МИ ПАМ’ЯТАЄМО. Станіслав Улам

Джерелом його успіху була безмежна інтелектуальна сміливість, яка дозволила йому чітко побачити цікаві можливості у ситуаціях, де інші бачили всього лише розмиті картинки.

Стен Улам був ледарем, він занадто багато говорив і був безнадійно сконцентрованим на собі (хоча і не егоїстом). Однак саме він подарував нам ідеї, що мають відбиток глибини і елегантності, які збагачують наше життя і збагатять життя тих, хто прийде після нас. За це він завжди буде в нашій пам'яті.

Станіслав Улам – корінний львів'янин. Кілька місяців тому виповнилося сто років від дня народження батька водневої бомби, великого математика ХХ сторіччя. Ювілей у Львові пройшов без будь-яких фанфар.

Кілька поколінь Уламів народилися у Львові. Його батько був відомим львівським адвокатом. Мати Улама – зі Стрия. Сам Улам народився 1909 р. у батьківському домі на Костюшка, 16. Перші спогади Станіслава – міський парад на честь принца, що перебував у Львові.

Першу світову війну Улами, щоб уникнути зустрічі з російською армією, перечекали у Відні. У 1918-му вони повернулися до Львова потрапили у вир польсько-української війни.

У мемуарах "Пригоди математика" Улам, завжди гордий рідним містом, писав: "З нинішньої перспективи Львів може здатися провінційним містом, але це не так. Лекції вчених регулярно проводилися перед широкою публікою. Серед тем лекцій були про нові відкриття в астрономії, про сучасну фізику, теорію відносності, про Фройда і психоаналіз. Ці лекції відвідували адвокати, лікарі, бізнесмени та інша публіка".

Станіслав захопився математикою у дитинстві. Виявивши книги з математики у батьковій бібліотеці, Стен був заінтригований цифрами і намагався вирішувати прості формули в голові, без паперу й олівця. До 12 років Улам розумів загальні риси теорії відносності (великої новинки на той час), про що його батько гордо розповідав друзям у львівських кав’ярнях. У школі Станіслав був найкращим учнем, занадто розумним для свого віку. Талант, однак, йшов у ногу з лінню, яка згодом стала бичем Улама.

У 1927 році, після закінчення гімназії, виникло питання про майбутню кар'єру Станіслава. Йозеф Улам хотів, щоб син перейняв його адвокатську практику. Проте інтереси Улама були інші, та й адвокатів у Львові 1920-х років вистачало. Улам зробив вибір на користь політехнічного інституту, вступивши на механічний факультет.

Улам завжди недолюблював формальні академічні аудиторії – і в студентські роки, і пізніше, коли працював професором у найкращих університетах світу. Лекції здавалися йому нудними. Можливо, академічна робота не стимулювала його мозку. Справді, рівень його знань був таким високим, що він почав заняття з другого курсу політеху. Тоді ж Улам зрозумів, що шанси стати професором у Львові були близькі до нуля - існувало занадто мало посад.

Незабаром він з радістю усвідомив, що живу математику можна знайти у кнайпах Львова, де творилася всесвітньо відома Львівська школа математики, заснована Банахом, якого Улам називає "доморощеним генієм". Група таких геніїв, яка включала Мазура, Шодера, Стейнхауза та інших, спочатку зустрічалася у кав’ярні «Рома». Незабаром Банах переніс зустрічі в Шотландське кафе (Szkocka Kafe) на нинішньому проспекті Шевченка. Шотландська кав'ярня сьогодні є, можливо, найбільш забутою атракцією Львова.

Львівські математики збиралися там щодня. Між чаркою бренді та філіжанкою кави вони пропонували і часто вирішували складні математичні завдання свого часу. Улам згадував, що одна з математичних сесій в Шотландському кафе тривала 17 годин з перервою тільки на їжу. Він так описав кафе: "Зараз мені здається, що їжа там була посередня, проте алкоголю завжди вистачало з надлишком. Столи були мармуровими, це дозволяло на них писати олівцем. І що важливо: всі записи можна було легко потім стерти. Як правило, після короткого обговорення на столі з’являвся кількарядковий напис, від одних з учасників звучав випадковий сміх, після якого починалася довга задумлива тиша, коли ми просто пили каву, відсторонено дивлячись один на одного. Інші клієнти кафе і сусіди, напевно, були здивовані цією дивною картиною. Однак саме ця наполегливість і концентрація була найбільш важливою вимогою для справді креативної математичної роботи".

Спочатку записи робили просто на столі. Незабаром, щоб внести якийсь порядок, дружина Банаха, принесла в кафе велику записну книжку, що стала відомою у світі математики як Шотландська книга.

