Максвелл Герман Александр Ньюман , FRS [1] (7 февраля 1897 – 22 февраля 1984), более известный как Макс Ньюман , был британским математиком и дешифровальщиком . Его работа во время Второй мировой войны привела к созданию Colossus , [6] первого в мире операционного программируемого электронного компьютера , и он основал Лабораторию вычислительных машин Королевского общества в Университете Манчестера , которая создала первый в мире рабочий электронный компьютер с хранимой программой в 1948 году, Manchester Baby . [7] [8] [9] [10] [11]
Ньюман родился под именем Максвелл Герман Александр Нойманн в Челси, Лондон , Англия , в еврейской семье 7 февраля 1897 года. [4] Его отцом был Герман Александр Нойманн, родом из немецкого города Бромберг (ныне в Польше ), который эмигрировал с семьей в Лондон в возрасте 15 лет. [12] Герман работал секретарем в компании и женился на Саре Энн Пайк, ирландской учительнице, в 1896 году. [1]
Семья переехала в Далвич в 1903 году, и Ньюман посещал школу Goodrich Road, затем City of London School с 1908 года. [1] [13] В школе он преуспел в классике и математике. Он хорошо играл в шахматы и на пианино. [14]
В 1915 году Ньюман выиграл стипендию на изучение математики в колледже Святого Иоанна в Кембридже , а в 1916 году получил оценку «отлично» в части I Кембриджского математического экзамена . [4]
Обучение Ньюмена было прервано Первой мировой войной . Его отец был интернирован как вражеский иностранец после начала войны в 1914 году, и после освобождения он вернулся в Германию. В 1916 году Герман изменил свое имя на англизированное « Ньюмен », а Сара сделала то же самое в 1920 году. [15] В январе 1917 года Ньюмен занял должность преподавателя в гимназии архиепископа Холгейта в Йорке , оставив ее в апреле 1918 года. Он провел несколько месяцев в Королевском армейском платежном корпусе , а затем преподавал в школе Чигуэлл в течение шести месяцев в 1919 году, прежде чем вернуться в Кембридж. [12] Он был призван на военную службу в феврале 1918 года, но заявил об отказе по соображениям совести из-за своих убеждений и страны происхождения своего отца и, таким образом, избежал любого прямого участия в боевых действиях. [16]
Ньюман возобновил прерванное обучение в октябре 1919 года и окончил его в 1921 году, получив степень Wrangler (эквивалент First ) по Части II Математического Tripos, а также с отличием по Приложению B (эквивалент Части III). [4] [12] Его диссертация рассматривала использование «символических машин» в физике, что предвещало его более поздний интерес к вычислительным машинам. [14]
5 ноября 1923 года Ньюман был избран членом колледжа Св. Иоанна. [1] Он работал над основами комбинаторной топологии и предложил определять понятие эквивалентности, используя всего три элементарных «хода». [4] Определение Ньюмана позволило избежать трудностей, возникших из-за предыдущих определений этого понятия. [4] Публикация более двадцати статей создала ему репутацию «эксперта в современной топологии». [14] Ньюман написал «Элементы топологии плоских множеств точек » , [5] работу по общей топологии и учебник для студентов. [17] Он также опубликовал статьи по математической логике и решил частный случай пятой проблемы Гильберта . [1]
В 1927 году он был назначен преподавателем математики в Кембридже. [4] Его лекции 1935 года по основам математики и теореме Гёделя вдохновили Алана Тьюринга приступить к работе над Entscheidungsproblem (проблемой принятия решений), которая была поставлена Гильбертом и Аккерманом в 1928 году. [18] Решение Тьюринга включало предложение гипотетической программируемой вычислительной машины . [19] Весной 1936 года Тьюринг представил Ньюману черновик «О вычислимых числах с приложением к Entscheidungsproblem». Он осознал важность статьи и помог обеспечить быструю публикацию. [14] Впоследствии Ньюман организовал для Тьюринга визит в Принстон, где Алонзо Чёрч работал над той же проблемой, но с использованием своего лямбда-исчисления . [12] В этот период Ньюман начал разделять мечту Тьюринга о создании вычислительной машины с хранимой программой . [20]
Во время учебы в Кембридже он подружился с Патриком Блэкеттом , Генри Уайтхедом и Лайонелом Пенроузом . [14]
В сентябре 1937 года Ньюман и его семья приняли приглашение поработать шесть месяцев в Принстоне. В Принстоне он работал над гипотезой Пуанкаре и в последние недели своего пребывания там представил доказательство. Однако в июле 1938 года, вернувшись в Кембридж, Ньюман обнаружил, что его доказательство было фатально ошибочным. [14]
В 1939 году Ньюман был избран членом Королевского общества . [14]
В декабре 1934 года он женился на писательнице Лин Ллойд Ирвин , а Патрик Блэкетт был шафером. [1] У них было двое сыновей, Эдвард (родился в 1935 году) и Уильям (родился в 1939 году). [12]
Соединенное Королевство объявило войну Германии 3 сентября 1939 года. Отец Ньюмена был евреем, что вызывало особую озабоченность перед лицом нацистской Германии , и Лин, Эдвард и Уильям были эвакуированы в Америку в июле 1940 года, где они провели три года, прежде чем вернуться в Англию в октябре 1943 года. После того, как Освальд Веблен — утверждавший, что «каждый трудоспособный мужчина должен носить с собой пистолет или ручную гранату и сражаться за свою страну» — выступил против попыток перевести его в Принстон, Ньюмен остался в Кембридже и поначалу продолжал заниматься исследованиями и читать лекции. [12]
