斯坦尼斯拉夫·烏拉姆，
一個(gè)20歲就證明了重要的無窮集定理的神童，一個(gè)默默無聞的偉大數(shù)學(xué)家，一個(gè)曾經(jīng)輝煌的波蘭數(shù)學(xué)的見證者，一個(gè)幸存的猶太人，一個(gè)真正的“氫彈之父”。
好，現(xiàn)在我們請來南密西西比大學(xué)數(shù)學(xué)教授、《數(shù)學(xué)文化》雜志編委丁九教授，為我們講述這位偉大數(shù)學(xué)家背后的故事：
圣賢的奇跡：紀(jì)念烏拉姆誕辰110周年
2019年4月13日，是杰出的波蘭裔美國數(shù)學(xué)家斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆（ Ulam，1909-1984）誕辰110周年。 一個(gè)月后，5月13日將是他逝世35周年紀(jì)念日。 烏拉姆，一個(gè)不到20歲就因證明無窮集重要定理而名噪數(shù)學(xué)史的神童，幾個(gè)極具獨(dú)創(chuàng)性的重大科學(xué)領(lǐng)域的先驅(qū)者，鮮為人知的“數(shù)學(xué)之父”。氫彈”，生前死了不少人。 幾十年來，他的思想、文章以及舉世聞名的150頁《數(shù)學(xué)問題集》不斷給一代又一代的科學(xué)愛好者和研究人員以啟發(fā)和動力。
烏拉姆，來源：
烏拉姆是一名猶太人，出生于波蘭首都利沃夫的一個(gè)律師家庭。 他從小就有強(qiáng)烈的數(shù)學(xué)好奇心，四歲時(shí)就被家里東方地毯上的復(fù)雜圖形迷住了。 十一歲之前，當(dāng)他在父親的書房里盯著瑞士偉大數(shù)學(xué)家歐拉（1707-1783）寫的一本《代數(shù)》時(shí)，那種“神秘感”油然而生。 20世紀(jì)上半葉，以謝爾賓斯基（，1882-1969）、斯坦豪斯（Hugo，1887-1972）、庫拉托夫斯基（，1896-1980）等人為代表的波蘭數(shù)學(xué)學(xué)派出現(xiàn)并發(fā)展壯大。 ，這為烏拉姆發(fā)揮他的數(shù)學(xué)天才提供了肥沃的土壤。 烏拉姆于1927年進(jìn)入利沃夫理工學(xué)院學(xué)習(xí)。1936年，他應(yīng)偉大的匈牙利裔美國數(shù)學(xué)家、“電子計(jì)算機(jī)之父”約翰·馮·諾依曼（John von ，1903-1957）的邀請，訪問利沃夫高等研究院。美國普林斯頓。 在此期間，對他影響最大的老師之一是波蘭著名數(shù)學(xué)家巴納赫（1892-1945），現(xiàn)代數(shù)學(xué)分支“泛函分析”的大師。 在那間數(shù)學(xué)界著名的“蘇格蘭咖啡店”里，數(shù)學(xué)問題不斷被提出、討論，甚至爭論，大理石桌上寫下“思想的火花”。 正是烏拉姆和他的師友們推動了現(xiàn)代數(shù)學(xué)進(jìn)步的神圣事業(yè)。 巴納赫放置在蘇格蘭咖啡店供大家使用的大筆記本記錄了這些非凡頭腦產(chǎn)生的數(shù)學(xué)問題和集體思維結(jié)果，現(xiàn)在成為了著名的“蘇格蘭筆記”。 說著說著而不是閉門學(xué)習(xí)，是他一直倡導(dǎo)的數(shù)學(xué)研究方法。
蘇格蘭咖啡廳（Café）（來源：）
