Введение

Американский математик Николас Константин Метрополис (греч. Νικόλαος Μητρόπουλος; 11 июня 1915 – 17 октября 1999) был греко-американским физиком. Метрополис получил степень бакалавра наук (1937) и степень доктора философии по физике (1941, под руководством Роберта Мулликена) в Чикагском университете. Вскоре после этого Роберт Оппенгеймер пригласил его из Чикаго, где он сотрудничал с Энрико Ферми и Эдвардом Теллером в работе над первыми ядерными реакторами, в Лос-Аламосскую национальную лабораторию. Он прибыл в Лос-Аламос в апреле 1943 года в качестве одного из первых пятидесяти ученых. В 1948 году он вернулся в Лос-Аламос, чтобы возглавить группу в теоретическом отделе, которая разработала и построила компьютер MANIAC I в 1952 году, созданный по образцу машины IAS, и MANIAC II в 1957 году.

Ранние годы и образование

Николас Метрополис родился 11 июня 1915 года в Чикаго, США. Метрополис получил степень бакалавра (1936) и доктора философии (1941) в области химической физики в Чикагском университете. Во время работы над докторской диссертацией он сотрудничал с Робертом Мулликеном. После окончания университета он работал инструктором в Чикагском университете под руководством Джеймса Франка. Вскоре после этого, в 1943 году, Роберт Оппенгеймер пригласил его из Чикаго для участия в Манхэттенском проекте, где он работал в группе Гарольда С. Ури. Позже он присоединился к Металлургической лаборатории Чикагского университета и работал под руководством Эдварда Теллера, который посоветовал ему перейти к теоретической физике. В Лос-Аламосе Метрополис вместе с Ричардом Фейнманом занимался разработкой "электромеханических устройств для ручных вычислений". Метрополис утверждал, что выбрал название "MANIAC" в надежде прекратить практику использования аббревиатур для названий машин, но, возможно, наоборот, лишь стимулировал её.) С 1957 по 1965 год он был профессором физики в Чикагском университете и основал и возглавил его Институт компьютерных исследований. В 1965 году он вернулся в Лос-Аламос, где в 1980 году получил звание старшего научного сотрудника лаборатории.

Метод Монте-Карло

В Лос-Аламосе в конце 1940-х и начале 1950-х годов группа исследователей во главе с Метрополисом, включая Джона фон Неймана и Станислава Улама, разработала метод Монте-Карло. Это класс вычислительных подходов, основанных на многократном случайном отборе проб для вычисления результатов, названный в честь любви родственника Улама к казино Монте-Карло. Метрополис принимал непосредственное участие в первом применении метода Монте-Карло, перенастроив компьютер ENIAC для проведения моделирования ядерного сердечника в 1948 году. Эта основополагающая работа продемонстрировала первые численные симуляции жидкости и представила новый вычислительный метод Монте-Карло для их выполнения. При применении метода Монте-Карло к задачам статистической механики до появления алгоритма Метрополиса генерировалось большое количество случайных конфигураций системы, для каждой конфигурации вычислялись интересующие свойства (например, энергия или плотность), а затем рассчитывалось средневзвешенное значение, где вес каждой конфигурации определялся её фактором Больцмана, , где – энергия, – температура, а – постоянная Больцмана. Ключевым вкладом статьи стала идея о том, что

blockquote|вместо того чтобы выбирать конфигурации случайным образом, а затем взвешивать их величиной exp(−E/kT), следует выбирать конфигурации с вероятностью exp(−E/kT) и взвешивать их одинаково.|Метрополис и др.|

Награды и награды

Метрополис был членом Американской академии искусств и наук, Общества промышленной и прикладной математики и Американского математического общества. В 1987 году он стал первым сотрудником Лос-Аламоса, удостоенным звания "эмерит" Калифорнийским университетом. Метрополис также был награжден медалью Пионера Институтом инженеров электротехники и электроники и являлся членом Американского физического общества. Ежегодно Американское физическое общество присуждает премию имени Николаса Метрополиса за выдающуюся докторскую диссертационную работу в области вычислительной физики.

Актерская карьера

Метрополис сыграл роль ученого в фильме Вуди Аллена «Мужья и жены» (1992).

Личная жизнь

У Метрополиса был сын, Кристофер, и две дочери, Пенелопа и Катарине. Он увлеченно занимался лыжным спортом и теннисом до середины семидесятых годов. Он скончался в доме престарелых в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико.

Анекдоты

В своих мемуарах Станислав Улам вспоминает, что небольшая группа, включая его самого, Метрополиса, Калкина, Конопинского, Кистиаковского, Теллера и фон Неймана, провела несколько вечеров в Лос-Аламосе, играя в покер. Они играли на очень небольшие суммы, но: "Метрополис однажды описал, каким триумфом было выиграть десять долларов у Джона фон Неймана, автора знаменитого труда по теории игр. Затем он купил свою книгу за пять долларов и приклеил остальные пять внутрь обложки как символ своей победы". В другом фрагменте своей книги Улам описывает Метрополиса как "грека по происхождению, американца с прекрасным характером".

Число Эрдоса

У Метрополиса число Эрдёша равно 2, и благодаря ему Ричард Фейнман получил число Эрдёша 3.