約翰·馮·諾依曼是20世紀的最傑出的科學家之一，同時還是一位出色的數學家和物理學家，是博弈論，核威懾和現代計算等領域的早期開拓者。他的思想在人交互領域都很適用，他在早期就通過大腦計算兩個八位數字的乘積來顯示自己與邏輯機器的親緣關係。儘管他以邏輯學和嚴謹的數學著稱，但馮·諾依曼的天才可以說源自他從小安逸而舒適地成長環境。
他於1903年12月28日出生在匈牙利首都布達佩斯的諾伊曼諾伊曼·亞諾什。諾伊曼父母的名字叫麥克斯·諾伊曼和瑪格麗特.凱恩。麥克斯·諾伊曼生於1870年，於1880年代後期到達布達佩斯。他是一位非執業的匈牙利猶太人，受過良好的教育。麥克斯.諾伊曼成為法學博士，並且之後擔任了銀行律師，他與富裕家庭的瑪格麗特結了一樁好婚。
1903年，布達佩斯迅速發展，是一個蓬勃發展的知識之都。約翰·馮·諾伊曼的確是通過天生的天才和富裕的家庭能夠在當時的精英教育體系中脫穎而出的人之一。馮·諾依曼很小的時候就對數學，數字的本質以及周圍世界的邏輯感興趣。即使在六歲的時候，他的母親曾經有意無意地凝視著他，問道：“你在算什麼？”，這顯示出他對數字的天生的親和力。不過，年輕的馮·諾依曼不僅對數學感興趣。就像他成年後會在各種學科中聲名大噪（並且在每個學科中都被稱為天才）一樣，他在孩提時代的興趣也各不相同。八歲那年，他開始對歷史著迷，並閱讀了家族圖書館中四十四卷通用史。甚至在早期，馮·諾依曼都表明他很樂於將自己的思想應用於邏輯世界和社會世界。他的父母從各個方面鼓勵他，但要小心不要逼著年幼的兒子，因為許多父母在發現自己孩子的天才時就傾向於這樣做。馮·諾依曼不僅可以發展強大的智力，而且還可以培養許多人認為的討人喜歡的個性。
馮·諾伊曼能上大學毫無疑問，在1914年10歲那年，路德教會館開始了通往大學的教育之路。這是當時布達佩斯同類機構中最好的三個機構之一，使馮·諾依曼有機會發展自己的才智。在他從這所高中畢業之前，大多數大學數學家都將他視為同事。他的第一篇論文發表於1922年，當時他17歲，在《德國數學學會雜誌》上處理了某些最小多項式的零點。
1921年，馮·諾依曼被派往柏林大學任化學工程師，兩年後又去了蘇黎世。儘管約翰·馮·諾伊曼對化學或工程學都沒什麼興趣，但他的父親是一個實際的人，並鼓勵他走這條路。當時，化學工程是一個受歡迎的職業，幾乎可以保他生活無憂。因此，馮·諾依曼踏上了父親麥克斯設計的道路。他將在柏林度過兩年的非學位化學課程。此後，他將在蘇黎世享有盛名的瑞士聯邦技術學院（ETH）參加化學工程課程的第二年入學考試。在這裡阿爾伯特·愛因斯坦1895年在入學考試中不及格，然後在一年後才被錄取。
在此期間，馮·諾依曼正在執行另一個更符合他的興趣的計劃。在柏林學習之後的夏天，在去蘇黎世之前，他就讀於布達佩斯大學，獲得了數學高級博士學位的候選人。他的博士學位論文的目的是嘗試喬治·康托爾提出的集合論的公理化。當時，這是數學中的熱門話題，並且已經由偉大的教授研究過，這給大多數人帶來了很多麻煩。但是，年輕的馮·諾依曼在17歲時就設計並執行了這項計劃，並且他並沒有迴避巨大的智力挑戰。
馮·諾依曼在柏林輕輕鬆鬆度過了兩年，然後開始在ETH從事化學工程工作，並在布達佩斯從事數學研究。即使在他幾乎從未上過的課，他也獲得了ETH的優秀成績。在1923年至1924年冬天的第一學期中，他的每門課程均獲得6分的滿分。課程包括有機化學，無機化學，分析化學，實驗物理學，高等數學和法語。當他在布達佩斯大學學習時，他有時會訪問布達佩斯大學並拜訪他的家人。在完成ETH的課程時，他在蘇黎世研究集合論的論文。完成論文後，他在布達佩斯參加了期末考試，獲得了博士學位。最高榮譽那是他剛從ETH畢業後，因此在1926年獲得了兩個學位，一個是化學工程學士學位，另一個是直到他22歲數學博士學位。
