乌拉姆
我第一次撞上乌拉姆这个名字,是在李天岩教授的课堂上。
那时候他讲“[0,1]上的遍历理论”,讲到一半突然冒出一句:“乌拉姆方法知道吧?就是那个乌拉姆猜想。”见我们一脸茫然,他又补了句:“乌拉姆啊,氢弹之父。”
我当时愣在那儿。氢弹之父不是特勒吗?这名字怎么从来没听过?
后来去图书馆翻他的自传《一位数学家的经历》,才慢慢明白——历史这玩意儿,有时候也会把账记错人。
说起来,斯塔尼斯拉夫·乌拉姆(Stanisław
Marcin Ulam)这辈子挺有意思的。他一九〇九年四月十三日生在波兰利沃夫,一个犹太律师家庭。四岁那年,这孩子就盯着家里的东方地毯发呆,那些缠来绕去的花纹让他着迷。十一岁溜进父亲书房,翻到欧拉(Leonhard
Euler)写的《代数》,一个字看不懂,但用他自己的话说,“一种神秘的感觉”就那么种下了。你信不信,有些人的命,就是跟数字绑在一起的。
上世纪二三十年代,波兰数学界正热闹。谢尔宾斯基(Wacław Sierpiński)、施泰因豪斯(Hugo Steinhaus)、库拉托夫斯基(Kazimierz Kuratowski)——一个个名字响得很。乌拉姆一九二七年进利沃夫工学院,正好撞上这个黄金时代。更要紧的是,他撞见了巴拿赫(Stefan Banach)。
巴拿赫
巴拿赫这人有个习惯,喜欢泡在苏格兰咖啡馆里跟人聊数学。聊着聊着冒出想法,就随手记在大理石桌面上。后来觉得太乱,干脆弄了个大笔记本存在店里,谁有想法谁往上写。这就是后来出了名的“苏格兰笔记”。乌拉姆天天跟这帮人混在一起,问题抛出来,大家一起争,争到面红耳赤,然后一起推着数学往前走。那种日子,现在想想都让人眼热。巴拿赫有次半开玩笑地说:“数学这东西,一个人想不如两个人吵。”乌拉姆后来回忆,那本笔记里有一半的问题,都是吵出来的。
苏格兰笔记(部分)
一九三六年,冯·诺依曼(John von Neumann
)把乌拉姆拽到普林斯顿。三年后纳粹入侵波兰,乌拉姆回不去了。他弟弟亚当(Adam
Ulam)倒是一起来了美国,后来成了哈佛的苏联问题专家。可留在波兰的亲友,除了两个表兄弟,几乎全没了。巴拿赫熬到战争结束,却在饥饿和疾病中死去;跟他一起做不动点定理的肖德(Juliusz Schauder),死在了纳粹手里。波兰数学的黄金时代,就这么断了。乌拉姆多年后在自传里写这一段时,笔调克制得很,但你能感觉到字缝里透出来的凉意。
乌拉姆留在了美国。一九四三年,冯·诺依曼又把他拽进洛斯阿拉莫斯,参加曼哈顿工程。一个纯粹数学家,就这么混进了一堆物理学家中间。战争结束后,费米(Enrico Fermi)这样的大物理学家都觉得核武器该停了,可特勒(Edward Teller)不干,他一门心思要搞氢弹。
特勒
特勒这人脑子快,想法多,可好多想法不靠谱。乌拉姆和同事埃弗雷特(Cornelius
Everett)拿计算尺一点点算,费米也帮着算,冯·诺依曼的计算机又算了一遍——特勒最初那个模型,两个关键假设全塌了。氢弹的事,卡在那儿了。
那段时间乌拉姆老往费米的办公室跑。俩人拿着铅笔在纸上划来划去,算那些核聚变需要的温度和压力。费米有次叹了口气,说特勒的想法“像一座建在沙子上的城堡”。乌拉姆没吭声,他心里大概在琢磨别的东西。
一九五一年一月二十三日中午,乌拉姆站在家里窗前发呆。他妻子弗朗索瓦丝(Françoise
Ulam)后来回忆,那天她看见丈夫站在起居室,表情怪怪的,盯着花园发愣。她说:“我问他怎么了,他说,‘我找到办法了。’我说什么办法,他说:‘氢弹。一个完全不同的方案,会改变历史的进程。’”
