Zapraszam do obejrzenia multimedialnej biografii Stanisława Ulama
(źródło: YouTube: Archipelag Matematyki):
A poniżej coś do poczytania:
Stanisław M. Ulam urodził się 13 kwietnia 1909 roku we Lwowie w spolonizowanej
rodzinie żydowskiej przybyłej z Wenecji trzy pokolenia wcześniej. Jego ojciec
Józef był adwokatem. Wczesne dzieciństwo podczas I wojny światowej spędził
z rodzicami w Wiedniu. Jako dziecko, znalazł w bibliotece ojca Astronomię gwiazd
stałych Marcina Ernsta, profesora Universytetu Jana Kazimierza oraz popularne
wydanie Algebry Eulera. Wspominał, że pierwsza z tych książek wzbudziła w nim
pragnienie zostania astronomem, a druga odczucie magicznej tajemniczości
i marzenie zrozumienia kiedyś owych symboli matematycznych. Od ojca nauczył się
grać w szachy, fascynował go groźny w skutkach ruch konika. Naukę w gimnazjum we
Lwowie rozpoczął w roku 1919. W owym czasie wiele pisano w gazetach
o (szczególnej) teorii względności Einsteina. Postanowił zrozumieć tę teorię
i jej konsekwencje, co udało mu się w znacznym stopniu. To stworzyło jego
reputację jako "cudownego dziecka". W gimnazjum zajął się problemem istnienia
nieparzystych liczb doskonałych (tj. liczb będących sumą wszystkich swoich
podzielników, poza samą sobą) i... do dziś dnia nie wiadomo, czy takie
nieparzyste liczby istnieją. Błyskotliwość matematyczną wyćwiczył na książkach
Poincaré'go oraz Steinhausa (Co jest a co nie jest matematyką). Spędzał godziny
na dyskusjach z kolegą Metzgerem, którego uważał za przepełnionego chęcią
zmieniania świata, tak bardzo żydowską cechą. Ojciec widział w synu adwokata,
w końcu Stanisław zdecydował się zostać inżynierem elektrykiem lub mechanikiem.
W roku 1927 zapisał się na Politechnikę Lwowską, chociaż miejsce było już tylko
na Wydziale Ogólnym.
Wykłady Profesora Kuratowskiego z teorii zbiorów wciągnęły młodego Ulama
w szczególności. Wkrótce zaczął stawiać swoje problemy. Kuratowski zainteresował
się Ulamem, spędzał z nim wiele czasu. Stan rozwiązał pierwszy problem z teorii
zbiorów zadany mu przez Kuratowskiego, odkrywając niezależnie technikę grafów,
o której istnieniu nie wiedział. Kuratowski utwierdził się w swojej wierze
w talent Ulama.
Stanisław Ulam wśród lwowskich matematyków (zdjęcie z 1930 r.,
Ulam jest oznaczony numerem 10)
Matematyka przesłoniła całe życie Stana. Stanisław Mazur, Kazimierz Kuratowski
i Stefan Banach wprowadzili go w tajniki matematycznego myślenia i procesu
okrywczego. Ulam wspomina długie godziny spędzane z nimi w lwowskiej kawiarni
"Szkockiej" nad kartką z wypisanym jednym symbolem lub funkcją. Wpatrywali się
w nią, wymieniali myśli i sugestie. Była to dla nich jakby kryształowa kula,
ułatwiająca koncentrację na jakimś problemie. Jedna z takich sesji z Banachem
i Mazurem w "Szkockiej" trwała 17 godzin, z przerwami na posiłki. Te spotkania
w "Szkockiej" były inicjatywą Banacha, Ulam był najmłodszym z ich uczestników.
Banach uważał niektóre podejścia Ulama do problemów i dowodów matematycznych za
dziwne, ale przyznawał, że prowadziły one do poprawnych wyników. Był to ogromny
komplement dla Stana – uważał on (i słusznie) Banacha za prawdziwego samorodnego
geniusza, który miał podświadomą zdolność odkrywania "ukrytych ścieżek". (Stefan
Banach pochodził z biednej rodziny, nie miał konwencjonalnego wykształcenia.)
Dyskutowali oczywiście także i o "reszcie wszechświata", o fizyce, astronomii,
polityce, sytuacji w Polsce i Europie.
Po wielu latach, Ulam scharakteryzował Lwowską Szkołę Matematyczną jako
zajmującą się "jądrem spraw", które stanowią matematykę. Wspominał swoje
lwowskie środowisko niezwykle wdzięcznie i sentymentalnie. Wspominał kolegów
matematyków, zamordowanych przez Niemców podczas okupacji; z kilkoma innymi
zetknął się później w Ameryce.
