ستانيسواف أولام: الرجل الذي راهن على الأرقام

أثناء تعافيه من التهاب دماغي حاد تطلب جراحة في الدماغ، توصل عالم رياضيات بولندي مهاجر في لوس ألاموس إلى فكرة تتسم بكسل مدهش وقوة مدهشة: عندما تكون المشكلة صعبة للغاية بحيث لا يمكن حلها بدقة، قم بأخذ عينات منها عشوائياً، آلاف المرات، واترك حاسوباً إلكترونياً يقوم بالعد. أطلق نيكولاس متروبوليس على هذه التقنية اسم "طريقة مونت كارلو"، تيمناً بمدينة الكازينو التي كان يحب عم أولام المقامرة فيها. تُستخدم الآن لتسعير المشتقات، ونمذجة مخاطر المناخ، وتصميم المفاعلات، وتصنيف فرق البيسبول.

المقهى الاسكتلندي

ولد أولام في 13 أبريل 1909 في ليمبيرغ — لوف، الآن لفيف — التي كانت آنذاك في غاليسيا النمساوية المجرية، لعائلة يهودية بولندية من المصرفيين والصناعيين وصفها لاحقاً بأنها "ميسورة الحال ولكن بالكاد غنية". كان والده جوزيف محامياً؛ ووالدته آنا ولدت في ستري. قضت العائلة جزءاً من الحرب العالمية الأولى في فيينا بين عامي 1916 و1918، ثم عادت إلى مدينة سرعان ما أصبحت نقطة اشتعال في الحرب البولندية الأوكرانية. التحق بصالة الألعاب الرياضية رقم VII في لوف من 1919 إلى 1927 ونشر ورقته الأولى، "حول وظائف المجموعات"، في Fundamenta Mathematicae في سن العشرين.

حصل على درجة الماجستير في معهد لوف للفنون التطبيقية في عام 1932 تحت إشراف كازيمير كوراتوفسكي ودرجة الدكتوراه في عام 1933، لكن التعليم الحقيقي حدث في المقهى الاسكتلندي، حيث كانت مدرسة لوف التي أسسها هوغو شتاينهاوس وستيفان باناخ تمارس الرياضيات كمحادثة تنافسية وتسجل المشكلات المتبقية في دفتر ملاحظات يُعرف الآن باسم الكتاب الاسكتلندي. من بين 193 مشكلة تم إدخالها بين عامي 1935 و1941، طرح أولام 40 مشكلة بمفرده، و11 مع باناخ ومازور، و15 مع آخرين — وهي حصة تخبرك بمكان جلوسه في الغرفة. أعطاه شتاينهاوس نسخة باقية في عام 1957؛ ترجمها أولام إلى الإنجليزية، ونشر الترجمة في عام 1987. بين عامي 1931 و1935 تنقل بين فيلنيوس وفيينا وزيورخ وباريس وكامبريدج، حيث التقى بـ جي إتش هاردي وسوبرامانيان تشاندراسيخار.

أمريكا

دعاه جون فون نيومان إلى معهد الدراسات المتقدمة في برينستون في عام 1935. قضى فصول الصيف في بولندا والسنوات الأكاديمية في هارفارد حتى عام 1939، حيث عمل مع جون سي أوكستوبي على النظرية الإرجودية، ثم حصل على منصب أستاذ مساعد في جامعة ويسكونسن-ماديسون في عام 1940. أصبح مواطناً أمريكياً في عام 1941 وتزوج من فرانسواز آرون، طالبة تبادل فرنسية في ماونت هوليوك. تم تدمير كل العالم الذي جاء منه تقريباً في السنوات التي تلت ذلك.

لوس ألاموس

جنده هانز بيته في لوس ألاموس في أكتوبر 1943. خلال عامي 1944 و1945 أجرى حسابات هيدروديناميكية لسلاح الانفجار الداخلي وعمل على تصميم العدسات المتفجرة — وهو عمل وصفه بتواضع عالم الرياضيات: "كانت المشكلة الهيدروديناميكية بسيطة في صياغتها، لكنها صعبة للغاية في حسابها — ليس فقط بالتفصيل، بل حتى في ترتيب الحجم". تذكر أوتو فريش "طوبولوجياً بولندياً لامعاً مع زوجة فرنسية ساحرة" كان يمزح بأنه "عالم رياضيات بحت سقط إلى مستوى منخفض لدرجة أن أحدث أوراقه تحتوي بالفعل على أرقام ذات نقاط عشرية!"

بعد عام في جامعة جنوب كاليفورنيا في 1945-46، والذي كاد فيه التهاب الدماغ وجراحة الدماغ أن يقتلاه، عاد إلى لوس ألاموس من أجل البرنامج النووي الحراري. بين عامي 1950 و1951 أجرى هو وفون نيومان الحسابات التي أثبتت أن تصميم "سوبر" الأصلي لإدوارد تيلر لا يمكن أن يعمل — وهي نتيجة غير مرحب بها أجبرت المشكلة على الانفتاح. في يناير 1951 اقترح أولام توجيه الصدمة الميكانيكية لضغط وقود الاندماج؛ قدما هو وتيلر تقريراً مشتركاً في 9 مارس 1951، وأثبتت تجربة آيفي مايك في 1 نوفمبر 1952 أن تصميم تيلر-أولام يعمل.

كانت معركة الائتمان فورية ولم يتم تسويتها بالكامل أبداً. قلل تيلر باستمرار من مساهمة أولام. قدم بيته الصياغة الدائمة: "أولام هو الأب، لأنه قدم البذرة، وتيلر هو الأم، لأنه بقي مع الطفل". تم دحض إهانة منفصلة — بأن التهاب الدماغ عام 1946 حول أولام من عالم رياضيات صارم إلى عالم مضارب — من قبل زوجته فرانسواز.

