Станислав Улам

Приключения математика

Благодарности

Книга эта не появилась бы, если бы не помощь моей жены Франсуазы, без которой написанное явило бы собой не более, чем скопление разрозненных рассуждений. Именно ее советы и участие позволили моему повествованию обрести определенную стройность. Ей удалось существенно уменьшить энтропию этого собрания воспоминаний в результате нескольких лет систематической и вдумчивой работы. Благодарю также Джанкарло Роту за наши многочисленные дискуссии на темы, освещенные в этой книге; миссис Эмилию Мисельски за поиск сведений о судьбе моих покойных польских коллег; и миссис Джейн Рихтмайер за просмотр некоторых наиболее затруднительных мест в тексте.

Также я очень признателен за разрешение опубликовать некоторые фотографии следующим людям и организациям:

Ученому Обществу, Гарвард (младшие сотрудники Гарварда, 1938 г.).

Лос-Аламосской научной лаборатории (все фотографии с соответствующей пометкой).

Гарольду Эгню (Энрико Ферми в сороковые годы).

Николасу Метрополису (Фон Нейман, Фейнман и Улам в столовой лаборатории).

Издательству «Viking Press» (карикатура Георгия Гамова на членов комитета «супер» из книги Гамова «Линия моей жизни», 1970 г.).

Ллойду Шереру (Стэн и Франсуаза Уламы дома в Лос-Аламосе).

Все другие фотографии, не имеющие соответствующих ссылок, являются собственностью автора.

Пролог

Уже в сумерках самолет, летящий рейсом Вашингтон-Альбукерки, приблизился к горной цепи Сандии, у подножия которой раскинулся город Альбукерки. Минут за 10 до посадки вдали замелькали огни Санта-Фе. На западе вырисовывалась таинственная громада вулканических гор. Наверное, уже в сотый раз я возвращался из Вашингтона, Нью-Йорка или Калифорнии, куда почти каждый месяц приводили меня дела, связанные либо с моей работой в Лос-Аламосе, либо с правительственной или научной деятельностью.

Мысленно я вновь вернулся к своему первому посещению Нью-Мексико в январе 1944 года. Молодой профессор университета в Висконсине, я получил приглашение участвовать в проекте, суть которого в то время не подлежала оглашению. Мне лишь объяснили, как добраться до Лос-Аламоса, сообщив название железнодорожной станции — Лэми, находящейся недалеко от Санта-Фе.

Если бы лет сорок пять назад кто-то сказал мне, что я, молодой «чистый» математик из польского города Львова, проведу значительную часть своей зрелой жизни в штате Нью-Мексико, о названии и существовании которого я, живя в Европе, даже не подозревал, я бы пропустил мимо ушей это пророчество, посчитав его совершенно немыслимым.

Я поймал себя на том, что вспоминаю свое детство, которое прошло в Польше, годы учебы, ранний интерес к математике, увлечение физикой, благодаря которому постоянно углублялись мои научные познания, что, в свою очередь, не без ряда случайностей и, возможно, удачи привело к моему участию в Лос-Аламосском проекте. Я лишь смутно догадывался о сути проводимых в Лос-Аламосе исследований, когда мой друг Джон фон Нейман пригласил меня присоединиться к их группе физиков для работы в совершенно незнакомом мне месте. «Это запад Рио-Гранде», — все, что он сказал мне, когда мы встретились в Чикаго на Юнион Стэйшн во время пересадки.

Самолет приземлился в Альбукерки. Я взял свои чемоданы и, прошагав ярдов сто через стоянку, забрался в маленький самолет, который по нескольку раз в день курсировал между Альбукерки и единственной взлетно-посадочной полосой, которая находилась на высоте 7300 футов на горе Лос-Аламос.

Именно Джон фон Нейман, один из самых выдающихся математиков 1-й половины 20-го века, нес ответственность за мой приезд в эту страну в 1936 году. С 1934 года мы вели переписку, обсуждая наиболее сложные вопросы чистой математики. Именно в этой области науки на ранних этапах своей научной деятельности я сделал себе имя. Фон Нейман, занимавшийся тогда подобными же проблемами, пригласил меня посетить недавно основанный в Принстоне Институт перспективных исследований — учреждение, хорошо известное в общественных кругах, поскольку одним из первых его профессоров был Альберт Эйнштейн. Фон Нейман был в то время одним из самых молодых профессоров Принстонского университета. Однако он уже успел приобрести известность, благодаря своей исследовательской работе, посвященной основам математики и логики. Несколькими годами позже ему было суждено стать одним из первопроходцев в создании ЭВМ.