У книзі зберігали всі завдання і коментарі. Вона залишалася у Шотландському кафе постійно, в секретному місці, і офіціант з церемоніями міг винести її у будь-який час. Після приходу радянської армії в місто у вересні 1939 року книга побувала у руках і радянських математиків, про що свідчать кілька поміток у книзі. Останній запис - завдання, записане Стейнхаузом - датоване 31 травня 1941 року.

Під час останнього візиту Улама до Львова влітку 1939-го він домовився з Мазуром, що у випадку війни, книга буде закопана біля штанги на футбольному полі під Львовом. Доля книги залишалася невідомою у воєнні роки. Згодом виявилося, що її вивіз до Вроцлава син Банаха. У 1957-му Улам переклав книгу на англійську і роздав переклад багатьом видатним математикам в США і Європі.

У неквапливій атмосфері Шотландського кафе Улам перетворився на одного з найбільш перспективних математиків свого покоління. Саме у Шотландському кафе Улам разом з варшавським математиком Борсуком сформулювали, а потім і вирішили теорему Улама-Борсука.

Звістка про теорему швидко розлетілася Європою і за океан, приносячи Уламу першу міжнародну славу. Теорему помітив Джон фон Ньюман, один із найгеніальніших математиків ХХ сторіччя.

У 1927 році тоді ще молодий Ньюман давав лекції у Львові під час конгресу математиків. Однак Улам не зміг відвідати лекцію, оскільки складав іспити у гімназії.

Про львівську школу математиків Улам писав: "Якби я мав назвати одну рису, щоб охарактеризувати розвиток цієї школи, складеної з математиків університету та політехнічного інституту, я б сказав, що це була їхня нероздільна концентрація на самому серці того, з чого складається математика. Якщо ви уявите математику як дерево, львівська група була зацікавлена вивченням коренів і стовбура, а не гілок і листя".

Улам почувався у математиці, як риба у воді. Він швидко став найвідомішим представником львівської школи. Багато зі сформульованих ним нових проблем і запропонованих правильних рішень зараз можна знайти у будь-якому солідному посібнику з прикладної математики. Банах із подивом захоплювався не тільки "дивацтвами" неординарних рішень Улама, а ще й тим, як часто ці рішення спрацьовували. Для 28-річного Улама більшого компліменту просто не існувало. У 1932 році зовсім молодий Улам представляв Польщу на конгресі математиків у Цюріху.

У 1933-му Улам захистив докторську дисертацію у політехніці. Його дисертацію відразу ж опублікувало видавництво Оссолінеума. Під час формальної церемонії у великій залі інституту Улам був у білих рукавичках та білій краватці.

Незабаром Станіслав поїхав до Західної Європи (батько погодився фінансувати його подорож), де в університетах Сорбонни і Кембриджу познайомився з найвизначнішими математиками того часу. Захоплений цим досвідом, юний Улам мріяв: "Якби тільки в один день, через сто років, маленька вуличка або хоча б алея була названа моїм ім'ям...". Тоді, в середині 30-х, це звучало мрійливо, сьогодні – докірливо. Можливо, одного чудового дня його мрія втілиться у його рідному, улюбленому місті.

У 1936-му Улама запросили до Прінстона, де яскраво блищала зірка Альберта Айшнтайна. Станіслав познайомився з Айнштайном (шляхи якого, судячи з усього, перехрещувалися не з одним львів'янином), який здивував його смішною плутаною англійською, коли він вказав на формулу на дошці і сказав Уламу: "Він - дуже хороший формула!". ("He is a very good formula")

Атмосфера у Прінстоні відрізнялася від львівських кав'ярень дуже сильно: математики тут практично не спілкувалися. Улам виявив схожу атмосферу і в Гарвардському університеті, де почав викладати 1938-го. Саме у Гарварді шляхи Улама і Джона Кеннеді, майбутнього президента, перетнулися вперше: юний Кеннеді був студентом молодого професора Улама.

Починаючи з 1936 року, Улам щорічно подорожував через океан, відвідуючи Львів та сім'ю. Улам зазнав почуття, знайомі кожному іммігрантові: в Америці він не міг дочекатися поїздки до Львова; опинившись у Львові, рахував дні до відправлення атлантичного корабля. Під час візитів до Львова Улам не забував з’являтися на зустрічі у Шотландському кафе. Одного літа вся група перенесла зустрічі до Сколе, де львівські математики зібралися в невеликій колибі.