1939年納粹德國入侵波蘭后，大量猶太人慘遭殺害，就讀哈佛大學(xué)的烏拉姆不得不留在美國。 除了隨他一起來美國讀大學(xué)的弟弟亞當(dāng)·烏拉姆（Adam Ulam，1922-2000；后來成為歷史學(xué)家、哈佛大學(xué)教授，以及多部有關(guān)俄羅斯西部和蘇聯(lián)共產(chǎn)主義的書籍的權(quán)威作者）外，他的親戚在他的祖國，只有兩個(gè)表兄弟幸存。 極其殘酷的二戰(zhàn)，讓波蘭數(shù)學(xué)界失去了一代驕傲的人，紛紛死去、逃亡。 波蘭數(shù)學(xué)從此失去了昔日的輝煌。 巴納赫死于饑餓和重病，但幸運(yùn)的是他頑強(qiáng)地掙扎到了希特勒去世的那一天。 與法國數(shù)學(xué)家讓·勒雷（Jean Leray，1906-1998）共同創(chuàng)造了著名的“勒雷-肖德不動點(diǎn)定理”的喬德（Chaud，1896-1943）被納粹屠刀殺害。 一些后來在美國數(shù)學(xué)界聞名的名字，如埃倫伯格（1913-1998）、赫爾維茨（1904-1956）、馬克·卡茨（1914-1984）、塔斯基（1901-1983）和澤格蒙德（1900-1992） ，都是來自波蘭的難民數(shù)學(xué)家。
第一次聽到烏拉姆的名字是在美國上李天巖教授講授的高級研究生課程《[0, 1]上的遍歷理論》時(shí)。 李教授是我的博士論文導(dǎo)師。 他在30歲之前的三大數(shù)學(xué)貢獻(xiàn)之一就是證明了一類區(qū)間映射的“烏拉姆猜想”。 在談到引發(fā)這一著名猜想的“烏拉姆方法”時(shí)，他順便提到烏拉姆是“氫彈之父”，這讓我感到新鮮和好奇。 我早就知道，普林斯頓高等研究院前院長、美國物理學(xué)家奧本海默（1904-1967）被公認(rèn)為“原子彈之父”。 我還聽說楊振寧教授是芝加哥大學(xué)的博士論文導(dǎo)師。 匈牙利裔美國物理學(xué)家泰勒（1908-2003）被廣泛稱為“氫彈之父”，但他從未聽說過烏拉姆，這表明我的無知。 很快，我的博士論文實(shí)際上受到了烏拉姆方法的啟發(fā)。 幾年后，我和中國科學(xué)院計(jì)算數(shù)學(xué)研究所的周愛輝共同解決了一類多維映射的烏拉姆猜想。 從此，“烏拉姆”就在我們心中扎根了。
下班后，我在任教的大學(xué)圖書館發(fā)現(xiàn)了烏拉姆的自傳《一個(gè)數(shù)學(xué)家的經(jīng)歷》（上），并如饑似渴地閱讀起來。 書中第11章簡要介紹了他和泰勒的氫彈研究。 2001年美國發(fā)生9/11慘劇的同月底，我在俄亥俄州立大學(xué)舉行的數(shù)學(xué)會議上結(jié)識了烏拉姆的合作者、美國數(shù)學(xué)家丹·莫爾?。―an ）教授。 我問他烏拉姆是誰。 不是“氫彈之父”。 他回答我：“是的。特勒有很多想法，但大多數(shù)都是錯(cuò)的，而烏拉姆的想法是對的?！? 1991年新版烏拉姆自傳中，馬修斯（G.）和赫希（O. Hirsc）為新版寫了序言； 2005年麥克米倫（J.）出版了《J.的毀滅與軍備競賽的誕生》（The Ruin of J. and the Birth of the Arms Race）這本書給我們講述了軍備競賽發(fā)展史上的一些真實(shí)故事。氫彈。
1945年原子彈摧毀日本廣島和長崎后，參與原子彈研究“曼哈頓計(jì)劃”的科學(xué)家大部分包括芝加哥大學(xué)李政道教授的博士論文導(dǎo)師和杰出的意大利裔美國物理學(xué)家費(fèi)米。 費(fèi)米（Fermi，1901-1954）出于“科學(xué)家的良心”反對繼續(xù)發(fā)展可能毀滅人類的核武器。 然而，從“曼哈頓計(jì)劃”開始，泰勒就全身心投入到氫彈的研制中，并決心這樣做。 原因之一是他患有“冷戰(zhàn)思維”的痼疾。 然而，泰勒最初的氫彈模型存在兩大不確定性：“重氫爆炸”和“核聚變維持”。 