W roku 1927, mając 18 lat, napisał swoją pierwszą pracę naukową, opublikowaną
w 1929 w Fundamenta Mathematicae. Niedługo później Ulam, rozwiązując trudny
problem, przeszedł swój własny test czy ma zostać matematykiem; nie był już
inżynierem elektrykiem, ale matematykiem. W roku 1931, Ulam przedstawił swoje
wyniki na kongresie matematyków w Wilnie. W 1932 r. był na kongresie w Zürichu,
z którego wrócił z poczuciem zaufania w potęgę polskiej matematyki, w swoją
zdolność znajdowania nowych dróg rozwiązań. W wiele lat później John von Neumann
powiedział żonie Ulama, Françoise, że "nigdy nie spotkał kogoś drugiego, kto
miałby taką ufność w siebie, jak Stan – i... słusznie". Ulam przyznawał, że
zawsze cechowała go zuchwałość.
W roku 1932 Stanisław Ulam uzyskał stopień magistra (zdał wszystkie egzaminy
naraz, zaś pracę magisterską, na podstawie swoich innych prac, napisał w sześć
nocnych godzin), a w 1933 roku doktorat na Politechnice Lwowskiej. Opublikował
prace z teorii miary zbiorów, rozwiązując problemy atakowane wcześniej przez
Banacha, Kuratowskiego i Hausdorffa. Pracował również w teorii
prawdopodobieństwa i teorii grup oraz topologii. W owych wczesnych latach,
Alfred Tarski, sławny logik z Warszawy, upomniany przez Kuratowskiego, w jednej
ze swoich prac potwierdził, że taki sam wynik uzyskał był wcześniej Stanisław
Ulam ze Lwowa. Czysty twór mózgu ludzkiego – matematyka – posiadła Stana
w wyłączne władanie i posiadanie, chociaż później w życiu zajmował się również
innymi gałęziami nauki: fizyką i biologią (po wielu latach, przy okazji
biologii, żałował swoich braków w wykształceniu chemicznym). W owym czasie
spędzał nad matematyką co najmniej sześć godzin dziennie. Poza tym czytał wiele,
zbierał książki.
W roku 1934, na koszt rodziców, podróżował do Wiednia, Zürichu, Paryża
i Cambridge, aby słuchać i wygłaszać wykłady matematyczne. W Cambridge, obok
bezpośrednich dyskusji z wielkimi matematykami Hardy'm i Besicovitsch'em, bardzo
przystojny Ulam był pierwszym mężczyzną, który wygłosił wykład z topologii
w żeńskim Girton College, tuż po zniesieniu starej reguły zabraniającej
wykładania tam mężczyznom.
Ulam wspominał, iż podróże te były próbą zrobienia w świecie wrażenia jego
matematycznymi wynikami. Nie bez powodu. Sytuacja w Europie zmieniła się
dramatycznie po dojściu Hitlera do władzy i prorokowała jak najgorzej,
w szczególności dla Żydów. W Polsce, przez "łagodną analogię" pojawił się
agresywny antysemityzm. Stryj Stana, Michał Ulam, namawiał go na karierę za
granicą. Pierwszą swoją pracę naukową w Ameryce Ulam opublikował z Karolem
Borsukiem. Pod koniec roku 1934, Ulam rozpoczął korespondencję o problemach
w teorii miary z Johnem von Neumannem, starszym od siebie o sześć lat,
błyskotliwym i wszechstronnym profesorem w Institute for Advanced Studies
w Princeton, NJ, USA. Von Neumann był przejazdem w Warszawie w 1935 roku,
w drodze powrotnej z kongresu matematycznego w Moskwie. Przypadli sobie do
gustu, von Neumann zaprosił Ulama do Princeton, zaoferował mu $300.00
stypendium. Ulam zjawił się w Princeton w grudniu 1935. Tam chodził na wykłady
m. in. Einsteina (wspominał potem jego zabawny, ciężko akcentowany angielski: "he
is a very good formula"...), wygłaszał swoje seminaria. W krótkim czasie zetknął
się tam w wieloma wielkimi matematykami: Weylem, Wienerem, G.D. Birkhoffem,
Alexandrem, Veblenem i innymi. Atmosfera w Princeton była inna niż we Lwowie,
matematycy mniej ze sobą rozmiawiali, nie było Kawiarni Szkockiej, nie powstała
tam Scottish Book. Princeton, jednakże, było jednym z miejsc gromadzących "po
drodze" europejskich uczonych, głównie Żydów, wypędzanych przez faszyzm
i Hitlera. Wobec pogarszającej się sytuacji w Europie, wzrastającego zagrożenia
Polski i wobec swojej żydoskości, Ulam szukał sposobów pozostania w Stanach
Zjednoczonych. Mając jedną szansę na cztery, został przyjęty do Harvard Society
of Fellows, co zapewniło mu utrzymanie i mieszkanie. Rozpoczął współpracę
z Johnem Oxtoby, która w roku 1941 zaowocowała ich publikacją w mechanice
statystycznej; Ulam uważał ją potem za jedną z najważniejszych w swojej karierze
matematyka. Przyjaźnił się z Johnem von Neumannem, jeździli razem po okolicznych
stanach, dyskutowali o wszystkim, od matematyki do starożytnej literatury
łacińskiej i greckiej. Wykładał dla studentów w Harvard University i w Brown
University w Providence, Rhode Island, najpierw elementarne kursy, potem
zaawansowane. Ulam, choć przesiąkł "technologiczną wyższością Ameryki", pomiędzy
rokiem 1936 a 1939, każde lato spędzał w Polsce z rodziną. Były to dla niego
emocjonalne powroty do rodziny i przyjaciół matematyków lwowskich, chociaż
rychło zaczynał tęsknić za otwartą Ameryką.
W 1937 roku, wraz z Banachem gościł von Neumanna we Lwowie. Wówczas to von
Neumann, węgierski Żyd, rozpoczął we Lwowie żartobliwie swój wykład od
"Matematycy-goje wykazali, że...", ku niesłychanemu rozbawieniu Stefana Banacha,
goja. W następnym roku Ulam rewizytował von Neumanna w Budapeszcie, skąd wracał
przez miasteczka żydowskie w Karpatach. (Potem utwalił ślad tej podróży w swojej
autobiografii pt. Adventures of a Mathematician.) W 1938 roku zmarła matka Ulama
(Anna z Auerbachów), a on sam uzyskał w konsulacie amerykańskim w Warszawie
imigracyjną wizę amerykańską. W kilka miesięcy później byłoby to już prawie
niemożliwe.
W sierpniu 1939, ojciec Józef i stryj Szymon, odprowadzili synów i bratanków,
Stanisława i 17-letniego Adama, na nabrzeże pasażerskie w Gdyni. Bracia Ulamowie
odpłynęli "Batorym" do Ameryki. (Adam, młodszy od Stana o 13 lat, któremu ten
pomagał przez wiele lat studiów w Brown University, stał się później znanym
historykiem, autorem jednej z pierwszych na Zachodzie książek o Stalinie,
dyrektorem Center for Russian Studies w Harvard University). Nie zobaczyli już
swojej rodziny nigdy. Po przypłynięciu do Nowego Jorku, dowiedzieli się w hotelu
o niemieckim bombardowaniu Warszawy. Stan wspominał: "At that moment, I suddenly
felt as if a curtain had fallen on my past life... There has been a different
color and meaning to everything ever since." ("W tym momencie poczułem się jakby
kurtyna spadła na moje przeszłe życie... O tego momentu, wszystko i już na
zawsze nabrało innego koloru i znaczenia.")
George D. Birkhoff, ówczesny "guru" amerykańskiej matematyki, dopomógł Ulamowi
w znalezieniu w 1940 roku pracy "instruktora" w University of Wisconsin at
Madison, WI. Mimo, że z dala od wielkich centrów naukowych, znalazł tam Ulam
środowisko bardzo stymulujące naukowo i intelektualnie. W roku 1941 otrzymał
amerykańskie obywatelstwo. W roku 1942 ożenił się z francuską studentką
Françoise Aron, którą poznał był jeszcze w Cambridge, MA. (Jako trafny opis
samego siebie posłał jej kiedyś fragment pewnego listu d'Alembert'a do
Mademoiselle de Lespinasse sprzed 200 lat !) W 1944 roku urodziła się ich jedyna
córka Claire.
W roku 1941 w Madison Ulam rozpoczął owocną współpracę w teorii group z C.J.
Everett'em, który dyscypliną myślenia przypominał mu Stanisława Mazura. Ulam
produkował pomysły, niekiedy luźne, a Everett rygorystyczne dowody i końcową
konstrukcję. Everett demonstrował według słów Ulama "upór w myśleniu". Myślenie
było głównym zajęciem Ulama. W kilka lat później, już w Los Alamos, mała Claire,
odpowiadając na pytanie koleżanki, dlaczego jej ojciec nie gra z nią w piłkę,
powiedziała: "Mój tato tylko myśli, myśli, myśli! Nic tylko myśli".
Na świecie szalała wojna. Stan Ulam chciał wnieść swój udział w wysiłek wojenny.
Bezskutecznie zgłosił się na ochotnika do lotnictwa amerykańskiego. Wiosną 1943
roku napisał do von Neumanna o swoim pragnieniu pracy na rzecz wojny. Wczesną
jesienią 1943 doszło do spotkania Ulama z von Neumannem (w towarzystwie obstawy)
na Union Station w Chicago. Von Neumann poinformował go o istnieniu tajnego,
ważnego projektu wojennego. Ulam nieomal profetycznie powiedział mu, że właśnie
pracuje nad "branching processes", probabilistyczną teorią spontanicznego
powielania się cząstek, jak bakterii. Był to temat jak znalazł dla Manhattan
Project, prac nad bombą atomową, głównie w tajnym laboratorium w Los Alamos, NM,
stworzonym kilka miesięcy wcześniej. W jesieni 1943 roku Stan Ulam otrzymał
oficjalne zaproszenie do przyłączenia się do nieokreślonego projektu wojennego,
podpisane przez słynnego fizyka Hansa Bethe'go (niedługo później współtwórcy
wzoru Bethego-Feynmana, podstawowego dla obliczeń wydajności reakcji
rozszczepienia). Wkrótce potem Ulam dowiedział się, że ma wysiąść z pociągu na
stacyjce Lamy, niedaleko Santa Fe w stanie New Mexico, o którym dotąd nic nie
wiedział. Z biblioteki uniwersyteckiej w Madison wypożyczył przewodnik po New
Mexico i... w spisie poprzednio pożyczających tę książkę znalazł nazwiska trojga
doktorantów i przyjaciół, którzy wcześniej zniknęli już bez słowa z Madison.
Domyślił się o co chodziło.
Stan z ciężarną żoną znalazł się w tajnym laboratorium na płaskowyżu (mesa) Los
Alamos, wśród dotąd największej w historii koncentracji uczonych. John von
Neumann powiedział mu od razu, że chodziło o problemy teoretyczne z masą
krytyczną rozszczepialnego plutonu, który wówczas jeszcze nawet nie istniał. Po
dwóch miesiącach, podnieceni Robert Oppenheimer i Victor Weisskopf przybiegli
z próbówką, na dnie której było kilka tajemniczych kropli plutonu. Ulam zetknął
się po raz pierwszy z praktycznymi problemami fizyki, które łączyły się wprost
z danymi ekperymentalnymi. Pewnego razu zażartował do fizyka Otto Frisch'a:
"jestem czystym matematykiem, który upadł tak nisko, iż jego prace zawierają
prawdziwe liczby z dokładnością do kilku dziesiętnych miejsc". Ulam znalazł
w sobie zdolność wyobrażania sobie nie tylko obrazu logicznego, ale i konkretnej
sytuacji fizycznej oraz jej rozwiązania. Słynne stało się jego natychmiastowe,
jak się potem okazało poprawne, oszacowanie stałej w pewnym wzorze jako około
cztery.
Chociaż podstawowe efekty fizyczne były zjawiskami kwantowymi, to rozwiązanie
problemów techologicznych Bomby wymagało zastosowania statystycznej mechaniki,
tj. kinematyki, dynamiki i statystyki powielania neutronów oraz promieniowania.
Była to matematyka stosowana, nowe pole odkrywcze Ulama. Dyskutował wiele z Enrico
Fermi'm i Richardem Feynman'em o matematyce i fizyce, o mechanice statystycznej;
Fermi znał doskonale podstawową pracę Ulama z Oxtoby'm z roku 1941. Ulam
pracował nad problemem powielania neutronów, w grupie Edwarda Tellera,
zajmującej się już (początkowo zresztą bardziej wskutek rozdźwięków Teller-Bethe)
nową generacją "super" bomby, zwanej później "bombą wodorową". Wniósł jednak
swój znaczny udział w hydrodynamiczne obliczenia potrzebne już wcześniej dla
bomby atomowej.
Z początkiem roku 1944, w długiej dyskusji Ulama z von Neumannem wypłynęła
konieczność dokładniejszego, niż przybliżonym sposobem proponowanym przez von
Neumanna, obliczenia hydrodynamicznego przebiegu implozji, niezbędnej dla
"zapłonu" bomby termonuklearnej. Trzeba było zastosować "brutalną siłę", czyli
masowe obliczenia numeryczne. Było to jednak niemożliwe przy użyciu istniejących
mechanicznych urządzeń obliczeniowych. Niezbędność tych właśnie dokładnych
obliczeń zapoczątkowała rozwój elektronicznych, wówczas jeszcze lampowych,
komputerów. Powstały z połączenia osiągnięć naukowych i technologicznych,
w analogii z operacjami mózgu. W roku 1952 pojawił się w Los Alamos MANIAC,
drugi egzemplarz (po Princeton) pierwszego zmienno-programowalnego komputera.
(Ideę programowania wymyślił John von Neumann, wychodząc z logiki
matematycznej).
W lipcu i sierpniu 1945, próba "Trinity" bomby atomowej, Hiroshima i kapitulacja
Japonii złowróżbnie (wg słów Ulama) rozpoczęły "erę atomową" i uczyniły z bomby
atomowej "wiadomość publiczną". Zaszczyty i rozgłos spadły na...
administacyjnych szefów Manhattan Project. Ulam przypomniał wówczas przedwojenną
historyjkę o pensjonariuszu w Berlinie, który zjadł swym współpensjonariuszom
cały ugotowany asparagus, i któremu jeden z nich nieśmiało zwrócił uwagę:
"Proszę wybaczyć, panie Goldberg, ale my również lubimy asparagus." Rozbawieni,
planowali z von Neumann napisać dwudziestotomowy traktat pt. Asparagus poprzez
wieki (Stan miał napisać ostatni tom). Nie zdążyli, John von Neumann zmarł
w roku 1957.
Dla rozrywki Ulam grywał w pokera o małe stawki; wśród partnerów miał m. in.
George'a Kistiakowsky'ego (chemika, specjalistę od eksplozji), Nicka
Metropolis'a (z którym w roku 1946 rozwinął metodę Monte Carlo) i Clyde'a
Cowan'a – odkrywcę neutrina w roku 1956 i laureata Nagrody Nobla w 1995 r.).
Uwielbiali przy tym "słone" dowcipy. Od dzieciństwa Stan grywał bardzo dobrze
w szachy, stworzył znany klub szachowy w Los Alamos, w roku 1957 jeden
z pierwszych eksperymentował z grą w szachy na komputerach.
Cała rodzina Ulama w Polsce, włączając siostrę (poza dwoma kuzynami), zginęła
w Shoah, a matka Françoise Ulam w Auschwitz.
Świat wyszedł z wojny inny. Dostrzeżono kluczową rolę nauki. Na uniwersytetach
w Stanach Zjednoczonych powstawały nowe centra fizyki. W jesieni 1945 Ulamowie
przenieśli się do Los Angeles, gdzie Ulam został profesorem na University of
Southern California. W styczniu 1946 roku, gwałtowny wicher prawie zadławił
Stana na ulicy na pobliskiej wysepce Balboa. W nocy tego dnia, powalił go ból
głowy i sztywność. Przyszedł mu myśl platoński opis śmierci Sokratesa: "Kiedy
sztywność dojdzie ci do głowy, umrzesz". Następnej nocy prawie stracił mowę.
Przewieziono go do szpitala, gdzie stwierdzono zapalenie mózgu. Po dwóch dniach
umierał. Dr Rainey, neurochirurg, zdecydował się na natychmiastową operację,
otwarcie czaszki. Obniżył ciśnienie mózgowe i spryskał różowy już mózg Ulama
penicyliną. Tym uratował mu życie. W szpitalu odwiedzali Stana przyjaciele z Los
Alamos. Paul Erdös odwiózł go potem do domu i w drodze przetestował dyskusją
matematyczną umysł Ulama. Zawyrokował: "Stan, jesteś zupełnie taki jak
przedtem". Ulam, którego zawsze pasjonowała istota pamięci, jeszcze długo potem
sprawdzał swoją pamięć. Z poczuciem żalu i pewnej makabry napisał pierwszą po
chorobie publikację: naukowy nekrolog Stefana Banacha, który zmarł w nędzy
w 1945 roku w Polsce na raka płuc.
W kwietniu 1946 Stan Ulam powrócił do Los Alamos National Laboratory (LANL). Na
początek wziął aktywny udział w konferencji na temat "super-bomby". Wkrótce
został zaproszony z powrotem do Los Alamos. Przyjął to z ulgą. Wówczas to
wygłosił dwa seminaria. Pierwsze zapoczątkowało stworzenie metody Monte Carlo,
obliczenia procesów statystycznych na podstawie wielu próbek losowych, czyli
zastosowanie jakby zdrowego rozsądku do matematycznych sformułowań niektórych
praw fizycznych. Drugie seminarium dało początek nowej metodzie obliczeń
hydrodynamicznych; obie dla rozwiązania problemu transportu cząstek. Z czasem,
metoda Monte Carlo stała się podstawowa dla zastosowania teorii
prawdopodobieństwa i jest nadal bardzo szeroko stosowana. Metody "computational
fluid dynamics" (poźniej ogromnie rozwinięte) stanowią dzisiaj podstawę np.
komputerowych symulacji aerodynamicznych i przewidywania pogody. Z Johnem von
Neumannem zapoczątkował prace na teorią tzw. "cellular automata", układów
samopowielających się z prostych warunków początkowych, np. sieci neuronów. Jego
idee w tej dziedzinie są nadal rozwijane. W 1952 roku Ulam zajął się z Enrico
Fermi'm pierwszymi w historii nauki poważnymi symulacjami komputerowymi na
komputerze MANIAC w Los Alamos. Symulacje dynamicznego zachowania się w czasie
układu dynamicznego dotyczyły nieliniowej akustyki struny. Wyniki te stanowiły
podstawę nowych badań zjawisk nieliniowych. Fermi, Ulam i John Pasta rozpoczęli
astrofizyczne symulacje komputerowe ewolucji w czasie klasterów gwiazd
i formowania się gwiazd podwójnych i potrójnych. Po śmierci Fermi'ego, Ulam
i Pasta kontynuowali te prace i zrobili pierwsze animacje filmowe wyników
obliczeń.
W roku 1949, Amerykanie przez stworzony po wojnie system detekcji wykryli, że
Rosjanie przeprowadzili pierwszą swoją próbę z bombą atomową. Ulam dowiedział
się o tym wracając do Los Alamos ze wschodniego wybrzeża. Natychmiast powiedział
von Neumannowi i Tellerowi: "teraz czas na 'super'". To była jego szansa!
Wkrótce potem Prezydent USA, Harry Truman polecił rozpoczęcie konstrukcji bomby
wodorowej. Kluczowymi postaciami w tym projekcie byli Edward Teller, George
Gamow i Stan Ulam. Powołano trójosobowy komitet (Edward Teller, Stan Ulam
i George Gamow) organizujący prace i mający zbadać wszystkie możliwe schematy
działania bomby termonuklearnej; szefem został Edward Teller.
Fundamentalnym problemem był zapłon i początkowa faza reakcji termonuklearnej
zachodzącej w bombie wodorowej. Ulam miał poważne wątpliwości co do oryginalnego
pomysłu Tellera. Wychodząc z początkowych oszacowań pewnych współczynników
geometrycznych, od których zależał los neutronów w reakcji, po żmudnych
i czasochłonnych ręcznych obliczeniach przebiegu czasowego procesu, z Everettem
(którego ściągnął do Los Alamos z Madison), z Fermi'm i sztabem pomocników, Ulam
stworzył model procesu multiplikatywnego ("branching ratios"), potwierdzony po
kilku miesiącach przez von Neumanna i Evansa na komputerze w Princeton. W wyniku
tego, Ulam w 1951 roku zaproponował inny, iteracyjny, powtarzający się schemat
(do dziś utajniony) zapoczątkowania podtrzymywalnej reakcji termonuklearnej.
Schemat Ulama został przyjęty po pewnych modyfikacjach wprowadzonych przez
Tellera i zaproponowany US Atomic Energy Commission. Był to przełom
w konstrukcji bomby wodorowej, cały program został przestawiony na schemat
Ulama. Na wniosku patentowym bomby figurują podpisy Edwarda Tellera i Stanisława
Ulama.
Stan nie miał wątpliwości co do moralnych racji swojej pracy nad bombą. Jego
stanowisko leżało "gdzieś w pośrodku" pomiędzy idealizmem a szowinizmem.
Wychodził z założenia, że bomba termonuklearna i tak zostanie zrobiona przez
Rosjan, że jego wycofanie się z projektu nie zmieniłoby sytuacji, mógł natomiast
przyczynić się do zapewnienia pokoju. 1 listopada 1952, po intensywnych pracach
w Los Alamos, na atolu Eniwetok na Wyspach Marshalla na południowym Pacyfiku,
dokonano pierwszej eksplozji termonuklearnej "Mike".
W roku 1954, pierwsza "dostarczalna" bomba wodorowa Mark-17", o mocy wybuchu
1 megatony TNT, ważyła 21 ton.
Norbert Wiener, na wiadomość, iż żona stryja Stana, wywodziła się od sławnego
XV-wiecznego talmudysty, praskiego rabina Caro i od XVI-wiecznego rabina Löw'a,
legendarnego twórcy Golema, olbrzyma – obrońcy Żydów, stwierdził wówczas do
Stana: "To ciągle pozostaje w rodzinie".
W 1954 roku John von Neumann został szefem US Atomic Energy Commision; chociaż
urodzony na Węgrzech, kierował ogromną dziedziną amerykańskiej nauki
i technologii. W roku 1955 zmarł Enrico Fermi; ostatnia rozmowa Ulama z nim
dotyczyła genetycznego "klonowania" ludzi w dalekiej przyszłości; Fermi nie
wierzył w możliwość sklonowania zasobu pamięci konkretnego człowieka. W roku
1957 zmarł John von Neumann. Ulam poczuł się osamotniony. Napisał później
: "Teraz Banach, Fermi i von Neumann już nie żyją - trzech wielkich ludzi,
których intelekt wywarł na mnie największy wpływ. Jest to naprawdę smutny czas".
Z Jamesem Tuck'iem Ulam napisał jedną z pierwszych prac o możliwości
kontrolowanej reakcji termojądrowej, problem nadal nierozwiązany. W latach
1951-1952, na długo przed sowieckim Sputnikiem, Ulam zaproponował metodę
balistyczną sterowania rakietami. Miał też i inny udział w problemach
rakietowych. Jeszcze podczas wojny, w Los Alamos Richard Feynman zaproponował
użycie reaktora jądrowego od odrzutu gazu z wielką prędkością. W latach 1950.,
Ulam pracował nad problemem napędu jądrowego rakiet kosmicznych w ramach tzw.
Project Rover i Project Orion w Los Alamos. W 1955 roku napisał z Everettem
pracę o napędzie rakiet kosmicznych poprzez sekwencję słabych wybuchów
jądrowych. W latach 1960. oba te projekty zostały zamknięte, głównie z przyczyn
finansowych, przez komitet doradczy Prezydenta Kennedy'ego. Ulam i Matthias
napisali wówczas sprzeciw.
Pod koniec lat 1950., pod wpływem odkryć w genetyce molekularnej (DNA), Stan
Ulam rozpoczął prace nad zastosowaniem matematyki w biologii, a właściwie praw
biologii w matematyce. Otwarła się dla niego nowa, pasjonująca dziedzina. W Los
Alamos zapoczątkował stałe seminarium z biologii komórkowej, które dało początek
nowemu kierunkowi badań w tym laboratorium. Niedługo przed śmiercią pracował nad
zastosowaniem teorii języków komputerowych i teorii programowania w biologii.
W roku 1982 przyznał: "Gdybym był młodym człowiekiem, pracowałbym bardziej
w biologii, w anatomii mózgu, próbując zrozumieć procesy w nim zachodzące...
Komputery są cudownym narzędziem". W połowie lat 1980. Los Alamos National
Laboratory podjęło prace w ramach słynnego dziś i niemal ukończonego Genome
Project, nad sekwencyjną analizą genów. Walter Goad, szef tego projektu w LANL,
napisał w roku 1987: "Mówiąc o sekwencyjnej analizie, Gen-Bank itp. Stan kiedyś
powiedział, Ja to wszystko zacząłem. Tak."
Matematyka i symulacje komputerowe stały się jednym z podstawowych narzędzi
biochemii, genetyki i biologii, zaś, tak jak wiek XX był wiekiem fizyki, wiek
XXI najprawdopodobniej będzie wiekiem biologii. Stan Ulam ma w tym swój ważny
udział. W roku 1960 Ulam opublikował książkę pt. A Collection of Mathematical
Problems. Umiał stawiać problemy, proponować ich rozwiązanie. "Rozwińmy teorię
tego ... taką drogą..." To właśnie – intuicja, była jego największą zdolnością
jako matematyka.
W roku 1963 Ulam zetknął się z młodszym o 25 lat matematykiem Gian-Carlo Rota,
również i filozofem, człowiekiem o zainteresowaniach Antykiem, erudytą. Zaczęła
się ich przyjaźń. Rota twierdził, że Ulam wywarł na niego ogromny wpływ, Ulam
zaś, że Rota był jego najlepszym "influencee" (tzn. kimś, na kogo wywiera się
wpływ) oraz że Rota wypełnił mu pustkę intelektualną pozostałą po von Neumannie.
Jego Conversations with Rota, zostały w części opublikowane przez Françoise Ulam
w Los Alamos Science).
W 1965 roku Stan Ulam rozpoczął regularne wizyty na dynamicznie rozwijającym się
University of Colorado w Boulder, CO. W 1967 roku, przeszedł na emeryturę w Los
Alamos, pozostając konsultantem Laboratorium za jednego dolara rocznie. W 1967
roku przeniósł się do Boulder na stałe, gdzie został Profesorem i dziekanem
Wydziału Matematyki. W latach 1968-1975 był również Profesorem Biomatematyki
w Colorado Medical School.
Współpracował z matematykiem Markiem Kacem, nieco młodszym kolegą ze Lwowa,
z którym po wojnie zetknął się w Los Alamos. Kac, jeden z najlepszych studentów
Hugo Steinhausa, miał, według Ulama, ogromne wyczucie tego, jakie mogą być
praktyczne zastosowania czystej matematyki. Kac zaś mówił o Ulamie: "Większość
matematyków w ogóle nie eksperymentuje. Stan tak. Nie ma drugiego takiego jak
on, absolutnie nikogo." W 1967 roku Ulam napisał razem z Kacem pracę dla
Encyclopaedia Britannica Mathematics and Logic: Retrospects and Prospects
(Matematyka i Logika: Retrospekcja i Perspektywy), wydaną w rok później jako
książka. Ściągnął do Colorado (młodego wówczas) polskiego matematyka Jana
Mycielskiego, jednego z ostatnich uczniów Steinhausa. Przetłumaczył na angielski
i uporządkował słynną, zapoczątkowaną w 1933 roku przez Banacha, Księgę Szkocką
– zbiór problemów do rozwiązania, uwag i pomysłów wpisywanych przez matematyków,
którzy przewijali się przez tę lwowską kawiarnię (kopię księgi przysłał mu
w roku 1957 sędziwy Hugo Steinhaus z Wrocławia) – w rzecz pt. The Scottish Café,
która została wydana jako LANL Report w roku 1967, a w 1981 r. jako książka
przez wydawnictwo Birkhäuser.
W 1975 roku Stan Ulam przeszedł na emeryturę z University of Colorado i wrócił
do do Santa Fe, NM, w pobliżu Los Alamos. Pracował tam nadal, korzystał
z komputerów i biblioteki Laboratorium. Prowadził kilkumiesięczne wykłady
w Harvard University, Massachussets Institute of Technology, wyjeżdżał do
Paryża, University of California w San Diego i Davis, University of Florida.
Przez ponad 30 lat Ulam był jakby katalizatorem w Los Alamos National Laboratory.
Jego absolutnie kluczowe zangażowanie w pracach nad bombą wodorową i niezwykła
aktywność, sprowadziły na niego również i inne obowiązki. W latach 1957-1967 był
jednym z dwóch doradców naukowych Norrisa Bradbury, dyrektora Los Alamos
National Laboratory. W opozycji do Tellera, w roku 1963 poparł międzynarodowy
układ o zaprzestaniu prób atomowych w atmosferze. Ulam był członkiem naukowego
komitetu doradczego Prezydenta Kennedy'ego, kilku komitetów NASA oraz US Air
Force i doradcą wielkich kompanii technologicznych i militarnych. Występował
przed komisją Kongresu Stanów Zjednoczonych do spraw kosmicznych. Brał jednym
z tych, którzy zaproponowali J. Wiesnerowi, doradcy naukowemu Prezydenta
Kennedy'ego, podjęcie prac nad wysłaniem człowieka na Księżyc. W roku 1960
Prezydent John Kennedy ogłosił to za cel nauki i technologii amerykańskiej.
Stan Ulam był członkiem amerykańskiej National Academy of Sciences i American
Academy of Arts and Sciences oraz różnych ich komitetów. Był doradcą w Weizmann
Institute of Science w Rehovot, Israel. Był członkiem Rady Fundacji
Jurzykowskich w Nowym Jorku. Miał doktoraty honorowe z uniwersytetów w New
Mexico, Wisconsin i Pittsburgu. Otrzymał polski matematyczny Medal
Sierpińskiego. W 1973 roku odwiedził na krótko Warszawę z ramienia American
Mathematical Society. Od roku 1950, coroczne wakacje spędzali Ulamowie we
Francji, gdzie mieszkał brat Françoise.
Lista naukowych współpracowników Ulama jest bardzo długa. Zetknął się on ze
wszystkimi wielkimi zachodnimi matematykami i fizykami swoich czasów. W roku
1976 wydał wspomnienia-autobiogafię pt. Adventures of a Mathematician (Przygody
matematyka), która jest niezwykle interesująca nie tylko jako pełen anegdot
obraz życia i pracy wielkiego uczonego, jego krytycznego niekiedy spojrzenia na
egocentrycznych wielkich matematyków, ale jako zbiór głębokich refleksji
Wielkiego Mędrca o filozofii matematyki, jej istocie i (być może
wyspecjalizowanej) przyszłości oraz o wpływie na nią komputerów. Mędrca nie
tylko wyjaśniającego, a przede wszystkim inspirującego rozwój nauki.
Stanisław Ulam napisał kiedyś: "Jest dla mnie nadal niewyczerpanym źródłem
niespodzianek to, jak kilka bazgrołów na tablicy lub kartce papieru mogło
zmienić bieg spraw ludzkich. Sprawy zmieniły się pod wieloma względami, nie
tylko w technologii, ale i podejściu."
I jeszcze: "Podczas krótkiego okresu mojego życia nastąpiły wielkie zmiany
w nauce... Czasem myślę, że bardziej racjonalne wyjaśnienie tego, co nastąpiło
w ciągu mojego życia, jest takie, że mam ciągle trzynaście lat, i czytając Jules
Verne'a albo H. G. Wells'a po prostu zasnąłem."
Stanisław Ulam zmarł nagle 13 maja 1984 roku w Santa Fe na atak serca, który
powalił go po powrocie z Anglii, gdzie odwiedzał polskiego matematyka Zbigniewa
Łomnickiego. Françoise Ulam pochowała jego prochy na Cmentarzu Montmartre
w Paryżu.