Δευτέρα, 11 Ιουνίου 2018

Σαν σήμερα ... 1915, γεννήθηκε ο ελληνικής καταγωγής φυσικός Nicholas Metropolis.


Nicholas Constantine Metropolis

Σαν σήμερα, στις 11 Ιουνίου 1915, γεννήθηκε ο φυσικός και μαθηματικός Nicholas Constantine Metropolis (ελλην. Νικόλαος Μητρόπουλος) στο Σικάγο των ΗΠΑ. Οι γονείς του ήταν Έλληνες μετανάστες και είχαν δύο ακόμη παιδιά, την Joan (μετέπειτα Kent) και την Helen (μετέπειτα Yannias) 

To 1937 ο Metropolis πήρε μπάτσελορ και το 1941 διδακτορικό στην πειραματική φυσική (experimental physics) με την επίβλεψη του Robert S. Mulliken, από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου
Το 1942 και 1943 εργάστηκε ως ερευνητικός σύμβουλος στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, συνεργαζόμενος με τον νομπελίστα James Franck, αλλά και τους Enrico Fermi  και Edward Teller στην ανάπτυξη των πρώτων πυρηνικών αντιδραστήρων. 
Στις αρχές του 1943, κατόπιν σύστασης του John von Neumann, ο Robert Oppenheimer  έπεισε τον Metropolis να πάει στο Los Alamos να εργαστεί στο εκεί Εθνικό Εργαστήριο (Los Alamos National Laboratory) για το "πρόγραμμα Μανχάταν". Έφθασε στο Los Alamos τον Απρίλιο του 1943, ως μέλος του αρχικού προσωπικού που αποτελείτο από πενήντα επιστήμονες.

Η φωτογραφία από την ταυτότητά του Metropolis 
στο Los Alamos, την εποχή του "Προγράμματος Μανχάταν".

Η πρώτη του αποστολή ήταν να αναπτύξει εξισώσεις που θα περιέγραφαν την κατάσταση υλικών που βρίσκονταν σε υψηλές θερμοκρασίες, πιέσεις και πυκνότητες.
Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, όταν οι επιστήμονες στο Los Alamos  σχεδίαζαν τα πρώτα ατομικά όπλα, χρησιμοποιούσαν ηλεκτρονικές αριθμομηχανές, που όμως ήταν αργές και χαλούσαν εύκολα. Έτσι, σύντομα ο Metropolis και ο Richard Feynman ανέλαβαν την βελτίωση αυτών των αριθμομηχανών.

Στο τέλος του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, ο μαθηματικός von Neumann συγκέντρωσε γύρω του μια ομάδα επιστημόνων που αποτελείτο από τους προγραμματιστές του πρώτου ηλεκτρονικού υπολογιστή, γνωστού ως ENIAC (Electronic Numerical Integrator Αnd  Computer - Ηλεκτρονικός Αριθμητικός Ολοκληρωτής και Υπολογιστής) και αρκετούς επιστήμονες από το Los Alamos. Μεταξύ αυτών ήταν και ο Metropolis.   

Η δουλειά που ανέλαβε το 1945 ο Metropolis με τον Stanley Frankel ήταν να κάνουν στον ENIAC πολύπλοκους υπολογισμούς, που θα βοηθούσαν στο σχεδιασμό της πρώτης βόμβας υδρογόνου.

Ο Nicholas Metropolis στο Los Alamos National Laboratory,
μπροστά από τον πρώτο ψηφιακό υπολογιστή του Εργαστηρίου.

Στη συνέχεια, ο Metropolis επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου ως βοηθός καθηγητής και συνέχισε να συνεργάζεται για τον ENIAC. Εκεί το 1948, επικεφαλής μιας ομάδας και χρησιμοποιώντας μια ιδέα που είχε διατυπώσει ο Fermi 15 χρόνια νωρίτερα,  πραγματοποίησε μια σειρά στατιστικών υπολογισμών για τον ENIAC. Αυτοί οι στατιστικοί υπολογισμοί θα ήταν η βάση γι' αυτό που αργότερα θα αποκαλούνταν "μέθοδος υπολογισμού Monte Carlo" ("Monte Carlo method of calculation"), που από τότε βοήθησε να αντιμετωπιστούν θέματα όπως η ροή της κυκλοφορίας, οικονομικά προβλήματα, αλλά και η ανάπτυξη πυρηνικών όπλων.