1937 року Улам запросив Джона Ньюмана до Львова. Фон Ньюман виступив з лекцією і кілька разів відвідав Шотландське кафе, де поспілкувався з Банахом і Стейнхаузом та залишив кілька записів у книзі. Улам зголосився провести Ньюману екскурсію містом. Джон був зацікавлений Львовом, здивований виглядом будинків XIX сторіччя і середньовічною архітектурою. Улам так описав цю екскурсію: "Львів, як і раніше, мав мальовничі куточки, де старі будинки спиралися один на другий на вигнутій бруківці вузьких вулиць. На одній із вулиць в гетто чорний ринок обміну валюти працював відкрито. У м'ясних крамницях відкрито висіла телятина. Як і раніше, їздили кінні карети і трамваї. Таксі було знайти нелегко і можна було швидше зловити карету з двома кіньми. Ми зайшли у Вірменську церкву. Також відвідали маленьку російську церкву, де я був шокований, побачивши труп у відкритій труні - перший мрець, якого я побачив. Ньюман відвідав наш будинок на вулиці Костюшка і познайомився з моїми батьками".

У липні 1939-го Улам востаннє відвідав Шотландське кафе, поговорив з Банахом про неминучу війну і залишив кілька останніх записів у Шотландській книзі.

Відомий математик Джан-Карло Рота писав, що "відтоді, як Улам розпрощався з друзями у Шотландському кафе, щось померло у ньому назавжди, і його кар'єра чистого математика пішла на спад. "Покинувши Львів, Улам спрямував свій талант на фізику.

Сім'ю Улама у Львові чекала трагедія. Станіслав, дізнавшись про початок війни, відчув що завіса впала, відокремлюючи його назавжди від колишнього життя у Львові. Він купував кожен випуск газет, жадібно вбираючи всю інформацію про події у Львові. Вже після війни Станіслав дізнався, що більшість його великої родини у Львові, включаючи сестру і батька, загинули у газових камерах концтаборів. Молодший брат Адам врятувався, прибувши до Америки влітку 1939. Згодом Адам Улам став найвидатнішим совєтологом Америки, професором Гарвардського університету, до чиїх порад прислухалися президенти.

Після вступу США у війну Станіслав Улам подав заяву в американські військово-повітряні сили. Однак її відхилили через поганий зір вченого. Улам, тим не менше, прагнув допомогти у війні з Німеччиною та Японією. У 1943 році такий шанс йому нарешті випав. Фон Ньюман запропонував йому роботу над секретним проектом «Манхеттен» у Лос-Аламосі – створенням першої атомної бомби. Станіслав погодився без вагань.

у верхньому ряду, 2-й праворуч, в Лос-Аламос під час роботи над проектом «Манхеттен»

Запрошення в Лос-Аламос відкрило найбільш багатозначну стадію в житті Улама. В атмосфері присутності найсвітліших голів того часу він працював над найзначнішим військовим проектом. Розум Улама розкрився, як ніколи з часів Шотландського кафе. Спочатку Станіслав був трохи переляканий довгими формулами на дошці й дискусіями про фізичні реакції – до того, як він приєднався до проекту «Манхаттен», Улам мав тільки поверхневе знання з фізики. "Почуття до фізичних проблем сильно відрізняється від суто теоретичного математичного мислення", – писав пізніше Улам. "Важко описати ту уяву, яка дозволяє вгадати поведінку фізичного феномена. Лише деякі математики мають це почуття". Незабаром Улам переконався, що також має талант фізика. Більш того, незабаром стало зрозуміло, що Улам може точно передбачити складні фізичні калькуляції краще, ніж хто-небудь із зіркової компанії Лос-Аламоса. Рота писав: «Важко переоцінити, яким рідкісним є такий талант у математиці. Буквальність прикладної математики віддалена від практичних потреб фізика, як якась казка від реальності. Коли Стен почав демонструвати новий талант, то застосовував стандартну математичну техніку щораз менше, а на ординарну математику дивився навіть зі зневагою».

Після завершення проекту «Манхеттен» Улам раптом опинився на межі смерті, захворівши енцефалітом - запаленням мозку. В останню хвилину лікарі просвердлили дірку в його черепі і покрили мозок антибіотиками. Одужавши, Улам серйозно турбувався, що хвороба і операція вплинули на його мозок і здатності математичного аналізу. Тільки після того, як він знову опинився в Лос-Аламосі, полегшено зітхнув, відчуваючи себе комфортно в середовищі найзнаменитіших науковців свого часу.

Друге пришестя Улама в Лос-Аламос було означене значними успіхами, а також найбільш інтригуючим епізодом його кар'єри. На той час Опенгеймер, батько ядерної бомби, став сумніватися в користі ядерної зброї. Ера маккартизму набирала обертів і Опенгеймер потрапив у її жорна, що змусило його покинути Лос-Аламос. Едвард Теллер, який мав репутацію самолюбного геніального фізика і яструба у політиці, також доклав руку до відходу Опенгеймера, давши свідчення перед Конгресом про те, що Опенгеймер не заслуговує на довіру, аби працювати над секретним проектом.