乌拉姆的想法,是利用压缩波来解决问题——先把核燃料压缩到极高密度,再点燃。他毫无保留地告诉特勒,特勒立刻懂了。作为物理学家,他把乌拉姆的机械冲击改成了辐射内爆。这个“特勒-乌拉姆装置”,后来成了所有热核炸弹的模板。一九五二年十一月一日,第一枚氢弹“迈克”炸响了。
可后来呢?媒体开始叫特勒“氢弹之父”。乌拉姆从不在乎这些,自传里轻描淡写。一九九九年,特勒九十一岁了,还对着《科学美国人》说:“我有贡献,乌拉姆没有。”这话多少有点不厚道。倒是贝特(Hans Bethe)——曼哈顿工程理论部主任、诺贝尔奖得主——一九六八年说了句公道话:“记者叫特勒氢弹之父。为了历史,我想这样说更准:乌拉姆是父亲,他提供了种子;特勒是母亲,他怀胎十月。至于我嘛,算是助产士。”
乌拉姆自己呢?他才不管这些。氢弹的事,他只是好奇,只是被问题本身吸引。这大概就是数学家的思维方式。他后来跟朋友说,这辈子最得意的其实不是氢弹,而是那些数学问题——比如测度论里那个以他命名的定理,比如跟巴拿赫在咖啡馆里争论出来的那些东西。
乌拉姆
在洛斯阿拉莫斯,乌拉姆是最早玩计算机的那批人。四十年代就跟费米一起捣鼓非线性分析——比李天岩和约克(James Yorke)那篇《周期三则混沌》早了快三十年。一九四七年,他跟冯·诺依曼找到一个简单映射的不变密度函数:S(x)=4x(1-x)。后来这玩意儿成了混沌理论的招牌。蒙特卡罗方法,他也是创始人之一。据说有次他玩牌输了钱,突然琢磨出用概率统计解物理问题的法子——这事真假难辨,但听起来像他的风格。两本文集,《集合、数与宇宙》和《科学、计算机与故人》,翻开随便哪一页,都能撞见一些让人愣一下的想法。
他的自传《一位数学家的经历》(2023年新版改为《一位数学家的冒险》),我在学校图书馆翻到就放不下了。那书里不光写他自己,还写维纳(Norbert Wiener),写那些数学物理圈子里的怪人。维纳那脾气,大家都知道,乌拉姆写他跟人吵架的段子,写得活灵活现。最后一章叫《关于数学与科学的随想》,读着就像听一位老人坐在对面,有一搭没一搭地聊,聊数学怎么跑到物理里去了,聊生物学会不会也需要数学,聊未来的事。
他有一句话,我琢磨了很久:“黑板或草稿纸上的一些乱涂,能改变人类事态的道路——这对我来说,至今仍是个无尽的惊奇。”
一个一辈子跟抽象概念打交道的人,最后亲手改写了历史,自己却觉得不可思议。这难道不奇怪吗?或者说,这大概就是数学家特有的天真——他们琢磨问题的时候,很少去想这问题能带来什么,只是单纯地被那个谜团本身勾住了。
他跟保罗·埃尔德什(Paul Erdős)合作了五十年。埃尔德什有句名言,说数学家是“把咖啡转化成定理的机器”——这话其实是在说乌拉姆。但乌拉姆不光转化定理,他还转化出了氢弹,转化出了蒙特卡罗方法,转化出了混沌理论的种子。咖啡因在他脑子里,大概发生了某种奇妙的化学反应。
乌拉姆
一九八四年五月十三日,乌拉姆走了。他弟弟亚当比他多活了十六年,成了美国数一数二的苏联问题专家。斯塔尼斯拉夫·乌拉姆呢,在数学史上留了名,在氢弹史上留了名,可在大多数人的记忆里,他依然是个陌生的名字。
也好。他大概不在乎这个。
前几年有人碰到莫尔丁(Dan Mauldin)教授,他以前跟乌拉姆合作过。我忍不住问他:“乌拉姆到底是不是氢弹之父?”他想了下说:“是。特勒有很多想法,但大部分是错的。乌拉姆的想法,是对的。”我又问他乌拉姆这人怎么样,他说:“安静,话不多,但脑子里总在转东西。你跟他说话,有时候他会突然走神,然后过一会儿冒出一句:‘刚才那个问题,换个角度想会怎样?’”
对与错,父亲与母亲,种子与怀胎——这些都不重要了。重要的是,一九五一年一月二十三号中午,有个数学家站在窗前,盯着花园发了会儿呆,然后转身说:“我找到办法了。”
那些涂涂画画,真的就改变了人类的事态。