斯坦尼斯拉夫·乌拉姆，
一个20岁就证明了重要的无穷集定理的神童，一个默默无闻的伟大数学家，一个曾经辉煌的波兰数学的见证者，一个幸存的犹太人，一个真正的“氢弹之父”。
好，现在我们请来南密西西比大学数学教授、《数学文化》杂志编委丁九教授，为我们讲述这位伟大数学家背后的故事：
圣贤的奇迹：纪念乌拉姆诞辰110周年
2019年4月13日，是杰出的波兰裔美国数学家斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆（ Ulam，1909-1984）诞辰110周年。 一个月后，5月13日将是他逝世35周年纪念日。 乌拉姆，一个不到20岁就因证明无穷集重要定理而名噪数学史的神童，几个极具独创性的重大科学领域的先驱者，鲜为人知的“数学之父”。氢弹”，生前死了不少人。 几十年来，他的思想、文章以及举世闻名的150页《数学问题集》不断给一代又一代的科学爱好者和研究人员以启发和动力。
乌拉姆，来源：
乌拉姆是一名犹太人，出生于波兰首都利沃夫的一个律师家庭。 他从小就有强烈的数学好奇心，四岁时就被家里东方地毯上的复杂图形迷住了。 十一岁之前，当他在父亲的书房里盯着瑞士伟大数学家欧拉（1707-1783）写的一本《代数》时，那种“神秘感”油然而生。 20世纪上半叶，以谢尔宾斯基（，1882-1969）、斯坦豪斯（Hugo，1887-1972）、库拉托夫斯基（，1896-1980）等人为代表的波兰数学学派出现并发展壮大。 ，这为乌拉姆发挥他的数学天才提供了肥沃的土壤。 乌拉姆于1927年进入利沃夫理工学院学习。1936年，他应伟大的匈牙利裔美国数学家、“电子计算机之父”约翰·冯·诺依曼（John von ，1903-1957）的邀请，访问利沃夫高等研究院。美国普林斯顿。 在此期间，对他影响最大的老师之一是波兰著名数学家巴纳赫（1892-1945），现代数学分支“泛函分析”的大师。 在那间数学界著名的“苏格兰咖啡店”里，数学问题不断被提出、讨论，甚至争论，大理石桌上写下“思想的火花”。 正是乌拉姆和他的师友们推动了现代数学进步的神圣事业。 巴纳赫放置在苏格兰咖啡店供大家使用的大笔记本记录了这些非凡头脑产生的数学问题和集体思维结果，现在成为了著名的“苏格兰笔记”。 说着说着而不是闭门学习，是他一直倡导的数学研究方法。
苏格兰咖啡厅（Café）（来源：）
1939年纳粹德国入侵波兰后，大量犹太人惨遭杀害，就读哈佛大学的乌拉姆不得不留在美国。 除了随他一起来美国读大学的弟弟亚当·乌拉姆（Adam Ulam，1922-2000；后来成为历史学家、哈佛大学教授，以及多部有关俄罗斯西部和苏联共产主义的书籍的权威作者）外，他的亲戚在他的祖国，只有两个表兄弟幸存。 极其残酷的二战，让波兰数学界失去了一代骄傲的人，纷纷死去、逃亡。 波兰数学从此失去了昔日的辉煌。 巴纳赫死于饥饿和重病，但幸运的是他顽强地挣扎到了希特勒去世的那一天。 与法国数学家让·勒雷（Jean Leray，1906-1998）共同创造了著名的“勒雷-肖德不动点定理”的乔德（Chaud，1896-1943）被纳粹屠刀杀害。 一些后来在美国数学界闻名的名字，如埃伦伯格（1913-1998）、赫尔维茨（1904-1956）、马克·卡茨（1914-1984）、塔斯基（1901-1983）和泽格蒙德（1900-1992） ，都是来自波兰的难民数学家。
第一次听到乌拉姆的名字是在美国上李天岩教授讲授的高级研究生课程《[0, 1]上的遍历理论》时。 李教授是我的博士论文导师。 他在30岁之前的三大数学贡献之一就是证明了一类区间映射的“乌拉姆猜想”。 在谈到引发这一著名猜想的“乌拉姆方法”时，他顺便提到乌拉姆是“氢弹之父”，这让我感到新鲜和好奇。 我早就知道，普林斯顿高等研究院前院长、美国物理学家奥本海默（1904-1967）被公认为“原子弹之父”。 我还听说杨振宁教授是芝加哥大学的博士论文导师。 匈牙利裔美国物理学家泰勒（1908-2003）被广泛称为“氢弹之父”，但他从未听说过乌拉姆，这表明我的无知。 很快，我的博士论文实际上受到了乌拉姆方法的启发。 几年后，我和中国科学院计算数学研究所的周爱辉共同解决了一类多维映射的乌拉姆猜想。 从此，“乌拉姆”就在我们心中扎根了。
下班后，我在任教的大学图书馆发现了乌拉姆的自传《一个数学家的经历》（上），并如饥似渴地阅读起来。 书中第11章简要介绍了他和泰勒的氢弹研究。 2001年美国发生9/11惨剧的同月底，我在俄亥俄州立大学举行的数学会议上结识了乌拉姆的合作者、美国数学家丹·莫尔丁（Dan ）教授。 我问他乌拉姆是谁。 不是“氢弹之父”。 他回答我：“是的。特勒有很多想法，但大多数都是错的，而乌拉姆的想法是对的。” 1991年新版乌拉姆自传中，马修斯（G.）和赫希（O. Hirsc）为新版写了序言； 2005年麦克米伦（J.）出版了《J.的毁灭与军备竞赛的诞生》（The Ruin of J. and the Birth of the Arms Race）这本书给我们讲述了军备竞赛发展史上的一些真实故事。氢弹。
1945年原子弹摧毁日本广岛和长崎后，参与原子弹研究“曼哈顿计划”的科学家大部分包括芝加哥大学李政道教授的博士论文导师和杰出的意大利裔美国物理学家费米。 费米（Fermi，1901-1954）出于“科学家的良心”反对继续发展可能毁灭人类的核武器。 然而，从“曼哈顿计划”开始，泰勒就全身心投入到氢弹的研制中，并决心这样做。 原因之一是他患有“冷战思维”的痼疾。 然而，泰勒最初的氢弹模型存在两大不确定性：“重氢爆炸”和“核聚变维持”。 乌拉姆和美国数学家埃弗雷特（）的计算尺手工计算和冯诺依曼的计算机重新计算，以及乌拉姆和费米之间的大力合作，证明了泰勒原始氢弹模型的两个基本要素。 假设的不可行性。 大约半年后，乌拉姆的大脑中出现了一个利用“压缩波传播”的新奇想法。 这个关键建议足以解决“重氢爆炸”和“核聚变维持”两大难题。 在乌拉姆1991年版自传的后记中，他的妻子弗朗科斯·乌拉姆回忆起她记忆深刻的1951年1月23日中午的一天：“我发现他在家里的客厅里用一种奇怪的表情盯着他。花园，他说，“我找到了让它发挥作用的方法。” 我问：“这是一个完全不同的解决方案，将改变历史的进程。”
对科学思想毫无保留的乌拉姆很快就把这个新方法告诉了泰勒，泰勒立刻意识到了它的价值。 泰勒作为物理学家，自然将乌拉姆最初设想的引起“压缩波传播”的“机械冲击”改进为“辐射内爆”。 由此产生的“特勒-乌拉姆装置”为1952年11月1日第一颗名为“迈克”的氢弹的成功爆炸奠定了基础，并成为日后热核弹的标准特征。 由于乌拉姆生前从未为名誉所累，他的自传也淡化了他在氢弹研究中的决定性作用。 另外，大部分氢弹研究报告最终都是由“热核武器倡导者”特勒撰写的。 在媒体报道中，在不知情的公众眼中，“氢弹之父”的称号落到了物理学家特勒身上，而数学家乌拉姆则基本成为了无名英雄。 或许，谁是“氢弹之父”取决于不同的定义美国物理学家的，但在1999年，也就是乌拉姆去世十五年后，泰勒以91岁高龄的姿态美国物理学家的，面对《科学美国人》杂志的采访，宣称：他，而不是乌拉姆，对氢弹做出了贡献（“我；乌拉姆没有。”）。 最公正的说法可能来自德裔美国物理学家、“曼哈顿计划”理论部主任、1967年诺贝尔物理学奖获得者汉斯·贝特（Hans Bethe，1906-2005），他在1968年精辟地说：“后来，记者开始称特勒为氢弹之父，为了历史的缘故，我认为更准确的说法是：乌拉姆是父亲，因为他提供了种子；特勒是母亲，因为他。 “十个月后怀孕了。”我想我是一名助产士。
氢弹制成后，简称氢弹。 为了 ，我认为更应该说乌拉姆是，他是种子，是，他是孩子。 至于我，我想我就是了。
1943 年之前，乌拉姆是一位“纯粹的数学家”和“将咖啡变成定理的机器”——正如与乌拉姆合作了 50 年的传奇匈牙利数学家保罗·埃尔多斯（Paul Erdos，1913-1996 年）所说。 用一句名言（“A is a for into”）来形容他。 原句出自埃尔德斯的数学家同事、合作者仁义（1921-1970）之口。 乌拉姆在集合论、测度论、遍历理论和拓扑学等现代数学的重要分支中留下了开拓性的足迹。
A 是“进入”。
作者：仁义
出于波兰人对纳粹的仇恨，出于美国公民对美国的热爱，乌拉姆的数学头脑被另一位数学头脑——来自他一生的朋友冯·诺依曼——邀请到曼哈顿计划的现场。 认识洛斯阿拉莫斯国家实验室的物理学家。 二战后，他参与氢弹研究完全是出于对未知世界的好奇，而不是像泰勒那样将科学与政治结合起来。 他对科学探索的极度热爱，实际上让他在不经意间成为了事实上的氢弹之父。
1955 年洛斯阿拉莫斯国家实验室的航拍照片。（来源：）
同时，作为最早接触现代计算机的数学家之一，乌拉姆与费米等人一起成为20世纪40年代“非线性分析”这一集数学、物理和计算机于一体的科学领域的奠基人。科学。 这比1975年李天岩和他的博士论文导师James Yorke发表的著名论文《三周期混沌》提前了近30年。1947年，他和冯·诺依曼发现了“逻辑模型”S(x)的不变密度函数) = 4x(1-x)。 这个模型现在已经成为“混沌理论”中最著名的映射之一。 一。 他是“蒙特卡罗方法”的创始人之一，该方法在科学计算中非常有用。 他的两本选集《集合、数字和宇宙中的一切》（《集合，，》）和《科学，计算机和老朋友》（《，，和》）充满了令人惊叹的数学智慧和超越的科学思想时代。 。 他无愧于后人慷慨赐予的“圣人”崇高称号。
在我读过的英文科学家传记中，《一位数学家的经历》是我最喜欢的。 在这部客观、幽默、诙谐、惹人喜爱的自传中，乌拉姆不仅忠实地记录了自己的生活经历和科学事业，还生动地描述了其他数学巨人和物理奇才的个性和轶事，比如独一无二的“维纳（1894-1964）”。控制论之父的出现在他的著作中，更难能可贵的是，乌拉姆不时将他的科学哲学和数学思想与对过去事件的雄辩叙述穿插在一起，最后一章简直就是“关于数学和科学的思考”。和”）。在这里，我们聆听一位“科学圣人”对数学在现代物理和生物科学中的新应用的见解。最好的回忆录难道不是必须包含对辉煌过去的回忆和愿景吗？我读过美国杰出物理学家费曼（1918-1988）英传的优秀中文译本《迷人的科学风格——费曼传记》，但我还没有读过《一个人的经历》。 《数学家》1991年第二版中文译本（原因是去年有机会读到了该书第一版的中文译本）。 这本书告诉我们，真正的创造性数学研究，而不是奥数数学竞赛，才能创造“黑板或草稿纸上的一些涂鸦，可以改变人类事务的轨迹”的奇迹。 这连乌拉姆本人都感到惊讶。
对我来说，看看一张纸上或一张纸上的几个数字如何能影响人类，这仍然是一个问题。
2019年3月10日在美国哈蒂斯堡修订并定稿
最后修改于2019年3月10日