Stanisław Marcin Ulam (13 avril 1909 - 13 mai 1984) est un mathématicien américain d'origine juive polonaise. Il aida à développer la théorie qui permit la bombe à hydrogène.

Stanisław Ulam naquit à Lwów, en Pologne (alors aussi appelée Lemberg et faisant partie de la Galicie (Galicja), une province autonome de l'Autriche-Hongrie, maintenant Lviv, en Ukraine). Son professeur de mathématiques fut Stefan Banach, un grand mathématicien polonais, un des brillants esprits de l'École mathématique de Lwów.

Ulam entra aux USA en 1938 comme Harvard Junior Fellow (en) (boursier à l'université Harvard). Au terme de sa bourse, il trouva du travail à la faculté de l'université du Wisconsin-Madison, et aida son frère, Adam, qui s'était enfui de Pologne à la veille de la Seconde Guerre mondiale. Au milieu de la guerre, en 1943, son ami John von Neumann l'invita à rejoindre les physiciens du Laboratoire national de Los Alamos, au Nouveau-Mexique, qui construisaient secrètement des armes atomiques. Ulam a pu se convaincre du sérieux de l'offre en empruntant un livre sur le Nouveau-Mexique à la bibliothèque universitaire, et en trouvant sur la carte d'emprunt une liste des noms de gens qui avaient petit à petit disparu du campus.

Là-bas, il suggéra d'employer la méthode de Monte-Carlo pour évaluer les intégrales mathématiques difficiles qui apparaissent en modélisant les réactions nucléaires en chaîne (ne sachant pas que Fermi et d'autres avaient découvert la méthode plus tôt). Cette suggestion conduisit au développement de la méthode de Monte-Carlo par Von Neumann, Metropolis, et d'autres.

Ulam — en collaboration avec C. J. Everett, qui fit les calculs détaillés — montra que le précédent modèle de la bombe à hydrogène par Edward Teller était inexact. Ulam alors en vint à la suggestion d'une meilleure méthode par lui-même. Il fut le premier à réaliser que tous les composants d'une bombe H pouvaient être mis ensemble, puis en plaçant une bombe atomique (à fission nucléaire) à une extrémité et du matériel thermonucléaire à l'autre, et que l'utilisation des ondes de choc produites à partir de la bombe A pouvaient compresser et faire exploser le combustible nucléaire. Teller, d'abord, résista à cette idée, puis il reconnut son mérite et suggéra l'utilisation des radiations plutôt que des ondes de choc. L'« implosion par radiation », comme elle fut appelée, est la méthode standard pour créer les bombes H jusqu'à présent. Ulam et Teller l'ont brevetée conjointement.

Ulam a aussi inspiré le développement de la propulsion nucléaire (projet Orion), et à la fin de sa vie, il déclara que c'était l'invention dont il était le plus fier.

Il fut très tôt un fervent adepte de l'usage d'ordinateurs pour exécuter les « expériences mathématiques ». Sa contribution la plus notable dans ce domaine se trouve dans l'expérience de Fermi-Pasta-Ulam, une étude numérique pionnière d'un système dynamique.

En mathématiques pures, il travailla à la théorie des ensembles (incluant les cardinaux mesurables et les mesures abstraites), la topologie, la théorie ergodique, et d'autres domaines. Il a collaboré avec Paul Erdős pendant plus d'un demi-siècle. Après la Seconde Guerre mondiale, il se détourna largement des mathématiques pures rigoureuses pour un travail plus spéculatif et imaginatif, en posant des problèmes et en faisant des conjectures, ce qui a toujours été une de ses spécialités. Elles concernaient souvent l'application des mathématiques à la physique et à la biologie. Son ami Gian-Carlo Rota a attribué ce changement à une attaque cérébrale en 1946, qui fit dire à Rota que la personnalité d'Ulam avait changé. Cette hypothèse est reconnue par certains, mais rejetée par d'autres, en particulier par sa veuve, Françoise Ulam.

Ulam s'établit à l'université du Colorado en 1965. Comme il restait consultant à Los Alamos, il divisa son temps entre Boulder (Colorado) et Santa Fé (Nouveau-Mexique), d'où il correspondait avec Los Alamos. Plus tard, sa femme et lui passèrent les hivers à Gainesville (Floride), où il eut un poste à l'université de Floride. Il mourut à Santa Fé.

Ouvrages

• Stanislaw Ulam, The Scottish Book: A Collection of Problems, Los Alamos, 1957.
• Stanislaw Ulam, A Collection of Mathematical Problems, Interscience Publishers, New York, 1960.
• Mark Kac et Stanislaw Ulam, Mathematics and Logic: Retrospect and Prospects, Praeger, New York, 1968.
• Stanislaw Ulam, Sets, Numbers and Universes, Cambridge, Massachusetts, 1974.
• Stanislaw Ulam, Adventures of a mathematician, Charles Scribner's Sons, New York, 1983 (autobiographie).