К весне 1942 года Ньюман рассматривал возможность участия в военной работе. Он навел справки. После того, как Патрик Блэкетт порекомендовал его директору военно-морской разведки, Ньюман был прозондирован Фрэнком Эдкоком в связи с правительственной школой кодов и шифров в Блетчли-парке . [12]
Ньюман был осторожен, заботясь о том, чтобы работа была достаточно интересной и полезной, и также существовала вероятность, что немецкое гражданство его отца исключит любую причастность к сверхсекретной работе. [21] Потенциальные проблемы были решены к лету, и он согласился прибыть в Блетчли-Парк 31 августа 1942 года. Ньюман был приглашен Ф. Л. (Питером) Лукасом для работы над Энигмой , но решил присоединиться к группе Тилтмана, работавшей над Танни . [12]
Ньюман был назначен в Исследовательский отдел и приступил к работе над немецким телетайпным шифром, известным как « Tunny ». Он присоединился к « Testery » в октябре. [22] Ньюману нравилась компания [14], но работа ему не нравилась, и он обнаружил, что она не соответствует его талантам. [4] Он убедил своих начальников, что метод Тутта можно механизировать, и в декабре 1942 года ему поручили разработать подходящую машину. Вскоре после этого Эдвард Трэвис (тогдашний оперативный руководитель Блетчли-Парка) попросил Ньюмана возглавить исследования в области механизированного взлома кодов. [12]
Когда война закончилась, Ньюману подарили серебряную кружку с надписью «MHAN от Ньюманри, 1943–45». [14]
Строительство началось в январе 1943 года, а первый прототип был доставлен в июне 1943 года. [23] Он эксплуатировался в новом отделении Ньюмана, названном « Ньюманри », изначально размещался в хижине 11 и изначально был укомплектован им самим, Дональдом Мичи , двумя инженерами и 16 Ренами . [24] Рены прозвали машину « Хит Робинсон » в честь карикатуриста с таким же именем, который рисовал юмористические рисунки абсурдных механических устройств. [24]
Машины Робинсона были ограничены в скорости и надежности. Томми Флауэрс из исследовательской станции почтового отделения Доллис -Хилл имел опыт работы с термоэлектронными лампами и построил электронную машину, компьютер Колосс , который был установлен в Ньюманри. Это был большой успех, и к концу войны их использовалось десять.
В сентябре 1945 года Ньюман был назначен главой математического факультета и заведующим кафедрой чистой математики имени Филдена в Манчестерском университете . [20] [25]
Я... надеюсь заняться здесь секцией вычислительных машин, поскольку в последние два-три года меня очень интересуют электронные устройства такого рода... Я, конечно, тесно общаюсь с Тьюрингом.
— Ньюман, письмо фон Нейману, 1946 [20]
Ньюман не терял времени и основал в университете знаменитую Лабораторию вычислительных машин Королевского общества . [25] В феврале 1946 года он написал Джону фон Нейману , выразив свое желание построить вычислительную машину. [20] Королевское общество одобрило заявку Ньюмана на грант в июле 1946 года. [20] Фредерик Калланд Уильямс и Томас Килберн , специалисты по проектированию электронных схем, были наняты из Исследовательского центра телекоммуникаций . [20] [25] Килберн и Уильямс построили Baby , первый в мире электронный цифровой компьютер с хранимой программой, основанный на идеях Алана Тьюринга и Джона фон Неймана . [20] [25]
Давайте проясним, прежде чем идти дальше: ни Том Килберн, ни я не знали ничего о компьютерах, когда мы прибыли в Манчестерский университет... Ньюман объяснил нам всю суть работы компьютера.
— Фредерик Калланд Уильямс , один из создателей Manchester Baby [20]
После того, как Automatic Computing Engine столкнулся с задержками и неудачами, Тьюринг принял предложение Ньюмана и присоединился к Computer Machine Laboratory в мае 1948 года в качестве заместителя директора (так как директора не было). Тьюринг присоединился к Килбурну и Уильямсу для работы над преемником Baby, Manchester Mark I. Сотрудничество между университетом и Ferranti позже привело к выпуску Ferranti Mark I , первого серийного компьютера, поступившего в продажу. [20]
Ньюман вышел на пенсию в 1964 году и поселился в Комбертоне , недалеко от Кембриджа . После смерти Лин в 1973 году он женился на Маргарет Пенроуз, вдове своего друга Лайонела Пенроуза , отца сэра Роджера Пенроуза . [14] [26]
Он продолжал заниматься исследованиями комбинаторной топологии в период, когда Англия была крупным центром активности, в частности Кембридж под руководством Кристофера Зеемана . Ньюман внес важный вклад, что привело к приглашению представить свою работу на Международном конгрессе математиков в Стокгольме в 1962 году в возрасте 65 лет, и доказал обобщенную гипотезу Пуанкаре для топологических многообразий в 1966 году.
В возрасте 85 лет Ньюман начал страдать от болезни Альцгеймера . Он умер в Кембридже два года спустя. [14]
Здание Ньюмена в Манчестере было названо в его честь. В здании размещались чистые математики из Университета Виктории в Манчестере с момента переезда из Башни математики в 2004 году и до июля 2007 года, когда Школа математики переехала в новое здание Алана Тьюринга , где в его честь назван лекционный зал.
В 1946 году Ньюман отклонил предложение о присвоении ему ордена Британской империи , посчитав его смехотворным. [24] Алан Тьюринг был назначен орденом Британской империи шестью месяцами ранее, и Ньюман посчитал, что это было недостаточным признанием вклада Тьюринга в победу в войне, назвав это «нелепым отношением к Тьюрингу». [12]
Архив [Клуба Джона Карпентера] недавно приобрел медаль Бофоя по математике, врученную Максу Ньюману в 1915 году.