Идеальная ставка

Улам родился в Польше, но в 1939 году, буквально за несколько недель до вторжения нацистов, был вынужден покинуть Европу и перебраться в США. Математик по образованию, в военное время он работал над проектом атомной бомбы в Лос-Аламосской национальной лаборатории, а затем преподавал математику в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. Нельзя сказать, что это был его сознательный выбор: после войны пронесся слух, что лабораторию в Лос-Аламосе закроют, и Улам разослал свои документы в несколько престижных университетов, но не получил ни одного приглашения.

К середине весны 1946 года Улам полностью оправился от болезни. Время, проведенное в госпитале, не прошло для него даром: по зрелом размышлении он решил вернуться в лабораторию в Лос-Аламосе, которую никто и не думал закрывать – напротив, правительство выделило ей деньги на создание водородной «супербомбы». Улам присоединился к проекту, когда перед разработчиками стоял целый ряд вопросов. В частности, исследователи бились над проблемой прогнозирования цепной реакции в процессе детонации. Для этого требовалось вычислить частоту столкновения нейтронов и выяснить количество выделяемой бомбой энергии. К разочарованию Улама, при помощи обычных математических формул процесс не поддавался расчету.

В отличие от своих коллег-математиков Улам не относился к числу любителей проводить долгие часы за письменным столом. Коллега Улама как-то застал его за решением квадратного уравнения: «Наморщив от напряжения лоб, он своим мелким почерком строчил на доске формулы. Получив наконец ответ, он обернулся и с облегчением сказал: „Думаю, на сегодня я свое отработал“».

Ученый предпочитал генерировать новые идеи, а их реализацию оставлял другим. Находчивость он проявлял не только при решении математических головоломок. Зимой 1943 года Улам, работавший тогда в Висконсинском университете, заметил, что несколько его коллег перестали появляться на работе. Вскоре он получил письмо с приглашением присоединиться к некоему проекту в Нью-Мехико, однако никаких подробностей не сообщалось. Заинтригованный, Улам отправился в университетскую библиотеку – поискать информацию о Нью-Мехико. Он нашел всего одну книгу об этом штате. Улам проверил, кто брал издание до него, – и понял, куда пропали все его друзья. Зная об их научных интересах, он догадался, над чем они работают в пустыне.

Расчеты реакции ядерного синтеза в водородной бомбе в очередной раз зашли в тупик, когда Улам вспомнил о задачке, над которой размышлял в больнице. Восстанавливаясь после операции, ученый коротал время за пасьянсом «солитер» и однажды решил попробовать предугадать вероятность выпадения определенных комбинаций карт. Вместо того чтобы моделировать невероятное количество возможных комбинаций – Улам терпеть не мог подобной тягомотины, – он решил просто снова и снова раскладывать карты и смотреть, что получается. Если повторить эксперимент достаточное количество раз, полагал он, то можно получить ответ и без предварительных расчетов.

Годится ли этот прием для работы с нейтронами? Улам поделился своей идеей с ближайшим соратником – математиком Джоном фон Нейманом. Знакомство их продолжалось уже более десяти лет. Именно Нейман в 1930-х предложил Уламу уехать в США, а в 1943 году организовал приглашение Улама в Лос-Аламос. Вместе они выглядели весьма колоритно – солидный фон Нейман в безупречно строгом костюме и темпераментный Улам – типичный «рассеянный профессор» со сверкающим взглядом зеленых глаз.

Фон Нейман был человеком проницательным, а его привычка находить во всем логическую закономерность порой доходила до откровенной бестактности. Однажды во время поездки в поезде он проголодался и попросил кондуктора прислать к нему продавца сэндвичей. Кондуктор оказался не слишком вежливым и проворчал: «Пришлю, если увижу». На что фон Нейман ответил: «Разве мы движемся не в евклидовом пространстве?»

Когда Улам поделился с ним своими идеями по поводу пасьянса, фон Нейман сразу понял, что у них есть потенциал. Заручившись поддержкой еще одного коллеги, физика по имени Николас Метрополис, математики разработали метод прогнозирования цепной реакции при помощи многократного моделирования столкновения нейтронов. Это стало возможным благодаря недавнему появлению в Лос-Аламосе компьютера с программным управлением. Согласно требованиям организации, в которой работали ученые, для обозначения изучаемого метода следовало придумать кодовое слово. Метрополис предложил назвать его «методом Монте-Карло», в честь дяди Улама – завсегдатая казино и заядлого игрока.