Φρήμαν Ντάυσον

Ο Φρήμαν Τζων Ντάυσον (Freeman John Dyson, 15 Δεκεμβρίου 1923 – 28 Φεβρουαρίου 2020) ήταν Αγγλοαμερικανός θεωρητικός φυσικός και μαθηματικός, γνωστός για τις μελέτες του στην κβαντική ηλεκτροδυναμική, τη φυσική στερεάς κατάστασης, την αστροφυσική και την πυρηνική μηχανική, και ευρύτερα για τους οραματισμούς του σχετικά με το τεχνολογικό μέλλον της ανθρωπότητας στο Σύμπαν. Υπήρξε επί δεκαετίες ομότιμος καθηγητής στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών του Πρίνστον.

Βιογραφία

Οικογένεια και σπουδές 
Γεννημένος στην κωμόπολη Κρόουθορν του Μπέρκσαϊρ, ο Ντάυσον ήταν γιος του Άγγλου συνθέτη σερ Τζωρτζ Ντάυσον. Η μητέρα του είχε πτυχίο νομικής και μετά τη γέννησή του εργάσθηκε ως κοινωνική λειτουργός. Αν και δεν είναι γνωστή συγγενική σχέση του με τον αστρονόμο των αρχών του 20ού αιώνα Φρανκ Γουότσον Ντάυσον, ως παιδί ο Φρήμαν γνώριζε την ύπαρξή του και άντλησε από τη δημοτικότητα ενός διακεκριμένου αστρονόμου που είχε το επώνυμό του στο να καλλιεργήσει ένα ενδιαφέρον προς τις φυσικές επιστήμες και τα μαθηματικά. Σε ηλικία 5 ετών υπολόγισε τον αριθμό των ατόμων στον Ήλιο. Γενικά στην παιδική του ηλικία είχε δείξει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τους μεγάλους αριθμούς και για το Ηλιακό Σύστημα, ενώ επηρεάστηκε ισχυρά από το βιβλίο Men of Mathematics του Έρικ Τεμπλ Μπελ. Πολιτικά, ο Ντάυσον έλεγε ότι «ανατράφηκε ως σοσιαλιστής».

Από το 1936 έως το 1941 ο Ντάυσον ήταν υπότροφος στο Κολέγιο Γουίντσεστερ, όπου ο πατέρας του ήταν διευθυντής των μουσικών σπουδών. Στις 25 Ιουλίου 1943 εντάχθηκε στον Τομέα Επιχειρησιακών Ερευνών (ORS) της Διοικήσεως Βομβαρδιστικών της Βασιλικής Πολεμικής Αεροπορίας, όπου ανέπτυξε αναλυτικές μεθόδους για τον βομβαρδισμό γερμανικών στόχων κατά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο. Μετά τον πόλεμο, ο Ντάυσον έγινε δεκτός στο Κολέγιο Τρίνιτυ του Κέιμπριτζ, από όπου πήρε πτυχίο στα μαθηματικά.  Από το 1946 ως το 1949 ήταν εταίρος του κολεγίου και το δωμάτιό του βρισκόταν ακριβώς κάτω από αυτό του σημαντικού φιλοσόφου Λούντβιχ Βίτγκενσταϊν, ο οποίος παραιτήθηκε από τη θέση του το 1947. Το 1947 ο Ντάυσον δημοσίευσε δύο ερευνητικές εργασίες στη θεωρία των αριθμών.

Σταδιοδρομία στις ΗΠΑ 
Το 1947 ο Ντάυσον εγκαταστάθηκε στις ΗΠΑ ως υπότροφος της Βρετανικής Κοινοπολιτείας (Commonwealth Fellow) για την απόκτηση διδακτορικού, υπό την επίβλεψη του Χανς Μπέτε στο Πανεπιστήμιο Κορνέλ (1947-1948). Ωστόσο, μέσα σε μία εβδομάδα είχε γνωρίσει τον Φάινμαν. Ο ανήσυχος Βρετανός αναγνώρισε την ιδιοφυΐα του Αμερικανού και τον ακολούθησε όσο το δυνατό συντομότερα. Μετακόμισε στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών του Πρίνστον (1948-1949), προτού επιστρέψει στην Αγγλία (1949-1951), όπου δίδαξε στο Πανεπιστήμιο του Μπέρμιγχαμ.. Δεν πήρε ποτέ διδακτορικό.

