Николас Метрополис

Николас Метрополис
Рожденный	Николай Константин Метрополис ( 1915-06-11 ) 11 июня 1915 г. Чикаго , Иллинойс , США
Умер	17 октября 1999 г. (17 октября 1999 г.) (84 года) Лос-Аламос , Нью-Мексико , США
Альма-матер	Чикагский университет
Известный	Метод Монте-Карло Имитация отжига Алгоритм Метрополиса – Гастингса
Награды	Премия пионера компьютеров (1984)
Научная карьера
Поля	Физик , Математик
Учреждения	Лос-Аламосская национальная лаборатория

Николаос Константин Метрополис ( греч . Николаос Митропулос ; 11 июня 1915 — 17 октября 1999) — греко-американский физик .

Метрополис получил степень бакалавра наук (1937) и доктора философии по физике (1941, вместе с Робертом Малликеном ) в Чикагском университете . Вскоре после этого Роберт Оппенгеймер завербовал его из Чикаго, где он сотрудничал с Энрико Ферми и Эдвардом Теллером над первыми ядерными реакторами, в Национальную лабораторию Лос-Аламоса .

Он прибыл в Лос-Аламос в апреле 1943 года в составе первоначального штата из пятидесяти ученых. Он вернулся в Лос-Аламос в 1948 году, чтобы возглавить группу теоретического отдела, которая спроектировала и построила компьютер MANIAC I в 1952 году, созданный по образцу машины IAS, и MANIAC II в 1957 году.

Молодость

Николас Метрополис родился 11 июня 1915 года в Чикаго, США. Метрополис получил степень бакалавра (1936) и доктора химической физики (1941) в Чикагском университете . Во время работы над докторской диссертацией он работал с Робертом Малликеном . После окончания университета он работал преподавателем в Чикагском университете у Джеймса Франка . Вскоре после этого, в 1943 году, Роберт Оппенгеймер завербовал его из Чикаго для участия в Манхэттенском проекте , где он работал в Гарольда К. Юри группе . Позже он присоединился к Металлургической лаборатории Чикагского университета и работал под руководством Эдварда Теллера , который побудил его заняться теоретической физикой. В Лос-Аламосе Метрополис вместе с Ричардом Фейнманом работал над «электромеханическими устройствами, используемыми для ручных вычислений».

После Второй мировой войны

После Второй мировой войны он вернулся на факультет Чикагского университета в качестве доцента. Он вернулся в Лос-Аламос в 1948 году, чтобы возглавить группу в теоретическом отделе, который спроектировал и построил компьютер MANIAC I в 1952 году, созданный по образцу машины IAS , и MANIAC II в 1957 году. ( Джон фон Нейман считал эту аббревиатуру слишком легкомысленной. ; Метрополис утверждает, что выбрал имя «МАНИАК» в надежде остановить появление подобных аббревиатур для названий машин, но, возможно, вместо этого еще больше стимулировал такое использование.) С 1957 по 1965 год он был профессором физики Чикагского университета и директором-основателем Института компьютерных исследований . В 1965 году он вернулся в Лос-Аламос, где в 1980 году стал старшим научным сотрудником лаборатории.

• 
  в Метрополисе во время войны Фотография значка Национальной лаборатории Лос-Аламоса .
• 
  Руководитель проекта MANIAC Николас Метрополис (стоит) и главный инженер MANIAC Джим Ричардсон в 1953 году.
• 
  Пол Стайн и Николас Метрополис играют в шахматы в Лос-Аламосе против МАНИАКА, упрощенной версии игры без слонов. Компьютеру по-прежнему требовалось около 20 минут между ходами.

Метод Монте-Карло

В Лос-Аламосе в конце 1940-х — начале 1950-х годов группа исследователей под руководством Метрополиса, в том числе Джон фон Нейман и Станислав Улам , разработала метод Монте-Карло . Это класс вычислительных подходов, которые полагаются на повторную случайную выборку для вычисления результатов, названный в честь любви родственника Улама к казино Монте-Карло. Метрополис принимал активное участие в самом первом использовании метода Монте-Карло, перемонтировав компьютер ENIAC для моделирования ядерного ядра в 1948 году. В 1953 году Метрополис стал соавтором статьи под названием «Уравнение вычислений состояния с помощью быстрых вычислительных машин» . В этой эпохальной статье было показано первое численное моделирование жидкости и представлен новый вычислительный метод Монте-Карло для этого.