Після того, як американську монополію на атомну бомбу порушив радянський вибух, Президент Трумен дав зелене світло на новий проект надпотужної водневої бомби, відомий як "Super". Теллер був на чолі проекту. Основна ідея Теллера полягала в тому, що висока температура вибуху ядерної бомби запалить водневе паливо, що створить величезні хвилі ядерної енергії. Теллер не знав, як запалити водневе паливо. Раз по раз неадекватне займання водневого палива призводило до невдачі. Над вирішенням цієї проблеми працювали день і ніч вчені в Лос-Аламос. Крім Теллера, Улам працював пліч-о-пліч з такими великими фізиками та математиками, як фон Ньюман та Енріко Фермі.

Улам і Теллер незлюбили один одного з першої ж зустрічі. Неприязнь Теллера стрімко зросла, коли Улам довів, що теорії Теллера не приведуть до успіху проекту. Улам, однак, не тільки вказав на помилки Теллера. За кілька місяців він знайшов рішення проблеми займання водневого палива. Це було справжнім проривом у проекті.

Улам пізніше сказав друзям, що вирішення проблеми прийшло до нього уві сні. Ось як про це згадує дружина Улама, Франсіс: "У моїй пам'яті зафіксувався день, коли я виявила його опівдні, він зосереджено дивився у вікно нашої їдальні, з дуже дивним виразом обличчя. Скерувавши свій пронизливий погляд кудись углибину саду, він промовив:

- Я знайшов рішення.

- Яке рішення?

- «Super». Це абсолютно інша схема, і вона змінить курс історії.

Наступного дня Улам пішов до Теллера:

- Я знаю, як зробити «Super», - сказав Улам.

Рішення, знайдене Уламом, відоме як "радіаційний вибух". Ідея була така: радіоактивний матеріал було закладено в одному кінці металевого циліндра, а водневе паливо - в іншому. Спалах від вибуху атомної бомби заповнював циліндр достатньою кількістю радіаційної енергії, щоб стиснути і запалити водневе паливо, вивільняючи величезну енергію.

У 1952 році витвір Улама пройшов перше випробування у Тихому океані. Бомба була розміром як двоповерховий будинок. Вибух, який був у 700 разів потужнішим за вибух у Хіросімі, буквально спопелив тихоокеанський острів діаметром одну милю.

Створення водневої бомби, теорема Улама-Борсука були далеко не єдиними науковими досягненнями науковця. У 1960-х Улама також залучили до розробки космічної технології і космічного корабля «Оріон» - астрономія, врешті-решт, за його власним зізнанням, завжди була його першим коханням. Відразу після перемоги Джона Кеннеді на президентських виборах науковий радник нового президента зателефонував Уламу з питанням: «Що сьогодні є найбільш важливим державним науковим проектом, якому президент повинен приділити найбільше уваги?» «Як щодо польоту на Місяць?», – відповів Улам. Кілька тижнів потому Кеннеді в інавгураційному зверненні поставив завдання перед країною - політ на Місяць через 10 років.

У середині 60-х одна з робіт Улама була перекладена в СРСР російською мовою. Як заведено, гонорар Уламу не заплатили. Під час перебування у Москві Улам прийшов до редакції і зажадав гонорар. Улам трохи розумів російську, однак погано. Почувши вимогу Улама, редактор сказав, "Приходьте, будь ласка, завтра, з паспортом, і ми дамо вам ваш…". Уламу почулося, що редактор сказав "гонорею", хоча сказано було "гонорар" і він відповів: "Ні, дякую, я обійдуся". Непорозуміння швидко вдалося залагодити, і Улам отримав 300 рублів.

Станіслав Улам похований у тіні Ейфелевої вежі на відомому паризькому цвинтарі Мон парнас, поруч з Гі де Мопасаном, Жан-Полем Сартром та іншими відомими людьми.

Рота, який написав відвертий, не завжди позитивний портрет Улама за багато років після його смерті, так визначив роль Улама: "Стен виконав найвидатнішу роботу в царинах, куди мало хто наважувався навіть заходити, але він був упевнений, що буде першим, вільний від всякого страху, що хтось його випередить. Він часто хвалився тим, що йому щастить. Але джерелом його успіху була безмежна інтелектуальна сміливість, яка дозволила йому чітко побачити цікаві можливості у ситуаціях, де інші бачили всього лише розмиті картинки. Стен Улам був ледарем, він занадто багато говорив і був безнадійно сконцентрованим на собі (хоча він не був егоїстом). Однак саме він подарував нам ідеї, що носять відбиток глибини і елегантності, які збагачують наше життя і збагатять життя тих, хто прийде після нас. За це він завжди буде в нашій пам'яті".