馮·諾依曼是一位富有創造力和獨創性的思想家，但他也有能力接受他人的建議和概念，並在短期內將其轉變為更加完整和合乎邏輯的東西。這是他在1926年獲得學位後前往德國哥廷根大學學習量子力學的方式。量子力學研究原子粒子的性質以及控制這些粒子行為的定律。量子力學的理論似乎開始與人們使用純牛頓物理學來描述原子粒子觀測結果時所出現的差異相牴觸。
例如，氫原子吸收656.3nm，486.1 nm，434.0 nm或410.2 nm的能量，但不吸收兩者之間的波長。這與19世紀末的物理學原理相悖，物理學原理認為，原子中繞原子核運行的電子應輻射所有波長的光，因此會失去能量並迅速落入原子核。顯然沒有觀察到這種現象，因此柏林人馬克斯·普朗克在1900年提出了一種新的量子理論，該理論只能在某些可定義的數據包中發射能量。
馬克斯·普朗克的理論得出了兩種相互競爭的理論，它們描述了只能在特定量子中吸收和發射能量的原子的性質。其中之一，由薛定諤發展起來，說的是氫原子中的電子類似於樂器中的弦，就像一串會發出特定音調和泛音的弦一樣，電子將具有一定的“音調”，在該音調下電子會發出能量。利用這一理論，薛定諤為電子搞了一個波動方程，可以正確預測氫發出的光的波長。
由哥廷根的物理學家（包括維爾納·海森堡，麥克斯·伯恩和帕斯夸爾·喬丹）發展的另一種理論，著眼於電子在原子中的位置和動量。他們爭辯說，這些值不是直接可觀察到的（只能觀察到原子發出的光），因此其行為與牛頓物理學中粒子的運動有很大不同。他們的理論是，位置和動量的值應該用除普通數以外的數學結構來描述。他們使用矩陣和矩陣代數描述電子運動的計算。
儘管這兩種系統存在很大差異，但很快就確定了它們在數學上是等效的，是同一原理的兩種形式。但這兩個系統的支持者仍然譴責其他理論，並聲稱自己的理論是優越的。正是在這種環境下，馮·諾依曼於1926年出現在現場，並迅速著手調和與推進量子力學理論。
馮·諾依曼想找出這兩個系統（波動力學和矩陣力學）的共同點。他想通過一種更嚴格的數學方法來找到一種新的理論，它比其他兩種理論更基礎，更強大。他使用公理化的方法對兩個系統進行了抽象，其中每個邏輯狀態都是前一個狀態的確定結果。馮·諾依曼構造了“抽象希爾伯特空間”的規則，以幫助他發展量子理論的數學結構。他對這個問題的形式主義允許其他人取得相當大的進步，甚至預言了奇怪的新結果，即意識和觀察本身可以影響實驗室中的電子。
從1927年到1929年，馮·諾依曼在量子力學正式化之後，廣泛地參加了各種學術會議和學術討論會，並以每月一次的速度發表數學論文。到1929年底，他名下共有32篇論文，所有論文均為德語，並且每本都以高度邏輯和有序的方式撰寫，以便其他數學家可以輕鬆地將馮·諾伊曼的思想納入自己的作品中。
馮·諾依曼現在是學術界的一顆冉冉升起的新星，他講授新思想，用自己的作品幫助當時的其他偉大思想家，併為自己樹立了二十多歲時討人喜歡和機智的天才形象。他通常會講許多笑話或故事中的一個來避免與同事之間更具對抗性的爭論，而其中一些笑話或故事在女士們面前是無法講的（儘管在這些數學研討會上很少有女士）。其他時候，他會提出一些古代史上有趣的事實。
1929年末，他在美國普林斯頓大學受邀作一次演講，他試圖通過尋求歐洲最好的事物來激發數學科學。同時，馮·諾依曼決定娶瑪麗埃特·科維西。他們的蜜月旅行橫跨大西洋到紐約，儘管他們的大部分旅行都受到了瑪麗埃特出乎意料的暈船的困擾。
他們在1935年生了一個女兒瑪麗娜。馮·諾依曼對他的新女兒很親切，但對照顧她或做家務並沒有做任何貢獻，他認為這是妻子的工作。活潑的26歲瑪麗埃特和受人尊敬的31歲的馮.諾依曼之間的鴻溝開始擴大。1936年，他們分手了。馮·諾伊曼在歐洲各地流連忘返之後，去到了美國。在去布達佩斯旅行後不久，他遇到了克拉.麗丹，他們於1938年結婚。