Nikolas Metropolis και James Richardson δουλεύοντας στην
 κατασκευή του υπερυπολογιστή (τότε) MANIAC (περίπου το 1952).

Γοητευμένος από τη δύναμη των υπολογισμών, ο Metropolis προσπάθησε να εγκαταστήσει στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου μια εξελιγμένη υπολογιστική μονάδα. Επειδή δεν προχώρησε η υλοποίηση αυτού του έργου, δέχτηκε την πρόταση του μαθηματικού  J. Carson Markεπικεφαλής του τμήματος θεωρητικών στο Los Alamos κι έτσι, το 1948 επέστρεψε στο Los Alamos, όπου ανέλαβε τη διεύθυνση ομάδας στο Θεωρητικό Τμήμα του Εργαστηρίου. Αυτή η ομάδα σχεδίασε, δημιούργησε και παρουσίασε το Μάρτιο του 1952 τον υπολογιστή MANIAC I (Mathematical Analyzer, Numerical Integrator Αnd  Computer ή αλλιώς Mathematical Analyzer, Numerator, Integrator Αnd Computer), που σχεδιάστηκε με βάση τη μηχανή IAS του von Neumann και το 1957 τον MANIAC II.
Ο Metropolis επέλεξε αυτό το (κακόηχο) όνομα για τον υπολογιστή, ίσως με παρότρυνση και του von Neumann, ελπίζοντας ότι αυτό θα βοηθούσε να σταματήσει η συνεχής χρήση αρκτικόλεξων για ονόματα μηχανών, αλλά τελικά, ίσως, αυτή η επιλογή να τόνωσε ακόμη περισσότερο αυτή τη χρήση.


Μια ομάδα επιστημόνων συζητά στο Los Alamos. Δεύτερος από αριστερά
είναι ο N. Metropolis και δεξιά του (με το παπιγιόν) ο S. Ulam.

Το 1949, οι  N. Metropolis και S. Ulam παρουσίασαν την εργασία τους "Η μέθοδος Monte Carlo" με δημοσίευση στο περιοδικό "Journal of the American Statistical Association". Η μέθοδος αυτή είναι μια στοχαστική διαδικασία όπου με χρήση τυχαίων αριθμών και τη στατιστική προσπαθούμε να λύσουμε ένα πρόβλημα. Χρησιμοποιούμε γεννήτριες τυχαίων αριθμών και βάζουμε δύο εικονικούς παίχτες (υπολογιστές) να παίζουν στην "τύχη". Επαναλαμβάνοντας το πείραμα Monte Carlo πάρα πολλές φορές, είμαστε σε θέση να εκτιμήσουμε ποια επόμενη κίνηση είναι στατιστικά καλή για να κερδίσει το παιχνίδι ένα παίκτης. 


Ο Metropolis (όρθιος) και ο Paul Stein (καθιστός) 
παίζουν σκάκι με τον υπολογιστή ENIAC στο Los Alamos.

Η "μέθοδος Monte Carlο" θεωρείται ως ένας από τους 10 αλγόριθμους "με την μεγαλύτερη επίδραση στην εξέλιξη της επιστήμης και της μηχανικής στον 20ο αιώνα".
"Νονός" του ονόματος Monte Carlο ήταν ο ίδιος ο Metropolis, λέγεται, επηρεασμένος από το πάθος για τον τζόγο ενός συγγενή φίλου του. 

Από το 1953 έως το 1959 ο Metropolis και η ομάδα του χρησιμοποίησαν τον MANIAC και την τεχνική Monte Carlo για να αντιμετωπίσουν πολύπλοκα προβλήματα στη φυσική, τη βιολογία, τη χημεία και τα μαθηματικά.