При применении метода Монте-Карло к задачам статистической механики до введения алгоритма Метрополиса генерировалось большое количество случайных конфигураций системы, интересующие свойства (такие как энергия или плотность) вычислялись для каждой конфигурации, а затем вычисляется средневзвешенное значение , где вес каждой конфигурации равен ее фактору Больцмана , $e^{-E/kT}$, где $E$ это энергия , $T$ это температура , и $k$ — постоянная Больцмана . Ключевым вкладом статьи была идея о том, что

Вместо того, чтобы выбирать конфигурации случайным образом, а затем взвешивать их с помощью exp(− E / kT ), мы выбираем конфигурации с вероятностью exp(− E / kT ) и взвешиваем их равномерно.

- Метрополис и др.,

Алгоритм генерации выборок из распределения Больцмана позже был обобщен У.К. Гастингсом и стал широко известен как алгоритм Метрополиса–Гастингса .

В последние годы возник спор относительно того, действительно ли Метрополис внес значительный вклад в работу по расчету уравнения состояния .

и

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 «Почетный» Калифорнийского университета . Метрополис был также награжден медалью пионера Института инженеров по электротехнике и электронике и был членом Американского физического общества .

Премия Николаса Метрополиса за выдающуюся докторскую диссертацию в области вычислительной физики ежегодно присуждается Американским физическим обществом .

Актерская карьера

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

Личная жизнь

У Метрополиса был сын Кристофер и две дочери, Пенелопа и Кэтрин. До семидесяти лет он был заядлым лыжником и теннисистом. Он умер в доме престарелых в Лос-Аламосе, штат Нью-Мексико .

Анекдоты

В своих мемуарах Станислав Улам вспоминает, что небольшая группа, в которую входили он сам, Метрополис, Калкин , Конопински , Кистяковский , Теллер и фон Нейман , провели несколько вечеров в Лос-Аламосе , играя в покер. Они играли на очень небольшие суммы, но: «Однажды «Метрополис» описал, каким триумфом было выиграть десять долларов у Джона фон Неймана, автора знаменитого трактата по теории игр. Затем он купил свою книгу за пять долларов, а остальные пять вклеил внутрь. обложка как символ его победы». В другом отрывке своей книги Улам описывает Метрополис как «американца греческого происхождения с замечательной личностью».

Число Эрдеша

Метрополис имеет число Эрдеша , равное 2, и он позволил Ричарду Фейнману иметь число Эрдеша, равное 3.

См. также

• Стохастика
• ЭНИАК
• Колоссальный компьютер
• Парадокс фон Неймана

Внешние ссылки

• Аудиоинтервью 1993 года с Николасом Метрополисом Ричарда Роудса. Голоса Манхэттенского проекта.
• Устное историческое интервью с Николасом К. Метрополисом , проведенное Уильямом Эспреем в Институте Чарльза Бэббиджа , Университет Миннесоты. Метрополис, первый директор вычислительных служб Лос-Аламосской национальной лаборатории , обсуждает Джона фон Неймана работу в области вычислений. Большая часть интервью касается деятельности в Лос-Аламосе: как фон Нейман пришел консультировать в лабораторию; его научные контакты там, включая Метрополис, Роберта Рихтмайера и Эдварда Теллера ; первый практический опыт фон Неймана с оборудованием для перфокарт; его вклад в разработку амортизаторов и проблему имплозии; взаимодействие и сравнение фон Неймана и Энрико Ферми ; и развитие методов Монте-Карло . Другие темы включают: отношения между Аланом Тьюрингом и фон Нейманом; работа над численными методами решения нелинейных задач; и расчеты ENIAC, выполненные для Лос-Аламоса.
• Фрэнсис Харлоу и Николас Метрополис. Вычисления и компьютеры. Моделирование оружия ведет к компьютерной эре . Лос-Аламосская наука, № 7, стр. 132.
• Герберт Андерсон. Метрополис, Монте-Карло и МАНИАК . Los Alamos Science № 14, стр. 69.