Sciences

Stanislaw Marcin Ulam

1909-04-13 - 1984-05-13

Mathématicien

Classé sous :Matière , Mathématiques

Découvertes

Co-créateur de la bombe H américaine

Développement de la propulsion nucléaire (projet Orion)

Théorème de Borsuk-Ulam, Algorithme de Monte-Carlo

Biographie

Stanislaw Marcin Ulam : mathématicien polonais de génie né le 13 avril 1909 en Pologne et mort le 13 mai 1984 aux USA. Il est surtout connu comme le co-créateur de la bombe H américaine avec Edward Teller mais sa créativité, bien qu'entravée par des difficultés à mettre ses idées par écrit, était légendaire.

Stanislaw Ulam et sa femme Françoise

Stanilaw Ulam était un enfant précoce, s'intéressant très jeune à l'astronomie puis à la physique, suite au télescope qu'il reçut de son oncle, à l'âge de 12 ans. Voulant comprendre la théorie de la relativité d'Einstein à 14 ans, cela le conduisit à étudier les mathématiques par lui-même et, à 16 ans, il maîtrisait déjà le calcul différentiel et intégral tout en débutant des études sur la théorie des ensembles et la logique mathématique. Il entra donc à l'Institut Polytechnique de Lvov, où enseignaient des mathématiciens du calibre de Banach et Kuratowski. Il en sortit docteur en mathématique en 1933 après une thèse sous la direction de Banach.

S'étant fait connaître par ses travaux en théories des ensembles et de la mesure, appliquées aux systèmes dynamiques, il attira l'attention de John Von Neumann qui l'invita en 1935 à Princeton. Les deux hommes deviendront des amis très proches et c'est Von Neumann qui lui proposera de le rejoindre à Los Alamos pour le projet Manhattan.

Avec Von Neumann et Fermi, il est à l'origine des méthodes dites de « Monte Carlo » qui sont capitales pour calculer des intégrales « impossibles » à partir de l'échantillonnage statistique. Ces mêmes méthodes sont d'un usage courant pour générer des évènements en accord avec des lois de probabilités en physique, ce qui permet de simuler les observations des détecteurs en physique des particules ou la formation du système solaire par exemple.

Avec Fermi et Pasta, il est aussi à l'origine des premières expériences de simulations numériques de systèmes non linéaires sur ordinateurs, ce qui jouera un grand rôle pour les développements de la théorie des solitons et des calculs d'hydrodynamique sur ordinateur.

Toujours avec Fermi, il a démontré l'impossibilité de faire détoner une bombe à hydrogène selon le mécanisme initialement avancé par Teller. C'est lui qui proposera d'utiliser la focalisation des ondes de chocs, et surtout des rayons X produits par une bombe A, pour initier les réactions de fusion. Ses compétences sur les armes atomiques le conduiront à être un des conseillers principaux des Etats-Unis sur ces sujets et à son travail sur un projet de propulsion interplanétaire par explosion nucléaire, le projet Orion.

Projet Orion

Il a longtemps collaboré avec le mathématicien spécialiste de la théorie des nombres, Paul Erdös, dont le volume de production rivalise avec celui d'Euler. Comme exemple de ses contributions originales en mathématique, on peut citer la spirale d'Ulam avec les nombres premiers.

Paul Erdös

Depuis la fin des années 40, et jusqu'en 1965, il resta à Los Alamos pendant l'essentiel de son temps. Il se retira ensuite à l'Université de Boulder, Colorado, et à Santa Fe pour travailler sur la biomathématique jusqu'à sa mort en 1984.

Il n'est pas possible de rendre justice en si peu de mots aux capacités protéiformes d'Ulam. Pour cela, on consultera le lien ci-dessous.