  • Câu “dùng cụm từ khoa học phi tuyến cũng giống như gọi phần lớn ngành động vật học là nghiên cứu các loài vật không phải voi” thì đáng ghi nhớ.
    Không phải lời của JvN, nhưng rất ấn tượng.

    • Trích dẫn JvN mà tôi nhớ là một chuyện từ Ulam. Ulam và von Neumann tham dự một seminar, diễn giả chiếu lên slide một đám mây các điểm dữ liệu và hào hứng nói rằng chúng nằm trên một đường thẳng.
      JvN nghiêng người về phía Ulam và thì thầm: “Dù sao thì ít nhất chúng cũng nằm trên một mặt phẳng.”
  • Theo suy đoán cá nhân, nếu không có đóng góp của John von Neumann cho bom plutonium, rất có thể đến tận ngày nay vẫn chưa có bom hydro.
    Lý do là như sau. Mỹ đã có một thiết kế khả thi: quả bom dựa trên Uranium-235 đã được thả xuống Hiroshima. Hơn nữa, một phương án thay thế cho bom Plutonium là bom U-233. Glenn Seaborg, người phát hiện ra Plutonium cùng nhiều nguyên tố khác, được giao nhiệm vụ khảo sát tính khả thi của bom U-233 và đã kết luận là có thể. Trên thực tế, vài năm sau chiến tranh, Mỹ đã chế tạo và thử nghiệm loại bom như vậy. Tuy nhiên, nhờ sự trợ giúp của von Neumann, bom Plutonium trở nên khả thi nên họ đã không đi theo hướng đó.
    Nếu von Neumann dành thời gian cho vấn đề khác, Mỹ có thể đã tập trung vào bom U-233.
    Vào cuối chiến tranh, Liên Xô quyết định đánh cắp bí mật để chế tạo bom của riêng mình, và Stalin đã ra lệnh tạo một bản sao chính xác của quả bom Nagasaki, rồi thử nghiệm vào năm 1949. Nếu lựa chọn chỉ có U-233 và U-235, họ hẳn đã chọn một trong hai thay vì dò dẫm một thiết kế bất định.
    Từ bom uranium đến bom uranium tăng cường chỉ là một bước nhỏ. Vì vậy thế giới hẳn đã chứng kiến những quả bom lớn hơn rất nhiều so với những quả thả xuống Nhật Bản. Thực tế, các quả bom phân hạch gần 1 megaton cũng đã được chế tạo và thử nghiệm.
    Nhưng bom hydro về cơ bản là bom nội nổ. Bom hydro là sản phẩm phụ của sự hiểu biết sâu hơn về thiết kế nội nổ. Đặc biệt, Mỹ nhận ra rằng nếu có thể gây nội nổ bằng thuốc nổ thông thường thì với một vụ nổ hạt nhân còn có thể làm tốt hơn, và đã thiết kế, thử nghiệm quả bom phân hạch hai giai đoạn Castle Nectar. Đây là quả bom phi nhiệt hạch duy nhất vượt quá 1 megaton, với sức công phá 1,8 megaton.
    Công trình Ulam đang làm chính là quả bom hai giai đoạn này, và ông đã nói với Teller rằng nếu hai giai đoạn hoạt động khi đó là bom phân hạch, thì chẳng phải cũng có thể khi đó là bom nhiệt hạch sao. Teller bổ sung trực giác của mình, và cuối cùng họ đã thành công.

    • Theo Wikipedia, Von Neumann và Klaus Fuchs cũng từng có thiết kế ban đầu cho bom hydro dùng bom nội nổ làm giai đoạn thứ nhất. Tuy nhiên cách làm của nó khác với thiết kế Teller-Ulam.
      Fuchs đã tuồn thiết kế Neumann-Fuchs cho Liên Xô cùng nhiều thứ khác, nhưng cũng như Mỹ, Liên Xô gạt nó sang một bên và tự mình đi đến thiết kế Teller-Ulam.
      Vì vậy dù Teller và Ulam cuối cùng là người thắng, có vẻ Von Neumann đã tham gia sâu vào việc phát triển bom hydro, vượt ra ngoài điều kiện tiên quyết là phát triển bom nội nổ plutonium.
    • Thiết kế nội nổ rốt cuộc cũng sẽ được giải quyết, có JN hay không. Mô hình máy tính làm việc đó dễ hơn nhiều, và ngay cả không có nó thì nhiều khả năng người ta cũng sẽ đạt được bằng thử-sai.
    • Thay vì nói “Liên Xô quyết định đánh cắp bí mật”, chẳng phải có ai đó đã tặng họ sao? Theo suy đoán của tôi, việc Liên Xô ủng hộ thành lập Israel có thể là một giao dịch có đi có lại.
    • Dù nhìn thế nào thì đây cũng là một diễn giải vô lý. Nó gần như xúc phạm trí tuệ của hầu hết mọi người tham gia phát triển bom.
      Tính hữu dụng của Plutonium cuối cùng cũng sẽ được phát hiện, và cách dùng truyền nhiệt tia X để gây nội nổ nhiên liệu nhiệt hạch cũng vậy. Thế giới không vận hành như thể phụ thuộc vào một điểm lỗi đơn lẻ là một con người.
  • Video YouTube ở tài liệu tham khảo 11 đã bị gỡ, nhưng tôi tìm thấy trên Internet Archive: https://web.archive.org/web/20200626032839/https://www.youtu...
    Tôi vừa xem, chất lượng hình ảnh thấp nhưng rất thú vị. Đây là video năm 1966, trong đó nhiều người từng biết ông nói về von Neumann.

  • Thật sự là một bài viết xuất sắc.
    Hơi tiếc là trong phim Oppenheimer thậm chí ông còn không có một vai cameo.
    Cuốn sách Turing's Cathedral mà tác giả nhắc đến cũng là một bài đọc tuyệt vời cho những ai thích bài này và muốn tìm hiểu thêm.