مونت كارلو، الأوتوماتا، السوليتونات

كانت طريقة مونت كارلو، التي تم تطويرها مع متروبوليس وفون نيومان بين عامي 1946 و1949، أكبر هدية فردية قدمها أولام للعالم، ولم تكن تنتمي إلى أي مجال على وجه الخصوص، ولهذا السبب انتهى بها المطاف في جميعها. كما اكتشف مفهوم الأوتوماتا الخلوية، مما مهد لتقليد حسابي كامل. بين عامي 1953 و1955، مع إنريكو فيرمي وجون باستا وماري تسينغو، أجرى تجربة عددية على نظام غير خطي لم يتصرف بأي شكل من الأشكال كما تنبأت النظرية؛ يُنسب الفضل إلى مشكلة فيرمي-باستا-أولام-تسينغو كولادة للرياضيات التجريبية وأدت إلى السوليتونات ونظرية الفوضى. مع سي جي إيفريت اقترح دفع المركبات الفضائية بانفجارات نووية صغيرة، وهي فكرة أصبحت مشروع أوريون (1958-1965) وماتت مع معاهدة الحظر الجزئي للتجارب النووية لعام 1963. عبر أكثر من 150 ورقة بحثية ترك حدسية أولام في إعادة بناء الرسوم البيانية، وحدسية التعبئة لأولام، ولعبة أولام، وأرقام أولام، ونموذج فيرمي-أولام.

السنوات اللاحقة

كان أستاذاً زائراً في هارفارد في 1951-52 وفي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في 1956-57، وأصبح مستشاراً بحثياً لمدير لوس ألاموس في 1957، وشغل كراسي في جامعة كولورادو، حيث أصبح أستاذاً ورئيساً للرياضيات في 1967 وأستاذاً للرياضيات الحيوية في كلية الطب في 1968. بعد تقاعده من كولورادو في 1975 قضى فصول الشتاء في جامعة فلوريدا. توفي في سانتا في في 13 مايو 1984 بسبب نوبة قلبية واضحة. كتب بول إيردوس أفضل سطر نعي ممكن: "مات فجأة بسبب فشل القلب، دون خوف أو ألم، بينما كان لا يزال قادراً على الإثبات والتخمين".

لماذا يُسمى ستانيسواف عبقرياً

كانت ملكة أولام المميزة هي النطاق التناظري — القدرة على حمل فكرة هيكلية عبر مجالات لم يكن بينها أي حركة مرور. لم تكن العينات العشوائية جديدة؛ لكن إدراك أن آلة سريعة حولتها إلى أداة حل للأغراض العامة لمشكلات لا يمكن لأي طريقة تحليلية لمسها كان جديداً. أنتجت نفس الغريزة الأوتوماتا الخلوية (النمط المكاني كحساب)، وتجربة FPUT (استخدام حاسوب ليس للحساب بل للسؤال)، ومشروع أوريون (قنبلة كمحرك)، ورؤية تيلر-أولام (الضغط عن طريق الصدمة المدفوعة بالإشعاع بدلاً من التسخين الغاشم). ما قدمه، مراراً وتكراراً، كان فكرة البذرة بدلاً من البناء النهائي — وهو بالضبط ما كانت تصفه صياغة بيته للأب والأم، ولماذا قدره زملاء أولام كمولد للاحتمالات.

الحجة المضادة مهمة. كان أولام، بمزاحته الخاصة، عالم رياضيات بحت غرق حتى النقاط العشرية؛ لم يكن المنفذ التقني للقنبلة الهيدروجينية، ونجحت حملة تيلر التي استمرت عقوداً لحرمانه من الائتمان جزئياً لأن مساهمة أولام كانت بالفعل اقتراحاً بدلاً من تصميم. العديد من عناصره الأكثر شهرة هي حدسيات وألعاب بدلاً من نظريات مثبتة، وكانت نتيجة FPUT شذوذاً فكك الآخرون أهميته. رياضياته البحتة، على الرغم من اتساعها عبر نظرية المجموعات والطوبولوجيا والنظرية الإرجودية ونظرية القياس، ليست هي ما يُذكر به. الحكم الصادق هو أن عبقريته كانت ابتكارية وتركيبية بدلاً من معمارية: كان الرجل الذي رأى الحركة، ثم، بشكل مميز، انتقل إلى ما بعدها.

الإرث

حصل على صليب القائد مع نجمة وسام بولونيا ريستيتوتا من الحكومة البولندية في المنفى في 1976، ودرجات فخرية من نيو مكسيكو وويسكونسن وبيتسبرغ، وانتُخب للأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم، والأكاديمية الوطنية للعلوم، والجمعية الفلسفية الأمريكية. خصصت لوس ألاموس عدداً خاصاً في 1987 له، نُشر بعنوان From Cardinals to Chaos. كانت Ulam Quarterly من بين أوائل المجلات الرياضية عبر الإنترنت، وتدير جامعة فلوريدا محاضرة سنوية لأولام كولوقيوم منذ 1998، ولغة البرمجة الاحتمالية ستان سميت باسمه. ملاحظة أدلى بها لفون نيومان في 1958 حول "التقدم المتسارع للتكنولوجيا والتغيرات في حياة الإنسان، مما يعطي مظهر الاقتراب من نوع من التفرد الجوهري" تم اقتباسها منذ ذلك الحين من قبل أشخاص يجادلون حول المستقبل الذي ساعد في بنائه.