烏拉姆和美國數(shù)學(xué)家埃弗雷特（）的計(jì)算尺手工計(jì)算和馮諾依曼的計(jì)算機(jī)重新計(jì)算，以及烏拉姆和費(fèi)米之間的大力合作，證明了泰勒原始?xì)鋸椖Ｐ偷膬蓚€(gè)基本要素。 假設(shè)的不可行性。 大約半年后，烏拉姆的大腦中出現(xiàn)了一個(gè)利用“壓縮波傳播”的新奇想法。 這個(gè)關(guān)鍵建議足以解決“重氫爆炸”和“核聚變維持”兩大難題。 在烏拉姆1991年版自傳的后記中，他的妻子弗朗科斯·烏拉姆回憶起她記憶深刻的1951年1月23日中午的一天：“我發(fā)現(xiàn)他在家里的客廳里用一種奇怪的表情盯著他。花園，他說，“我找到了讓它發(fā)揮作用的方法?！?我問：“這是一個(gè)完全不同的解決方案，將改變歷史的進(jìn)程?！?span style="display:none">vdT物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
對科學(xué)思想毫無保留的烏拉姆很快就把這個(gè)新方法告訴了泰勒，泰勒立刻意識到了它的價(jià)值。 泰勒作為物理學(xué)家，自然將烏拉姆最初設(shè)想的引起“壓縮波傳播”的“機(jī)械沖擊”改進(jìn)為“輻射內(nèi)爆”。 由此產(chǎn)生的“特勒-烏拉姆裝置”為1952年11月1日第一顆名為“邁克”的氫彈的成功爆炸奠定了基礎(chǔ)，并成為日后熱核彈的標(biāo)準(zhǔn)特征。 由于烏拉姆生前從未為名譽(yù)所累，他的自傳也淡化了他在氫彈研究中的決定性作用。 另外，大部分氫彈研究報(bào)告最終都是由“熱核武器倡導(dǎo)者”特勒撰寫的。 在媒體報(bào)道中，在不知情的公眾眼中，“氫彈之父”的稱號落到了物理學(xué)家特勒身上，而數(shù)學(xué)家烏拉姆則基本成為了無名英雄。 或許，誰是“氫彈之父”取決于不同的定義美國物理學(xué)家的，但在1999年，也就是烏拉姆去世十五年后，泰勒以91歲高齡的姿態(tài)美國物理學(xué)家的，面對《科學(xué)美國人》雜志的采訪，宣稱：他，而不是烏拉姆，對氫彈做出了貢獻(xiàn)（“我；烏拉姆沒有?！保?。 最公正的說法可能來自德裔美國物理學(xué)家、“曼哈頓計(jì)劃”理論部主任、1967年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者漢斯·貝特（Hans Bethe，1906-2005），他在1968年精辟地說：“后來，記者開始稱特勒為氫彈之父，為了歷史的緣故，我認(rèn)為更準(zhǔn)確的說法是：烏拉姆是父親，因?yàn)樗峁┝朔N子；特勒是母親，因?yàn)樗?“十個(gè)月后懷孕了?！蔽蚁胛沂且幻a(chǎn)士。
氫彈制成后，簡稱氫彈。 為了 ，我認(rèn)為更應(yīng)該說烏拉姆是，他是種子，是，他是孩子。 至于我，我想我就是了。
1943 年之前，烏拉姆是一位“純粹的數(shù)學(xué)家”和“將咖啡變成定理的機(jī)器”——正如與烏拉姆合作了 50 年的傳奇匈牙利數(shù)學(xué)家保羅·埃爾多斯（Paul Erdos，1913-1996 年）所說。 用一句名言（“A is a for into”）來形容他。 原句出自埃爾德斯的數(shù)學(xué)家同事、合作者仁義（1921-1970）之口。 烏拉姆在集合論、測度論、遍歷理論和拓?fù)鋵W(xué)等現(xiàn)代數(shù)學(xué)的重要分支中留下了開拓性的足跡。
A 是“進(jìn)入”。
作者：仁義
出于波蘭人對納粹的仇恨，出于美國公民對美國的熱愛，烏拉姆的數(shù)學(xué)頭腦被另一位數(shù)學(xué)頭腦——來自他一生的朋友馮·諾依曼——邀請到曼哈頓計(jì)劃的現(xiàn)場。 認(rèn)識洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家。 二戰(zhàn)后，他參與氫彈研究完全是出于對未知世界的好奇，而不是像泰勒那樣將科學(xué)與政治結(jié)合起來。 他對科學(xué)探索的極度熱愛，實(shí)際上讓他在不經(jīng)意間成為了事實(shí)上的氫彈之父。
1955 年洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室的航拍照片。（來源：）
同時(shí)，作為最早接觸現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)家之一，烏拉姆與費(fèi)米等人一起成為20世紀(jì)40年代“非線性分析”這一集數(shù)學(xué)、物理和計(jì)算機(jī)于一體的科學(xué)領(lǐng)域的奠基人。科學(xué)。 這比1975年李天巖和他的博士論文導(dǎo)師James Yorke發(fā)表的著名論文《三周期混沌》提前了近30年。1947年，他和馮·諾依曼發(fā)現(xiàn)了“邏輯模型”S(x)的不變密度函數(shù)) = 4x(1-x)。 這個(gè)模型現(xiàn)在已經(jīng)成為“混沌理論”中最著名的映射之一。 一。 他是“蒙特卡羅方法”的創(chuàng)始人之一，該方法在科學(xué)計(jì)算中非常有用。 他的兩本選集《集合、數(shù)字和宇宙中的一切》（《集合，，》）和《科學(xué)，計(jì)算機(jī)和老朋友》（《，，和》）充滿了令人驚嘆的數(shù)學(xué)智慧和超越的科學(xué)思想時(shí)代。 。 他無愧于后人慷慨賜予的“圣人”崇高稱號。
在我讀過的英文科學(xué)家傳記中，《一位數(shù)學(xué)家的經(jīng)歷》是我最喜歡的。 在這部客觀、幽默、詼諧、惹人喜愛的自傳中，烏拉姆不僅忠實(shí)地記錄了自己的生活經(jīng)歷和科學(xué)事業(yè)，還生動地描述了其他數(shù)學(xué)巨人和物理奇才的個(gè)性和軼事，比如獨(dú)一無二的“維納（1894-1964）”。控制論之父的出現(xiàn)在他的著作中，更難能可貴的是，烏拉姆不時(shí)將他的科學(xué)哲學(xué)和數(shù)學(xué)思想與對過去事件的雄辯敘述穿插在一起，最后一章簡直就是“關(guān)于數(shù)學(xué)和科學(xué)的思考”。和”）。在這里，我們聆聽一位“科學(xué)圣人”對數(shù)學(xué)在現(xiàn)代物理和生物科學(xué)中的新應(yīng)用的見解。最好的回憶錄難道不是必須包含對輝煌過去的回憶和愿景嗎？我讀過美國杰出物理學(xué)家費(fèi)曼（1918-1988）英傳的優(yōu)秀中文譯本《迷人的科學(xué)風(fēng)格——費(fèi)曼傳記》，但我還沒有讀過《一個(gè)人的經(jīng)歷》。 《數(shù)學(xué)家》1991年第二版中文譯本（原因是去年有機(jī)會讀到了該書第一版的中文譯本）。 這本書告訴我們，真正的創(chuàng)造性數(shù)學(xué)研究，而不是奧數(shù)數(shù)學(xué)競賽，才能創(chuàng)造“黑板或草稿紙上的一些涂鴉，可以改變?nèi)祟愂聞?wù)的軌跡”的奇跡。 這連烏拉姆本人都感到驚訝。
對我來說，看看一張紙上或一張紙上的幾個(gè)數(shù)字如何能影響人類，這仍然是一個(gè)問題。
2019年3月10日在美國哈蒂斯堡修訂并定稿
最后修改于2019年3月10日