Freeman Dyson

  Ο Freeman Dyson ήταν ένας φυσικός και μαθηματικός που, κατά τη διάρκεια της λαμπρής καριέρας του—η οποία διήρκεσε περισσότερα από εβδομήντα χρόνια—πραγματοποίησε πρωτοποριακές συνεισφορές σε διάφορους τομείς.

Γεννήθηκε στις 15 Δεκεμβρίου 1923 στην Αγγλία, από πατέρα μουσικό με έντονο πάθος για την επιστήμη και μητέρα πτυχιούχο νομικής. Μεγάλωσε μέσα στη μεγάλη συλλογή βιβλίων της οικογένειας Dyson. Η μεγαλύτερη αδελφή του τον θυμόταν ως παιδί περιτριγυρισμένο από εγκυκλοπαίδειες και φύλλα χαρτιού, πάνω στα οποία έκανε κάθε είδους υπολογισμούς.

Αγαπούσε να παίζει με τους αριθμούς· για παράδειγμα, σε ηλικία τεσσάρων ετών προσπάθησε να υπολογίσει τον αριθμό των ατόμων στον Ήλιο. Επιβεβαιώνοντας αυτό το ενδιαφέρον, είπε αργότερα:  

«Η επιστήμη ήταν συναρπαστική γιατί ήταν γεμάτη από αριθμούς που μπορούσα να υπολογίσω».

Το 1941, πριν ακόμη κλείσει τα δεκαοκτώ, εισήχθη στο Trinity College του Cambridge για να σπουδάσει μαθηματικά. Το 1943, εν μέσω του πολέμου, επιστρατεύτηκε για να εργαστεί στο ερευνητικό τμήμα της Royal Air Force. Μετά τη λήξη του πολέμου επέστρεψε στο Trinity, όπου αποφοίτησε στα μαθηματικά.

Με τη συμβουλή και σύσταση δύο καθηγητών, το 1947 μετακινήθηκε στο Πανεπιστήμιο Cornell, όπου ο φυσικός Hans Bethe συγκέντρωνε μερικούς από τους καλύτερους θεωρητικούς φυσικούς, για να συνεχίσει τις μεταπτυχιακές του σπουδές. Φαίνεται ότι ένας από τους καθηγητές έγραψε στη συστατική επιστολή ότι ο Dyson «δεν ήταν εντελώς ανόητος», ενώ ο άλλος σχολίασε ότι στα 23 του «ήταν ο καλύτερος μαθηματικός στη Μεγάλη Βρετανία».

Στο Cornell γνώρισε τον Richard Feynman και οι δυο τους άρχισαν να συνεργάζονται σε αυτό που θα γινόταν η μεγάλη τους συμβολή: τη διατύπωση της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (Quantum Electrodynamics), μιας θεωρίας που περιγράφει την αλληλεπίδραση φορτισμένων σωματιδίων με το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Την ίδια χρονιά με την άφιξή του στο Cornell, πραγματοποιήθηκε το πείραμα Lamb–Retherford, όπου μετρήθηκε μια μικρή διαφορά ενέργειας μεταξύ δύο επιπέδων (2S₁/₂ και 2P₁/₂) του ατόμου του υδρογόνου (Lamb shift). Η κβαντική θεωρία της εποχής δεν μπορούσε να εξηγήσει ικανοποιητικά αυτό το φαινόμενο, καθώς παρουσίαζε απειρισμούς (κάτι που οι φυσικοί φοβούνταν ιδιαίτερα) και έπρεπε να αναθεωρηθεί μέσω μιας συχνά χρησιμοποιούμενης τεχνικής, της επανακανονικοποίησης (renormalization).

Τον δρόμο αυτόν ακολούθησαν, βασιζόμενοι σε αρχική εργασία του Bethe, οι Richard Feynman, Sin-Itiro Tomonaga, Julian Schwinger και ο Dyson. Οι τρεις πρώτοι τιμήθηκαν με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1965 «για τη θεμελιώδη εργασία τους στην κβαντική ηλεκτροδυναμική, με βαθιές συνέπειες για τη φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων». Ο Dyson, παρόλο που η συμβολή του ήταν κρίσιμη για τη μαθηματική ολοκλήρωση της θεωρίας, δεν συμπεριλήφθηκε στο βραβείο, τιμήθηκε όμως αργότερα με το Βραβείο Wolf στη Φυσική το 1981.

Ο Dyson ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε συστηματικά τα λεγόμενα διαγράμματα Feynman, δηλαδή διαγράμματα που περιγράφουν τη συμπεριφορά και την αλληλεπίδραση σωματιδίων, κατατάσσοντάς τα ως μια πλήρη φυσική θεωρία. Ο ίδιος είχε πει σχετικά:  

«Δεν έχω εφεύρει τίποτα καινούργιο· μετέφρασα τις ιδέες του Feynman σε μαθηματικά με τρόπο που να μπορεί να τις κατανοήσει ο κόσμος».

Ο J. Robert Oppenheimer αναγνώρισε την ιδιοφυΐα του και τον διόρισε ισόβιο μέλος στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Μελετών (Institute for Advanced Study) στο Πρίνστον, όπου είχαν εργαστεί στο παρελθόν μεγάλες προσωπικότητες όπως ο Albert Einstein και ο John von Neumann. Εκεί παρέμεινε μέχρι το τέλος της καριέρας του, συνεχίζοντας την έρευνα σε διάφορους τομείς.

Σε μια συνέντευξη είχε πει ότι η επιστήμη είναι χρήσιμη για να παραμένουμε ζωντανοί:  

«Είμαι 88 ετών και είμαι ακόμη ζωντανός. Χωρίς την επιστήμη θα ήταν λιγότερο πιθανό να συμβεί αυτό».

Ο Dyson για την ανεξάντλητη δεξαμενή των μαθηματικών

«Ο Gödel απέδειξε ότι ο κόσμος των καθαρών μαθηματικών είναι ανεξάντλητος· κανένα πεπερασμένο σύνολο αξιωμάτων και κανόνων συμπερασμού δεν μπορεί ποτέ να περιλάβει το σύνολο των μαθηματικών· δεδομένου οποιουδήποτε πεπερασμένου συνόλου αξιωμάτων, μπορούμε να βρούμε ουσιώδη μαθηματικά ερωτήματα τα οποία τα αξιώματα αφήνουν αναπάντητα.

Ελπίζω ότι μια ανάλογη κατάσταση υπάρχει και στον φυσικό κόσμο. Εάν η άποψή μου για το μέλλον είναι ορθή, αυτό σημαίνει ότι ο κόσμος της φυσικής και της αστρονομίας είναι επίσης ανεξάντλητος· όσο μακριά κι αν προχωρήσουμε στο μέλλον, πάντα θα συμβαίνουν νέα πράγματα, θα εισρέουν νέες πληροφορίες, θα υπάρχουν νέοι κόσμοι προς εξερεύνηση, ένα διαρκώς επεκτεινόμενο πεδίο ζωής, συνείδησης και μνήμης».

(Freeman Dyson, “Time without End: Physics and Biology in an Open Universe,” Reviews of Modern Physics, 1979)