儘管這段婚姻比第一次婚姻持續了更長的時間，但馮·諾依曼卻常常遠離自己的生活，痴迷於自己的思想和工作。馮·諾依曼的工作極大地改變了我們的一生。從1933年（當他被任命為普林斯頓大學高級研究所的少數幾個原始成員之一）到1957年（因癌症去世）期間，馮·諾伊曼在美國任職期間，最有影響力和最著名的兩個貢獻是核武器的發展和現代數字計算機的發明。
在馮·諾伊曼這樣的天才傳記中，很容易高估了他在1943年洛斯阿拉莫斯核武器發展中的作用。重要的是要記住，有人擔心德國會在美國推動洛斯阿拉莫斯行動之前製造核彈。馮·諾依曼對洛斯阿拉莫斯項目的兩個主要貢獻是發展數學化及對內爆炸彈的貢獻。
洛斯阿拉莫斯的科學家習慣於進行科學實驗，但是在開發大規模毀滅性武器時很難進行許多實驗。他們需要某種方法來預測這些複雜反應中將要發生的事情，而無需實際執行。因此，馮·諾依曼是發明現代數學建模的團隊的成員。從幫助高層管理人員做出合理的決定，到為階梯底層的人員進行艱難的計算，他都運用了自己的數學技能。
最終投下的原子彈有兩種，一種使用鈾235作為其可裂變材料，另一種使用鈈。當炸彈中存在的易裂變材料達到臨界質量或密度時，就會發生原子鏈反應。在鈾235炸彈中，這是使用槍法完成的。仍然處於臨界質量以下的大量鈾235將使另一批鈾235射入型腔。然後，合併的質量將達到臨界質量，此時將發生不受控制的核裂變反應。已知此過程有效，並且是相對簡單的過程。困難的部分是獲得鈾235，鈾235必須與化學上相同的其他鈾同位素分離。另一方面，鈈可以使用化學方法分離，因此鈈基炸彈的生產可以更快地進行。這裡的問題是鈈炸彈不能使用槍法。 鈈將需要通過另一種技術內爆達到臨界質量。在這裡，鈈完全被高能炸藥完全包圍，這些炸藥同時被點燃，導致鈈壓縮到超臨界水平並爆炸。
儘管馮·諾伊曼並未首先涉足鈈的內爆技術，但他是使它起作用的人，他開發了能正確壓縮鈈的高級炸藥的“內爆透鏡”。這只是馮·諾依曼提出想法並將其推進到其他人陷入困境的能力的又一個例子。就像洛斯阿拉莫斯的項目一樣，現代計算機的開發是一種協作的努力，其中包括許多偉大科學家的想法和努力。就像核武器的發展一樣，已經有很多關於現代計算機發展的著作。由於參與了整個過程，而馮·諾依曼本人也參與了很多過程，因此這裡僅涉及少量貢獻。馮·諾依曼在洛斯阿拉莫斯從事數學建模的經驗以及他在該處使用的計算工具，為他提供了推動計算機開發所需的經驗。由於馮.諾伊曼有數學天才的聲譽，因此他有能力獲得資金和資源來幫助開發現代計算機。 1947年，這是一項非常艱鉅的任務，因為計算尚未成為一門受人尊敬的科學。大多數人只將計算視為製作更大，更快的計算器。馮·諾依曼則看到了更大的可能性。
馮·諾依曼希望將計算機用於所有科學領域，為他所嘗試的這些領域帶來更加邏輯和精確的本質。馮·諾依曼對計算機體系結構的貢獻（描述瞭如何用可以被讀取和處理的數字表示邏輯運算）實現了許多馮·諾依曼的夢想。如今，我們擁有在許多科學領域以及許多其他非科學領域中使用的功能強大的計算機。然而，在馮·諾依曼的後幾年中，他致力於尚未實現的計算機應用程序。他從他的許多其他興趣中汲取了靈感，並想到了計算機的邏輯能力和快速執行能力與大腦的獨特能力（用很少的數據來解決不明確的問題）或生命的自我複製和進化能力的強大組合。
馮·諾依曼就此提出了一種人工自動機理論。 馮·諾依曼相信生命最終是基於邏輯的，因此任何支持邏輯的構造都應該能夠支持生命。 人工自動機就像其天然的計數器零件一樣，根據其內部規則和指令，根據從其環境接收的數據來處理信息並繼續其動作。
也許所有的死亡都被認為來得太早了，在被診斷出癌症18個月後，他於1957年2月8日去世。儘管諾伊曼盡了最大的努力，但他從未完成過有關自動機理論的工作。儘管他這些年成就斐然，但他無法接受死亡，無法考慮一個沒有他的思想不斷思考和解決的存在的世界。但是今天，他的想法以比這裡給出的幾個例子更多的方式繼續存在並影響著我們的生活。
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