Το 1957, ο Metropolis επέστρεψε στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου, όπου έγινε καθηγητής Φυσικής και διευθυντής του Ινστιτούτου Έρευνας Πληροφορικής, που ο ίδιος δημιούργησε. Στο Σικάγο, δημιούργησε υπολογιστικά δεδομένα (data) που βοήθησαν στην ηλεκτρονική επεξεργασία μετρήσεων που ελήφθησαν από επιστημονικά όργανα. Επίσης, σχεδίασε και κατασκεύασε υπολογιστή που συνδέθηκε με το κύκλοτρο του Εργαστηρίου Ερευνών του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ (NRL Cyclotron). Αυτός ο υπολογιστής έπαιρνε και ανέλυε δεδομένα ενώ εκτελείτο ένα πείραμα.

Το 1965 άφησε οριστικά το Πανεπιστήμιο του Σικάγου και επέστρεψε στο Εργαστήριο του Los Alamos, όπου παρέμεινε το υπόλοιπο της ζωής του. Συνέχισε να αναπτύσσει υπολογιστικές τεχνικές κι ενθάρρυνε και άλλους να δείχνουν ενδιαφέρον για τους υπολογιστές. Ήταν ο πρώτος ανώτερος συνεργάτης του Εργαστηρίου που αποχώρησε ως Emeritusτο 1980.

Το 1992 ο Metropolis έπαιξε το ρόλο ενός τηλεοπτικού επιστήμονα στην ταινία "Husbands and Wives" (ελλην. "Παντρεμένα ζευγάρια") του Woody Allen.
Απέκτησε τρία παιδιά, τον Christopher, την Penelope και την Katharine.
Μέχρι τα μέσα της έβδομης δεκαετίας της ζωής του ασχολείτο με τα αγαπημένα του σπορ, το σκι και το τένις. 

Ο Nicholas Metropolis πέθανε σε νοσοκομείο του Los Alamos την Κυριακή 17 Οκτωβρίου 1999, σε ηλικία 84 ετών.

Το 1978, μέλη της ομάδας Τ7 στο Los Alamos.
(αρ. προς δεξ.) Dave McLaughlin, Nick Metropolis, Paul Stein,
Gian Carlo-RotaBlair Swartz και James (Mac) Hyman.

Ο Metropolis ήταν μέλος της Αμερικανικής Ακαδημίας Τεχνών και Επιστημών (American Academy of Arts and Sciences), της Ένωσης Βιομηχανικών και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών (Society for Industrial and Applied Mathematics - SIAM) και της Αμερικανικής Μαθηματικής Ένωσης (American Mathematical Society - AMS). Το 1987 έγινε ο πρώτος εργαζόμενος του Εργαστηρίου στο Los Alamos που τιμήθηκε με τον τίτλο "emeritus" από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιαs (που ήταν υπεύθυνο για την λειτουργία του Εργαστηρίου από την ίδρυσή του). 
Στον Metropolis επίσης απονεμήθηκε το Medal Pioneer από το Ινστιτούτο Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών Μηχανικών (Institute of Electrical and Electronics Engineers - IEEE) και ήταν μέλος της Αμερικανικής Φυσικής Ένωσης (APS).
Κάθε χρόνο, η APS απονέμει το "Βραβείο Nicholas Metropolis" για εξαιρετικές εργασίες διδακτορικής διατριβής στην Υπολογιστική Φυσική. 
Επίσης, το Los Alamos National Laboratory, μέσω του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, προσφέρει την "υποτροφία Nicholas C. Metropolis" σε μεταδιδακτορικούς φοιτητές, στα πεδία της φυσικής, της επιστήμης των υπολογιστών και της μηχανικής.

Ο Metropolis έχει αριθμό Erdős 2, ξεπερνώντας τον Richard Feynman που έχει αριθμό Erdős 3. (Ο Erdős έχει δημοσιεύσει τις περισσότερες εργασίες κατά τη διάρκεια της ζωής του, τουλάχιστον 1525, από οποιαδήποτε άλλο μαθηματικό στην ιστορία. Αυτοί που συνεργάστηκαν κατευθείαν μαζί του, 511 άμεσοι συνεργάτες, έχουν αριθμό Erdős 1, όσοι συνεργάστηκαν με αυτούς, 9.267 άτομα το 2010, έχουν αριθμό Erdős 2, κλπ).