Было время, когда я хотел написать книгу о научной деятельности фон Неймана. Пытаясь составить план книги, я часто думал о том, какое влияние оказал на меня и многих других этот человек; и как он, а также многие другие, известные мне люди, занимавшиеся исследованиями в чисто абстрактной области математики и теоретической физики, изменили взгляды на окружающую нас действительность, сформировав то представление о мире, которое существует и поныне.

Я должен сказать, что мои личные воспоминания — о своей научной деятельности, учебе и ранних исследованиях, бесконечных часах, проведенных в кафе родного города за обсуждением математических проблем со своими коллегами математиками, о своем приезде в США, преподавании в Принстоне и Гарварде — очень тесно, подчас каким-то непостижимым образом, переплелись с воспоминаниями о жизни фон Неймана, а также более поздними событиями моей жизни.

Когда я начал приводить в порядок свои мысли, то осознал, сколь мало изменилось к тому времени — шел, насколько я помню, 1966 год — представление о тех необычных условиях, в которых произошло рождение атомного века. Официальная история умалчивает об истинных мотивах этого события и обходит стороной внутренние переживания, сомнения, убеждения, решимость и надежды людей, которые более двух лет жили в весьма необычной обстановке. Она представляет лишь ряд однообразных картин, которые, в лучшем случае, дают только самые существенные факты.

Размышляя обо всем этом в маленьком самолете, летящем из Альбукерки в Лос-Аламос, я вспомнил, какое впечатление произвели на меня прочитанные в детстве книги Жюля Верна и Герберта Уэллса. Но даже в своих мальчишеских мечтах я не мог себе представить, что когда-нибудь буду участвовать в не менее фантастическом предприятии.

Все эти размышления привели к тому, что вместо написания книги о жизни фон Неймана я принял решение описать свою собственную историю, а также то, что мне было известно о других ученых, имеющих отношение к выдающимся достижениям двадцатого столетия.

Как уже было сказано, я начинал «чистым» математиком. В Лос-Аламосе я встретил физиков и других ученых, занимавшихся естественными науками, и работал, главным образом, если не исключительно, с теоретиками. С тех пор я не перестаю удивляться тому, как несколько небрежных записей, нацарапанных на доске или листе бумаги, могут изменить весь ход человеческих дел.

Я включился в работу над атомной бомбой, затем над водородной. Однако большая часть моей жизни была связана с теоретическими областями науки. Мой друг Отто Фриш, который первым установил возможность проведения цепной реакции деления ядра, пишет в своей статье для «The Bulletin of the Scientists», рассказывающей о его первых впечатлениях по прибытию в Лос-Аламос из милитаристской Англии: «Без сомнения, раньше мне никогда не приходилось встречать такое скопление интересных людей в одном месте. Я знал, что по вечерам могу зайти наугад в любой дом и застать близких мне по духу людей за сочинением музыки или бурными дискуссиями.

… я также встретил там Стэна Улама, молодого блестящего тополога из Польши, и его очаровательную жену-француженку. Улам сразу сказал мне, что он чистый математик, которого математика затянула так, что в своей последней научной статье он не смог обойтись без десятичных дробей!»

К сожалению, очень мало написано о людях, которые так много сделали для науки и которые несут ответственность за рождение атомного и космического века — о фон Неймане, Ферми и многих других физиках и математиках. В этой же книге я хотел бы уделить внимание более абстрактному и, с философской точки зрения, существенному влиянию самой математики. Широкой общественности фактически неизвестны такие имена, как Стефан Банах, Дж. Д. Биркгоф и Давид Гильберт, однако именно эти люди наряду с Эйнштейном, Ферми и некоторыми другими, не менее знаменитыми учеными, имели самое прямое отношение к достижениям науки в XX веке.