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    最早用计算机解决原子能问题的数学家

    ,网上有评论认为他不但是一位“数学的巨人”,而且还是“信息时代的奠基者之一”(a giant Of mathematics and one Of the founder Of the In formation Age)。

        尼古拉·梅特罗波利斯(Nicholas Constantine Metropolis)1915年6月11日生于美国芝加哥,在芝加哥的西区长大。1936年他在芝加哥大学取得学士学位,1941年取得实验物理学博士学位,之后留校在冶金学实验室(Metallurgical Laboratory)工作,其间他在1942年曾参与哥伦比亚大学的原子弹计划。1943年他进入洛斯阿拉莫斯实验室,参加著名的“曼哈顿计划”,与“原子弹之父”费米(Enrico Fermi)和泰勒(Edward Teller)一起工作,其任务是为高温、高压、高密度下的物质建立状态方程,从此他的研究工作从物理学转入了数学领域。在曼哈顿计划中他是课题组组长。洛斯阿拉莫斯实验室在战时用的还是机械或是机电的台式计算机。用电子计算机ENIAC解决其在热核研究中十分繁复的数学问题是由其顾问冯·诺伊曼在1945年初建议的。这个建议引起了实验室领导人的兴趣和支持,梅特罗波利斯因而有幸成为ENIAC的最早的使用者之一,并利用ENIAC解决了原子能研究中的大量数学问题,为曼哈顿计划作出了重大贡献。在学术上,梅特罗波利斯对蒙特卡罗法(Monte Carlo method)的发展有卓越贡献。所谓蒙特卡罗法,是以概率和统计的理论与方法为基础的一种数值计算方法,它将所求解的问题同一个概率模型相联系,用计算机实现统计模拟或抽样,从而求得问题的近似解,所以蒙特卡罗法亦称为统计试验法或统计模拟法。蒙特卡罗法是双重近似,即既用伪随机数模拟真正随机的变量样本,又用概率模型模拟而获得近似的数值计算,因而它在高维积分、线性方程组、矩阵求逆、常微分方程边值问题求解、偏微分方程求解、非齐次积分方程求解、特征值和最优化计算等问题中均有广泛而重要的应用。蒙特卡罗法虽然是由冯·诺伊曼和洛斯阿拉莫斯实验室的另一位科学家乌拉姆(S.M.Ulam)在曼哈顿计划中首先提出来的,但在该方法的具体实现和编程算法方面,梅特罗波利斯功不可设。

        1946年,梅特罗波利斯离开洛斯阿拉莫斯实验室回到芝加哥大学任教。但两年以后他重返洛斯阿拉莫斯,负责建造MANIAC计算机(Mathematical and Numerical Integrator and Computer)。MANIAC也是仿冯·诺伊曼在普林斯顿设计与建造中的IAS计算机的,但外部设备比IAS丰富,包括纸带光电输入机、1/4英寸的磁带机、电传打字机、行打印机、容量为10 000个字的磁鼓等。MANIAC 1948年上马,1952年3月完工,曾经完成许多重大课题的研究,如:费米的π—氘丁—质子的相移分析,盖莫夫(Gamov,这是著名的美籍俄裔科学家和科普作家)的遗传密码的数值实验,威尔士(M.Wells)的下棋程序,乌拉姆对“幸运数”(1uckynumbers)的研究,等等。所谓幸运数问题是这样一个问题:把质数表中的所有质数顺次编号为P1,P2,P3,Pn,…,令Pn=p1×p2×…pn

    再令Qn是大于户。+1的最小质数,也就是在户。+1这个自然数之后遇到的第一个质数。再令

        Fn=Qn-Pn

        这个Fn

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