Ο Metropolis μπροστά στον υπολογιστή MANIAC.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ο Metropolis ήταν γνωστός για την αγάπη του να δημιουργεί πρωτότυπους επιστημονικούς όρους από ελληνικές ρίζες. Για παράδειγμα, όταν ο 
Emilio Segré ζήτησε από τον Metropolis να προτείνει ονόματα για δύο στοιχεία που ο Segré με την ομάδα του είχαν ανακαλύψει, εκείνος πρότεινε για το ένα το όνομα Τεχνήτιο (Tc, με ατομικό αριθμό 43), από τη λέξη "τεχνητός" και για το άλλο Άστατο (At, με ατομικό αριθμό 85), από την ελληνική λέξη "άστατος" - μη σταθερός.   

Στο βιβλίο των αναμνήσεών του, ο Stanislaw Ulam θυμάται ότι όταν ήταν στο Los Alamos, μερικά βράδια, μια παρέα που αποτελείτο από τον ίδιο, τον Metropolis, τον Calkin, τον Konopinski, τον Kistiakowsky, τον Teller και τον von Neumann έπαιζαν πόκερ με μικροποσά. Μια φορά λοιπόν, "ο Metropolis ήταν πολύ υπερήφανος, γιατί είχε καταφέρει να κερδίσει 10 δολάρια από τον John von Neumann, που ήταν συγγραφέας ενός περίφημου βιβλίου για την θεωρία παιγνίων. Στη συνέχεια, ο Metropolis διέθεσε 5 δολάρια για ν' αγοράσει το βιβλίο και τ' άλλα 5 δολάρια τα έβαλε κάτω από το εξώφυλλο, ως σύμβολο της νίκης του".
Σ' ένα άλλο σημείο του βιβλίου, αναφερόμενος στον Metropolis τον περιγράφει ως "ένας Ελληνοαμερικανός με θαυμάσια προσωπικότητα". 

Το μέγεθος της συμβολής του Ν. Metropolis στην επιστήμη προκύπτει καθαρά από το κλείσιμο της νεκρολογίας γι' αυτόν στο περιοδικό Physics Today το 2000.
"Η διεθνής επιστημονική κοινότητα έχει χάσει έναν από τους πρωτοπόρους της. Η εργασία του στα μαθηματικά και στην επιστήμη των υπολογιστών δημιούργησε ένα μεγάλο μέρος της εξέλιξης της προσομοίωσης στην επιστήμη του σύγχρονου κόσμου. Θα λείψει πολύ από τους φίλους και συναδέλφους του στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos και οπουδήποτε αλλού."

Ο Nicholas Metropolis σε μεγάλη πλέον ηλικία.


Μια τηλεοπτική συνέντευξη του Nicholas Metropolis στη σειρά "Los Alamos History", όπου περιγράφει τη ζωή του (αγγλικά, 1:25:30).

Μια ηχητική συνέντευξη (με γραπτή καταγραφή των λεχθέντων) του Nicholas Metropolis στον Richard Rhodes για το πρόγραμμα "Voices of the Manhattan Project" (αγγλικά, 1993).

Ένα άρθρο του Χάρη Βάρβογλη σΤΟ ΒΗΜΑ science με τίτλο "Ελληνική σφραγίδα στο πρώτο «μηχανοργανωμένο» πείραμα" για τη συμβολή του Μητρόπουλου (Metropolis) και της Μαίρης Τσίγκου στην εξέλιξη των υπολογιστών. 

Βίντεο με περιγραφή του George Dyson για τον αλγόριθμο Monte Carlo (αγγλικά, 5:22).

Εργογραφία του Nicholas Metropolis.

Οι νεκρολογίες για τον Nicholas Metropolis στις εφημερίδες Chicago Tribune και NY Times.

Πηγή: ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου