Войти
| Станислав Улам | |
|---|---|
 Станислав Улам | |
| Родился | Станислав Марцин Улам. (1909-04 -03) 3 апреля 1909 г.. Лемберг, Австро-Венгрия (ныне Львов, Украина ) |
| Умер | 13 мая 1984 г. (1984-05-13) (75 лет). Санта-Фе, Нью-Мексико, США |
| Гражданство | Польское |
| Гражданство | Польша, США ( натурализован в 1941 г.) |
| Образование | Львовский политехнический институт, Вторая Польская Республика |
| Известен | Математическими формулировками в областях Физики, Компьютерные науки и Биология. Дизайн Теллера – Улама. Метод Монте-Карло. Задача Ферми – Паста – Улама – Цинго. Ядерный импульсный двигатель |
| Научная карьера | |
| Поля | Математика |
| Учреждения | Институт перспективных исследований. Гарвардский университет. Университет Висконсина. Национальная лаборатория Лос-Аламоса. Университет Колорадо. Университет Флориды |
| Докторская советник | Казимеж Куратовски |
| Докторанты | Пол Келли |
Станислав Марцин Улам (; 3 апреля 1909 - 13 мая 1984) был польско-американским ученым в области математики и ядерной физики. Он участвовал в Манхэттенском проекте, создал дизайн Теллера-Улама термоядерного оружия, открыл концепцию клеточного автомата, изобрел метод расчета Монте-Карло и предложил ядерный импульсный двигатель. В чистой и прикладной математике он доказал несколько теорем и выдвинул несколько гипотез.
Улам родился в богатой польской еврейской семье, изучал математику в Львовском политехническом институте, где в 1933 году получил докторскую степень надзор Казимежа Куратовского. В 1935 году Джон фон Нейман, с которым Улам познакомился в Варшаве, пригласил его приехать в Институт перспективных исследований в Принстоне, Нью-Джерси, на несколько месяцев. С 1936 по 1939 год он проводил лето в Польше и академические годы в Гарвардском университете в Кембридже, Массачусетс, где он работал над достижением важных результатов, касающихся эргодической теории. 20 августа 1939 года он в последний раз отплыл в Соединенные Штаты со своим 17-летним братом Адамом Уламом. Он стал доцентом Университета Висконсин-Мэдисон в 1940 году и гражданином США в 1941 году.
В октябре 1943 года он получил приглашение от Ханс Бете присоединится к Манхэттенскому проекту в секретной лаборатории Лос-Аламоса в Нью-Мексико. Там он работал над гидродинамическими вычислениями, чтобы предсказать поведение взрывных линз, которые были необходимы для оружия имплозионного типа. Его направили в группу Эдварда Теллера, где он работал над "Супер" бомбой Теллера для Теллера и Энрико Ферми. После войны он уехал, чтобы стать адъюнкт-профессором Университета Южной Калифорнии, но вернулся в Лос-Аламос в 1946 году, чтобы работать над термоядерным оружием. С помощью группы женщин-«компьютеров », включая его жену Франсуаз Арон Улам, он обнаружил, что «Супер» дизайн Теллера не работает. В январе 1951 года Улам и Теллер разработали конструкцию Теллера – Улама, которая является основой всего термоядерного оружия.
Улам рассмотрел проблему ядерной тяги ракет, которую преследовал Project Rover, и предложил в качестве альтернативы ядерной тепловой ракете Rover , чтобы использовать небольшие ядерные взрывы для приведения в движение, что стало Проектом Орион. Вместе с Ферми, Джоном Пастой и Мэри Цинго Улам изучил проблему Ферми – Паста – Улам – Цинго, которая стала источником вдохновения для области не- линейная наука. Он, вероятно, известен прежде всего тем, что понял, что электронные компьютеры сделали практичным применение статистических методов к функциям без известных решений, и по мере развития компьютеров метод Монте-Карло стал обычным и стандартным подходом ко многим проблемам.
Улам родился в Лемберге, Галиция, 3 апреля 1909 г. В это время Галиция входила в Галицко-Лодомерийское Королевство Австро-Венгерской империи, известное полякам как Австрийский раздел. В 1918 году он стал частью недавно восстановленной Польши, Второй Польской Республики, и город снова получил свое польское название, Львов.
Улам были богатыми польскими евреями семья банкиров, промышленников и прочих профессионалов. Ближайшие родственники Улама были «обеспеченными, но вряд ли богатыми». Его отец, Юзеф Улам, родился во Львове и был юристом, а его мать, Анна (урожденная Ауэрбах), родилась в Стрые. Его дядя, Михал Улам, был архитектором, строительным подрядчиком и лесопромышленником. С 1916 по 1918 год семья Юзефа временно жила в Вене. После их возвращения Львов стал эпицентром польско-украинской войны, во время которой город пережил украинскую осаду.
В здании Scottish Café теперь находится Universal Bank в Львове, Украина. В 1919 году Улам поступил в Львовскую гимназию Nr. VII, которую он окончил в 1927 году. Затем он изучал математику в Львовском политехническом институте. Под руководством Казимира Куратовского он получил степень магистра искусств в 1932 году и стал доктором наук в 1933 году. В возрасте 20 лет он стал в 1929 г. он опубликовал свою первую статью о функциях множеств в журнале Fundamenta Mathematicae. С 1931 по 1935 год он путешествовал и учился в Вильно (Вильнюс), Вене, Цюрихе, Париже и . Кембридж, Англия, где он встретил Г. Х. Харди и Субрахманян Чандрасекхар.
Вместе с Станиславом Мазуром, Марком Кацем, Влодзимежем Стожеком, Куратовским и другими, Уламом был членом Львовской математической школы. Его основателями были Гуго Штайнхаус и Стефан Банах, профессора в Университете Яна Казимежа. Математики этой «школы» подолгу собирались в Scottish Café, где обсуждаемые ими задачи были собраны в Scottish Book, толстом блокноте, предоставленном женой Банаха. Улам был одним из основных авторов книги. Из 193 задач, записанных в период с 1935 по 1941 год, он написал 40 задач как один автор, еще 11 с Банахом и Мазуром и еще 15 с другими. В 1957 году он получил от Штайнхауза экземпляр книги, пережившей войну, и перевел ее на английский язык. В 1981 году друг Улама Р. Дэниел Модлин опубликовал расширенную и аннотированную версию.
В 1935 году Джон фон Нейман, с которым Улам познакомился в Варшава пригласила его на несколько месяцев приехать в Институт перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. В декабре того же года Улам отплыл в США. В Принстоне он ходил на лекции и семинары, где слушал Освальда Веблена, Джеймса Александра и Альберта Эйнштейна. Во время чаепития в доме фон Неймана он встретил Г. Д. Биркгоф, который предложил ему подать заявку на должность в Гарвардском обществе стипендиатов. Следуя предложению Биркгофа, Улам проводил лето в Польше и академические годы в Гарвардском университете в Кембридже, Массачусетс с 1936 по 1939 год, где он работал с Джоном К. Окстоби, чтобы получить результаты, касающиеся эргодической теории. Они появились в Annals of Mathematics в 1941 году.
20 августа 1939 года в Гдыне Юзеф Улам вместе со своим братом Шимоном поместил двух своих сыновей, Станислава и 17-летний Адам на корабле, направлявшемся в США. Одиннадцать дней спустя немцы вторглись в Польшу. В течение двух месяцев немцы завершили свою оккупацию западной Польши, а Советы вторглись и оккупировали восточную Польшу. В течение двух лет Юзеф Улам и остальные члены его семьи стали жертвами Холокоста, Хьюго Штайнхаус скрывался, Казимеж Куратовски читал лекции в подпольный университет в Варшаве Влодзимеж Стожек и двое его сыновей были убиты в резне львовских профессоров, и последняя проблема была зафиксирована в шотландских Книга. Стефан Банах пережил нацистскую оккупацию, накормив вшей в научно-исследовательском институте тифа Рудольфа Вейгла. В 1963 году Адам Улам, ставший выдающимся кремленологом в Гарварде, получил письмо от Георгия Вольского, который спрятался в доме Юзефа Улама после дезертирства из польской армии. Это воспоминание дает пугающий отчет о хаотических сценах Львова в конце 1939 года. Позднее Улам называл себя «агностиком. Иногда я глубоко размышляю о силах, которые для меня невидимы. Когда я почти близок к идее Бога, я немедленно почувствовать себя отчужденным от ужасов этого мира, который он, кажется, терпит ».
В 1940 году, по рекомендации Биркгофа, Улам стал доцентом Университета Висконсина-Мэдисона. Здесь он стал гражданином Соединенных Штатов в 1941 году. В том же году он женился на Франсуазе Арон. Она была французской студенткой по обмену в колледже Маунт-Холиок, с которой он познакомился в Кембридже. У них родилась дочь Клэр. В Мэдисоне Улам встретил своего друга и коллегу С.Дж. Эверетта, с которым он будет сотрудничать по ряду работ.
Фото на пропуск Улама из Лос-Аламоса В начале 1943 года. Улам попросил фон Неймана найти ему военную работу. В октябре он получил приглашение присоединиться к неопознанному проекту недалеко от Санта-Фе, Нью-Мексико. Письмо было подписано Хансом Бете, который был назначен руководителем теоретического отдела Лос-Аламосской национальной лаборатории научным директором Робертом Оппенгеймером. Ничего не зная об этом районе, он позаимствовал путеводитель по Нью-Мексико. На кассе он нашел имена своих коллег из Висконсина, Джоан Хинтон, Дэвида Фриша и Джозефа Маккиббена, которые все таинственным образом исчезли. Это было введением Улама в Манхэттенский проект, который представлял собой военную попытку США создать атомную бомбу.
Через несколько недель после того, как Улам достиг уровня Лос-Аламос в феврале 1944 года проект пережил кризис. В апреле Эмилио Сегре обнаружил, что плутоний, произведенный в реакторах, не будет работать в плутониевом оружии пушечного типа, таком как «Thin Man ", который разрабатывался параллельно с урановым оружием," Little Boy ", который был сброшен на Хиросиму. Эта проблема грозила потерей огромных инвестиций в новые реакторы на площадке Хэнфорд и сделать медленное разделение изотопов урана единственным способом подготовки делящегося материала, пригодного для использовать в бомбах. В ответ Оппенгеймер провел в августе радикальную реорганизацию лаборатории, чтобы сосредоточиться на разработке оружия имплозионного типа и назначил Джорджа Кистяковского начальником отдела имплозии. Он был профессором Гарварда и экспертом по точному использованию взрывчатых веществ.
Основная концепция имплозии заключается в использовании химических взрывчатых веществ, чтобы раздробить кусок делящегося материала до критического масса, где размножение нейтронов приводит к цепной ядерной реакции, высвобождая большое количество энергии. Цилиндрические имплозивные конфигурации были изучены Сетом Неддермейером, но фон Нейман, имевший опыт работы с кумулятивными зарядами, используемыми в бронебойных боеприпасах, был активный сторонник сферической имплозии, управляемой взрывными линзами. Он понял, что симметрия и скорость, с которой имплозия сжимает плутоний, являются критическими проблемами, и привлек Улама для помощи в разработке конфигураций линз, которые обеспечили бы почти сферическое сжатие. Во время имплозии из-за огромного давления и высоких температур твердые материалы ведут себя так же, как жидкости. Это означало, что необходимы были гидродинамические расчеты для прогнозирования и минимизации асимметрий, которые могли бы испортить ядерный взрыв. Об этих расчетах Улам сказал:
Гидродинамическая задача была просто сформулирована, но ее очень трудно вычислить - не только в деталях, но даже по порядку величины. В этом обсуждении я подчеркнул чистый прагматизм и необходимость получить эвристический обзор проблемы с помощью простой грубой силы, а не путем массивной численной работы.
Тем не менее, с примитивными средствами, доступными в то время, Улам и фон Нойман действительно провел численные вычисления, которые привели к удовлетворительному дизайну. Это мотивировало их отстаивание мощных вычислительных возможностей в Лос-Аламосе, которое началось в годы войны, продолжалось во время холодной войны и существует до сих пор. Отто Фриш вспоминал Улама как «блестящего польского тополога с очаровательным французом. жена. Он сразу сказал мне, что был чистым математиком, который опустился так низко, что его последняя статья фактически содержала числа с десятичной точкой! "
Даже собственные статистические флуктуации размножения нейтронов в рамках цепной реакции имеют значение в отношении скорости схлопывания и симметрии. В ноябре 1944 г. Дэвид Хокинс и Улам рассмотрели эту проблему в докладе, озаглавленном «Теория мультипликативных процессов». Этот отчет, в котором используются функции генерации вероятностей, также является ранней статьей в обширной литературе по статистике ветвления и мультипликативных процессов. В 1948 году сфера его применения была расширена Уламом и Эвереттом.
В начале манхэттенского проекта Энрико Ферми сосредоточил внимание на использовании реакторов для производства плутония. В сентябре 1944 года он прибыл в Лос-Аламос, вскоре после того, как вдохнул жизнь в первый реактор в Хэнфорде, который был отравлен изотопом ксенона. Вскоре после прибытия Ферми группа Теллера «Супер» бомба, в которую входил Улам, была переведена в новое подразделение, возглавляемое Ферми. Ферми и Улам установили отношения, которые стали очень плодотворными после войны.
В сентябре 1945 года Улам покинул Лос-Аламос, чтобы стать адъюнкт-профессором в Университете Южная Калифорния в Лос-Анджелес. В январе 1946 года у него случился острый приступ энцефалита, который поставил его жизнь под угрозу, но который был облегчен с помощью экстренной операции на головном мозге. Во время его выздоровления его посетили многие друзья, в том числе Николас Метрополис из Лос-Аламоса и знаменитый математик Пол Эрдеш, который заметил: «Стэн, ты такой же, как прежде». Это обнадежило, потому что Улама беспокоило состояние своих умственных способностей, так как он потерял способность говорить во время кризиса. Другой друг, Джан-Карло Рота, утверждал в статье 1987 года, что нападение изменило личность Улама: впоследствии он перешел от строгой чистой математики к более спекулятивным предположениям относительно применения математики в физике и биологии. ; Рота также цитирует бывшего сотрудника Улама Пола Штейна, который отметил, что Улам впоследствии был более небрежен в своей одежде, и Джона Окстоби, отметившего, что Улам до энцефалита мог работать часами напролет, выполняя вычисления, в то время как, когда Рота работал с ним, не хотел даже решать даже квадратное уравнение. Это утверждение не было принято Франсуазой Арон Улам.
К концу апреля 1946 года Улам достаточно выздоровел, чтобы присутствовать на секретной конференции в Лос-Аламосе для обсуждения термоядерного оружия. Среди присутствующих были Улам, фон Нейман, Метрополис, Теллер, Стэн Франкель и другие. На протяжении всего своего участия в Манхэттенском проекте усилия Теллера были направлены на разработку «супероружия» на основе ядерного синтеза, а не на разработку практической бомбы деления. После обстоятельного обсуждения участники пришли к единому мнению, что его идеи заслуживают дальнейшего изучения. Несколько недель спустя Улам получил предложение о должности в Лос-Аламосе от Метрополиса и Роберта Д. Рихтмайера, нового главы его теоретического отдела, с более высокой зарплатой, и Улама вернулся в Лос-Аламос.
Стэн Улам Холдинг FERMIAC В конце войны, при спонсорской поддержке фон Неймана, Франкель и Метрополис начали проводить расчеты на первых электронных устройствах общего назначения. компьютер, ENIAC на Абердинском полигоне в Мэриленде. Вскоре после возвращения в Лос-Аламос Улам принял участие в обзоре результатов этих расчетов. Ранее, играя в пасьянс во время выздоровления после операции, Улам подумал о том, чтобы сыграть в сотни игр, чтобы статистически оценить вероятность успешного исхода. Помня об ENIAC, он понял, что доступность компьютеров делает такие статистические методы очень практичными. Джон фон Нейман сразу понял значение этого открытия. В марте 1947 года он предложил статистический подход к проблеме диффузии нейтронов в делящемся материале. Поскольку Улам часто упоминал своего дядю, Михала Улама, «которому просто нужно было поехать в Монте-Карло», чтобы играть в азартные игры, «Метрополис» окрестил статистический подход «методом Монте-Карло ». Метрополис и Улам опубликовали первую несекретную статью о методе Монте-Карло в 1949 году.
Ферми, узнав о прорыве Улама, изобрел аналоговый компьютер, известный как тележка Монте-Карло, позже получивший название FERMIAC. Устройство выполнило механическое моделирование случайной диффузии нейтронов. По мере того, как компьютеры становились более быстрыми и программируемыми, эти методы стали более полезными. В частности, многие вычисления методом Монте-Карло, выполненные на современных массово-параллельных суперкомпьютерах, являются чрезвычайно параллельными приложениями, результаты которых могут быть очень точными.
29 августа 1949 года Советский Союз испытал свою первую бомбу деления, РДС-1. Созданное под руководством Лаврентия Берии, который стремился дублировать усилия США, это оружие было почти идентично Толстяку, поскольку его конструкция была основана на информации, предоставленной шпионами Клаус Фукс, Теодор Холл и Дэвид Грингласс. В ответ 31 января 1950 года президент Гарри С. Трумэн объявил об экстренной программе разработки термоядерной бомбы.
Чтобы отстаивать агрессивную программу разработки, Эрнест Лоуренс и Луис Альварес приехали в Лос-Аламос, где они совещались с Норрисом Брэдбери, директором лаборатории, и Джорджем Гамоу, Эдвард Теллер и Улам. Вскоре эти трое стали членами недолговечного комитета, назначенного Брэдбери для изучения проблемы с Теллером в качестве председателя. В то время исследования по использованию оружия деления для создания реакции синтеза продолжались с 1942 года, но конструкция по-прежнему оставалась той, которая была первоначально предложена Теллером. Его концепция заключалась в том, чтобы поместить тритий и / или дейтерий в непосредственной близости от бомбы деления, в надежде, что тепло и интенсивный поток нейтронов, высвобождаемых при взрыве бомбы, воспламенит самоподдерживающаяся реакция синтеза. Реакции этих изотопов водорода представляют интерес, потому что энергия на единицу массы топлива, выделяемая при их синтезе, намного больше, чем при делении тяжелых ядер.
Айви Майк, первый полный испытание конструкции Теллера – Улама (ступенчатая термоядерная бомба) с мощностью 10,4 мегатонн 1 ноября 1952 г. Поскольку результаты расчетов, основанных на концепции Теллера, обескураживали, многие ученые полагали, что это не может привести к созданию успешного оружия, в то время как у других были моральные и экономические основания для отказа. Следовательно, против развития выступили несколько высокопоставленных лиц Манхэттенского проекта, в том числе Бете и Оппенгеймер. Чтобы прояснить ситуацию, Улам и фон Нейман решили провести новые расчеты, чтобы определить, осуществим ли подход Теллера. Для проведения этих исследований фон Нейман решил использовать электронные компьютеры: ENIAC в Абердине, новый компьютер MANIAC в Принстоне и его близнец, который строился в Лос-Аламосе. Улам заручился поддержкой Эверетта, чтобы тот последовал совершенно иному подходу, основанному на физической интуиции. Франсуаза Улам была одной из женщин "компьютеров ", которые выполняли кропотливые и обширные вычисления термоядерных сценариев на механических вычислителях, дополненные и подтвержденные Эвереттом линейка. Улам и Ферми совместно работали над дальнейшим анализом этих сценариев. Результаты показали, что в рабочих конфигурациях термоядерная реакция не будет воспламеняться, а в случае воспламенения она не будет самоподдерживающейся. Улам использовал свои знания в комбинаторике для анализа цепной реакции в дейтерии, которая была намного сложнее, чем в уране и плутонии, и пришел к выводу, что самоподдерживающаяся цепная реакция не будет происходить в ( низкая) плотности, которые рассматривал Теллер. В конце 1950 года эти выводы были подтверждены результатами фон Неймана.
В январе 1951 года Улама возникла другая идея: направить механический удар ядерного взрыва так, чтобы сжать термоядерное топливо. По рекомендации жены Улам обсудил эту идею с Брэдбери и Марком, прежде чем рассказал об этом Теллеру. Почти сразу Теллер увидел егодостоинства, но этого, что мягкое рентгеновское излучение бомбы деления сжимает термоядерное топливо сильнее, чем механический, используя способы усиления эффекта. 9 марта 1951 года Теллер и Улам представили совместный отчет с описанием этих нововведений. Несколько недель спустя Теллер используется делящийся стержень или цилиндр в центр термоядерного топлива. Детонация этой «свечи зажигания» поможет инициировать и усилить реакцию термоядерного синтеза. Конструкция, основанная на этих идеях, названная ступенчатая радиационной имплозией, стала стандартным способом создания термоядерного оружия. Его часто описывают как «дизайн Теллера - Улама ".
Устройство« Колбаса »для Майка ядерные испытания (мощность 10,4 Мт) на атолле Эниветок. Испытание было частью Операция Плющ. Колбаса была первой настоящей водородной бомбой, когда-либо испытанной, что означает первое термоядерное устройство, построенное на принципах Теллера-Улама ступенчатой радиационной имплозии. В сентябре 1951 года, после ряда разногласий с Брэдбери и другими учеными, Теллер ушел из Лос-Аламоса и вернулся в Чикагский университет. Примерно в то же время Улам ушел в качестве приглашенного профессора в Гарвард для в семестр. Хотя Теллер и Улам представили совместный отчет о своей конструкции и подали совместную заявку на патент, вскоре они оказались вовлечены в спор о том, кто заслуживает уважения. После войны Бете вернулся в Корнельский университет, но он принимал активное участие в разработке термоядерного оружия в качестве консультанта. В 1954 году он написал статью по истории водородная бомба, которая, по его мнению, внесла значительный вклад в этот прорыв. Это уравновешенное мнение разделяют и другие участники, в том числе Марк и Ферми, но Теллер настойчиво пытался преуменьшить роль Улама. «После того, как была изготовлена водородная бомба, - вспоминал Бете, - репортеры стали называть Теллера отцом водородной бомбы. Ради истории, я думаю, было бы более точно сказать, что Улам - отец, потому что он предоставил семя, а Теллер - мать, потому что он остался с ребенком. Что касается меня, я полагаю, что я акушерка. «
. 1 ноября 1952 года произошел первый термоядерный взрыв, когда Айви Майк был взорван на атолле Эниветак, на территории Тихоанского полигона в США. Это устройство, в котором в качестве термоядерного топлива использовалось жидкий дейтерий, было огромным и совершенно непригодным для использования в качестве оружия.
Когда Улам вернулся в Лос-Аламос, его внимание отвлеклось. Вместе с Джоном Пастой, который помог Метрополису добиться MANIAC в действие в марте 1952 года, он исследовал эти идеи в отчете «Эвристические исследования проблем» математической физики на высокостных вычислительных машинах », который представлен 9 июня. 1953. Он рассматривает несколько проблем, которые не могут быть решены в аналитических методах: вздутие жидкостей, вращательное движение в гравитирующих системах, магнитные силовые линии и гидродинамические неустойчивости.
Вскоре Паста и Улам приобрели опыт. с электронными вычислениями на МАНИАКе, и к этому времени Энрико Ферми опыт академические годы в Чикагском университете, а летом - в Лос-Аламосе. Во время этих летних визитов Паста, Улам и Мэри Цинго, программист из группы MANIAC, присоединился к нему, чтобы изучить вариант классической задачи о цепочке масс, удерживаемых вместе пружинами, которые составляют силы, линейно пропорциональные. к их смещению из равновесия. Ферми добавляется к этой линейной составляющей, которая может быть выбрана пропорциональной квадрату или кубу с нарушением сложной «ломаной линейной» функции. Это дополнение является ключевым элементом проблемы Ферми - Паста - У - Цинго, которые часто обозначают аббревиатурой FPUT.
Классическую пружинную систему можно описать в терминах колебательных мод., которые аналогичны гармоникам, усиливающим на натянутой скрипке. Если система запускается в одном режиме, вибрации в других режимах не развиваются. Что касается нелинейной составляющей, Ферми ожидал, что энергия в одной моде будет постепенно переходить в другие моды и в итоге будет равномерно распределена между всеми модами. Это примерно то, что начало происходить быстро после того, как система была инициализирована со всей энергией в низком режиме, но значительно позже по существу вся энергия периодически появлялась в низшем режиме. Это поведение сильно отличается от ожидаемого равнораспределения энергии. Она была загадкой до 1965 года, когда Крускал и Забуски показали, что после соответствующих математических преобразований система может быть описана уравнением Кортевега - де Фриза, которое прототипом нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, которые имеют солитонные решения. Это означает, что поведение FPUT можно понять в терминах солитонов.
Художественная концепция эталонного дизайна НАСА для космического корабля проекта Орион с ядерной силовой установкой С 1955 года, Улам и Фредерик Рейнс рассмотрел ядерную тягу самолетов и ракет. Это привлекательная возможность, потому что энергия ядерной энергии на единицу массы топлива в миллион раз больше, чем получаемая от химикатов. С 1955 по 1972 год их идеи реализовывались в рамках проекта Project Rover, в ходе которого исследовалось использование ядерных реакторов для приведения в действие ракет. В ответ на вопрос сенатора Джона О. Пастора на слушании в комитете Конгресса по теме «Приведение в движение космического пространства с помощью ядерной энергии» 22 января 1958 года Улам ответил, что «будущее всего человечества - за до некоторой степени» теперь неумолимо связано с выходом за пределы земного шара ».
Улам и С.Дж. Эверетт также предложили, в отличие от непрерывного вопроса выхлопа ракеты с помощью марсохода, использовать небольшие ядерные взрывы для движения. Проект Орион был исследованием этой идеи. Он начался в 1958 году и закончился в 1965 году после того, как Договор о частичном запрещении ядерных испытаний 1963 года запретил испытания ядерного оружия в атмосфере и в космосе. Работу над этим проектом возглавил физик Фриман Дайсон, который пишет решение о прекращении деятельности Ориона в своей статье «Смерть проекта».
Брэдбери назначил Улама и Джона Х. Мэнли в качестве научного консультанта директора лаборатории в 1957 году. Эти вновь созданные находились на том же административном уровне, что и руководители подразделений, и Улам занимал свои должности до тех пор, пока не ушел на пенсию из Лос-Аламоса. В этом качестве он мог влиять и направлять программы во многих разделах: теоретические, физика, химия, металлургия, оружие, здоровье, вездеход и другие.
В дополнение к этой деятельности Улам продолжал публиковать технические отчеты и исследования. Один из них представил модель Ферми - Улама, расширение теории Ферми ускорения космических лучей. Другое, с Полом Штайном и Мэри Цинго, озаглавленное «Квадратичные преобразования», было ранним исследованием теории хаоса и считается первым опубликованным использованием фразы «хаотическое поведение ".
Когда положительные целые числа расположены вдоль спирали Улама, простые числа, представленные точками, имеют тенденцию собираться вдоль диагональных линий. За годы пребывания в Лос-Аламосе, Улам был приглашенным профессором в Гарварде с 1951 по 1952 год, Массачусетский технологический институт с 1956 по 1957 год, Калифорнийский университет в Сан-Диего в 1963 году и Университет Колорадо в Боулдер с 1961 по 1962 год и с 1965 по 1967 год. В 1967 году последняя из этих должностей стала постоянной, когда Улам был назначен профессором и председателем кафедры математики в Боулдере, Колорадо. Он сохранил резиденцию в Санта-Фе, штат Нью-Мексико, что позволило удобно проводить лето в Лос-Аламосе в качестве консультанта.
В Колорадо, где он воссоединился со своими друзьями Гамоу, Рихтмайером и Хокинс, исследовательские интересы Улама обратились к биологии. В 1968 г., осознавая этот акцент, Медицинский факультет Университета Колорадо назначил Улама профессором биоматематики, и он занимал эту должность до своей смерти. Вместе со своим коллегой из Лос-Аламоса Робертом Шрандтом он опубликовал отчет «Некоторые элементарные попытки численного моделирования проблем, касающихся темпов эволюционных процессов», в котором применял его более ранние идеи о ветвящихся процессах к биологической наследственности. В другом отчете Уильяма Бейера, Темпла Ф. Смита и М.Л. Стейна под названием «Метрики в биологии» были представлены новые идеи о биометрических расстояниях.
Когда он ушел на пенсию из Колорадо в 1975 году. Улам начал проводить зимние семестры в Университете Флориды, где он был дипломированным профессором-исследователем. За исключением творческих отпусков в Калифорнийском университете в Дэвисе с 1982 по 1983 год и в Рокфеллеровском университете с 1980 по 1984 год, такая схема проведения летних каникул в Колорадо и Лос-Аламос и зимы во Флориде продолжались до тех пор, пока Улам не умер от очевидного сердечного приступа в Санта-Фе 13 мая 1984 года. Пол Эрдёш отметил, что «он умер внезапно от сердечной недостаточности, без страха и боли, пока он еще мог доказать и предположить ". В 1987 году Франсуаза Улам передала свои документы в библиотеку Американского философского общества в Филадельфии. Она продолжала жить в Санта-Фе, пока не умерла 30 апреля 2011 года в возрасте 93 лет. Франсуаза и ее муж похоронены вместе со своей французской семьей на кладбище Монпарнас в Париже.
Альфред Маршалл и его ученики доминировали в экономической теории до конца Второй мировой войны. С началом «холодной войны» теория изменилась, подчеркнув, что рыночная экономика является превосходящей и единственно разумной. В Пола Самуэльсона «Экономика: вводный анализ», 1948, «невидимая рука» Адама Смита была лишь сноской. В более поздних изданиях это стало центральной темой.
Как вспоминает Самуэльсон, всему этому бросил вызов Станислав Улам: «[Y] много лет назад... Я был членом Общества стипендиатов Гарварда вместе с математиком Станиславом Уламом. Улам, который должен был стать создателем метода Монте-Карло и соавтором водородной бомбы,... дразнил меня, говоря: «Назовите мне одно утверждение во всех социальных науках, которое одновременно истинно и нетривиально. «Это был тест, который я всегда проваливал. Но сейчас, примерно тридцать лет спустя... мне приходит в голову подходящий ответ: рикардианская теория сравнительного преимущества …. То, что это логически верно, не нужно доказывать перед математиком; то, что это нетривиально, подтверждается тысячами важных и умных людей, которые никогда не могли понять эту доктрину для себя или поверить в нее после того, как она была им объяснена. "
С момента публикации своей первой статьи в студенческие годы в 1929 году до своей смерти Улам постоянно писал по математике. Список публикаций Улама включает более 150 статей. Значительное количество статей представлено темами: теория множеств (включая измеримые кардиналы и абстрактные меры ), топология, теория преобразований, эргодическая теория, теория групп, проективная алгебра, теория чисел, комбинаторика и теория графов. В марте 2009 г., база данных Mathematical Reviews содержала 697 статей с названием «Ulam».
Примечательными результатами этой работы являются:
|
Станислав Улам, сыгравший ключевую роль в разработке термоядерного оружия, изменил мир. По словам Франсуазы Улам: «Стэн заверил бы меня, что, исключая несчастные случаи, водородная бомба делает ядерную войну невозможной». В 1980 году Ул Я и его жена снялись в телевизионном документальном фильме День после Троицы.
Анимационный фильм, демонстрирующий решето счастливых чисел. Красные числа - это счастливые числа. Метод Монте-Карло стал повсеместным и стандартным подходом к вычислениям, и этот метод был применен к огромному количеству научных проблем. Помимо задач по физике и математике, этот метод применяется в финансах, социальных науках, экологических оценке рисков, лингвистике, лучевой терапии и спорте.
Проблема Ферми - Паста - Улама - Цинго считается не только «рождением экспериментальной математики», но и вдохновением для обширной области нелинейной науки. В своей лекции Премия Лилиенфельда Дэвид К. Кэмпбелл отметила эту взаимосвязь и описал, как FPUT породил идеи в хаосе, солитонах, и динамические системы. В 1980 году Дональд Керр, директор лаборатории Лос-Аламосе, при сильной поддержке Улама и Марка Каца основал Центр нелинейных исследований (CNLS). В 1985 году CNLS запускровал программу выдающих ученых Станислава М. Улама, в рамках ежегодно присуждается награда, позволяющая известному ученому провести год, проводя исследования в Лос-Аламосе.
Пятидесятилетие оригинальной статьи FPUT была тема мартовского номера журнала Chaos за 2005 г. и тема 25-й ежегодной международной конференции CNLS. Университет Южного Миссисипи Университет Флориды поддерживали Ulam Quarterly, который работал с 1992 по 1996 год и был одним из первых математических онлайн-журналов. Департамент математики Флориды с 1998 года спонсирует ежегодную лекцию Коллоквиума Улама, в марте 2009 года Конференцию столетия Улама.
Работа Улама по не- евклидовой метрике расстояния в контексте молекулярной биологии внесла значительный вклад в анализ последовательностей, и его вклад в теоретическую биологию считается водоразделом в развитии теории клеточных автоматов, популяционной биологии, распознавание образов и биометрия в целом (Дэвид Санкофф, однако, оспорил выводы Уолтера, написав, что Улам имел лишь умеренное влияние на раннюю модель методов выравнивания последовательностей). Коллеги отметили, что один из его самых больших вкладов заключен в четком определения проблем, которые необходимо объединить и общие методы их решения.
В 1987 году Лос-Аламос выпустил специальный выпуск своей публикации Science, в котором собрались его достижения и вышла в 1989 году как книга «От кардиналов к хаосу». Точно так же в 1990 году Калифорнийский университет Press выпустил сборник математических отчетов Улама и его сотрудников из Лос-Аламоса: Аналогии между аналогиями. За свою карьеру Улам был удостоен почетных степеней университетов Нью-Мексико, Висконсина и Питтсбурга.