Το 1949 ο Ντάυσον απέδειξε την ισοδυναμία των δύο ξέχωρων τότε διατυπώσεων της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής (QED): Τα διαγράμματα του Φάινμαν και τη μέθοδο των τελεστών που είχαν αναπτύξει οι Σουίνγκερ και Τομονάγκα. Υπήρξε ο πρώτος άνθρωπος μετά τον δημιουργό τους που συνειδητοποίησε την αξία των διαγραμμάτων Φάινμαν, και η εργασία του, που δημοσιεύθηκε το 1949, ήταν και η πρώτη που τα χρησιμοποίησε. Σε αυτή ο Ντάυσον έγραφε ότι τα διαγράμματα αυτά δεν ήταν απλώς ένα υπολογιστικό εργαλείο, αλλά μία φυσική θεωρία, και ανέπτυξε κανόνες για αυτά, οι οποίοι επέλυαν τελείως το πρόβλημα της επανακανονικοποίησης. Η δημοσίευση του Ντάυσον και οι διαλέξεις του παρουσίασαν τη θεωρία του Φάινμαν για την QED σε μια μορφή που μπορούσαν να κατανοήσουν οι άλλοι φυσικοί, διευκολύνοντας έτσι την αποδοχή της δουλειάς του Φάινμαν από την επιστημονική κοινότητα. Ειδικότερα ο Ρόμπερτ Οπενχάιμερ πείσθηκε από τον Ντάυσον ότι η νέα θεωρία του Φάινμαν ήταν εξίσου έγκυρη με αυτή των Σουίνγκερ και Τομονάγκα. Ο Οπενχάιμερ αντάμειψε τον Ντάυσον με έναν ισόβιο διορισμό στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών, «γιατί απέδειξε ότι έκανα λάθος», όπως είπε ο ίδιος ο Οπενχάιμερ.

Επίσης το 1949, σε ένα σχετικό δημοσίευμα, ο Ντάυσον επινόησε τη σειρά Dyson. Αυτό ενέπνευσε τον Τζων Γουώρντ (John Clive Ward) στο να φθάσει στην ταυτότητα Ward–Takahashi.

Το 1951 ο Ντάυσον, διορίστηκε καθηγητής της φυσικής στο Κορνέλ, παρά το ότι δεν είχε διδακτορικό, ενώ το 1953 πήρε τη μόνιμη θέση στο Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών, στο Πρίνστον, όπου έζησε περισσότερα από 60 χρόνια, μέχρι τον θάνατό του. Το 1957 έγινε και Αμερικανός πολίτης, αποκηρύσσοντας τη βρετανική υπηκοότητα. Ένας λόγος που έδωσε για αυτό, δεκαετίες αργότερα, είναι ότι τα τέκνα του, που είχαν γεννηθεί στις ΗΠΑ, δεν είχαν αναγνωρισθεί ως Βρετανοί υπήκοοι.

Από το 1957 έως το 1961 εργάσθηκε στο «Πρόγραμμα Ωρίων», που αφορούσε τα διαστημικά ταξίδια με χρήση πυρηνικής ενέργειας (εκρήξεων) ως προωθητικού μέσου. Ωστόσο, η Συνθήκη Μερικής Απαγόρευσης Πυρηνικών Δοκιμών του 1963 (την οποία υποστήριξε ο ίδιος ο Ντάυσον) επέτρεπε μόνο υπόγειες πυρηνικές δοκιμές, οπότε το πρόγραμμα εγκαταλείφθηκε.

Το 1958 ο Ντάυσον ήταν επικεφαλής της ομάδας σχεδιασμού του TRIGA, ενός μικρού και εκ σχεδιασμού ασφαλούς πυρηνικού αντιδραστήρα, ο οποίος χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο, σε νοσοκομεία και αλλού, για την παραγωγή ραδιενεργών ισοτόπων για ιατρικές χρήσεις.

Μια δημοσίευση του Ντάυσον που άνοιξε δρόμους ήρθε το 1966, όταν, μαζί με τον Άντριου Λέναρντ και ανεξάρτητα από τους Λημπ και Τίρινγκ, απέδειξε αυστηρά ότι η Απαγορευτική αρχή του Πάουλι αποτελεί την κυριότερη αιτίας της σταθερότητας της στερεάς ύλης. Με άλλα λόγια, δεν είναι η ηλεκτρομαγνητική άπωση μεταξύ των τροχιακών ηλεκτρονίων της εξώτατης στιβάδας αυτή που αποτρέπει δύο τεμάχια ξύλου που αφήνονται το ένα πάνω στο άλλο να συγχωνευθούν σε ένα ενιαίο κομμάτι, αλλά η απαγορευτική αρχή στην οποία υπακούουν τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια, που γεννά την κλασική μακροσκοπική δύναμη κάθετης αντιστάσεως. Στη φυσική συμπυκνωμένης ύλης ο Ντάυσον ανέλυσε επίσης την αλλαγή φάσεως στο πρότυπο του Ising στη μία διάσταση και τα κύματα σπιν.

Στα καθαυτό μαθηματικά ο Ντάυσον ερεύνησε ποικιλία θεμάτων στην τοπολογία, στην ανάλυση, στη θεωρία των αριθμών και στους τυχαίους πίνακες.

Περί το 1979 ο Ντάυσον συνεργάσθηκε με το Ινστιτούτο για την Ενεργειακή Ανάλυση σε μελέτες του κλίματος. Αυτή η ομάδα, υπό τη διεύθυνση του Άλβιν Γουάινμπεργκ, πρωτοπόρησε στις διεπιστημονικές μελέτες του κλίματος. Την ίδια δεκαετία, εργάσθηκε και σε κλιματολογικές έρευνες της συμβουλευτικής ομάδας JASON, μέλος της οποίας υπήρξε επί πολλά χρόνια.

Ο Ντάυσον απεχώρησε από το Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών το 1994. Το 1998 ο Ντάυσον έγινε μέλος του Δ.Σ. της οργανώσεως Solar Electric Light Fund. Υπήρξε επίσης πρόεδρος του Ινστιτούτου Διαστημικών Μελετών, οργανισμού που ίδρυσε ο Τζέραρντ Ο'Νηλ.

Ο Ντάυσον κέρδισε πολλά επιστημονικά βραβεία, αλλά ποτέ Βραβείο Νόμπελ. Ο τιμημένος με Νόμπελ Φυσικής Στήβεν Γουάινμπεργκ έχει πει ότι η επιτροπή των Νόμπελ είχε «γδάρει» τον Ντάυσον, αλλά ο ίδιος σχολίασε το 2009: «Νομίζω ότι είναι σχεδόν η πραγματικότητα χωρίς εξαιρέσεις ότι, αν θέλεις να κερδίσεις το Νόμπελ, θα πρέπει να έχεις μεγάλο διάστημα εστιάσεως προσοχής, να πιάσεις κάποιο βαθύ και σημαντικό πρόβλημα, και να ασχοληθείς μαζί του για δέκα χρόνια. Αυτό δεν ήταν το στιλ μου.» Ο Ντάυσον συνεισφέρει τακτικά στη The New York Review of Books.

Το 2012 δημοσίευσε με τον Γουίλιαμ Πρες (William H. Press) ένα θεμελιώδες νέο αποτέλεσμα για το Δίλημμα του φυλακισμένου στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.

Προσωπική ζωή και θάνατος 
Την πρώτη του σύζυγο, την Ελβετίδα μαθηματικό Βερίνα Χούμπερ-Ντάισον (1923-2016), απόφοιτο της Γερμανικής Σχολής Αθηνών, ο Ντάυσον τη νυμφεύθηκε στις 11 Αυγούστου 1950 στο Ανν Άρμπορ και απέκτησαν μαζί δύο τέκνα: την επιχειρηματία Έστερ Ντάυσον και τον ιστορικό της τεχνολογίας Τζωρτζ Ντάυσον. Το 1958 πήραν διαζύγιο και ο Ντάυσον νυμφεύθηκε τη δρομέα Ίμε Γιανγκ (Imme Jung), νικήτρια σε αγώνες στίβου βετεράνων αθλητών, και μαζί απέκτησαν 4 ακόμα τέκνα: τις Ντόροθυ, Μία, Ρεμπέκα και Έμιλυ.

Η μεγαλύτερη κόρη του Ντάυσον, η Έστερ, έχει αποκληθεί «η γυναίκα με τη μεγαλύτερη επίδραση στον κόσμο των υπολογιστών».

Ο Φρήμαν Ντάυσον απεβίωσε σε νοσοκομείο κοντά στο Πρίνστον σε ηλικία 96 ετών από επιπλοκές που ακολούθησαν μία πτώση.

Χαρακτήρας
Οι φίλοι και συνάδελφοί του περιγράφουν τον Ντάυσον ως ντροπαλό και ταπεινόφρονα, με μια πλευρά αντιλογίας την οποία οι φίλοι του έβρισκαν αναζωογονητική και οι διανοητικοί του αντίπαλοι απελπιστική. «Η αίσθησή μου είναι πως, όταν σχηματίζεται συναίνεση σε ένα θέμα, όπως ο πάγος στην επιφάνεια μιας λίμνης, ο Ντάυσον θα κάνει ό,τι μπορεί για να πελεκήσει τον πάγο», είχε πει ο Στήβεν Γουάινμπεργκ. Ο νευρολόγος και συγγραφέας Όλιβερ Σακς είπε: «Μια αγαπημένη λέξη του Φρήμαν για την έρευνα και τη δημιουργικότητα είναι το ανατρεπτικός. Αισθάνεται πως είναι μάλλον σημαντικό όχι μόνο να μην είσαι ορθόδοξος, αλλά να είσαι και ανατρεπτικός, και το έχει κάνει αυτό σε όλη του τη ζωή.» Στο βιβλίο του Η περί Θεού αυταπάτη (2006) ο βιολόγος Ρίτσαρντ Ντόκινς επικρίνει τον Ντάυσον επειδή αποδέχθηκε το θρησκευτικό Βραβείο Τέμπλετον το 2000: «Θα θεωρείτο ως μια υιοθέτηση της θρησκείας από έναν εκ των πλέον διακεκριμένων φυσικών του κόσμου.» Ωστόσο, ο Ντάυσον είχε διακηρύξει το 2000 ότι είναι Χριστιανός, που δεν ανήκει σε κάποια συγκεκριμένη Εκκλησία, και είχε διαφωνήσει με τον Ντόκινς σε αρκετές περιπτώσεις, όπως όταν επέκρινε την κατανόηση του τελευταίου για τη θεωρία της εξέλιξης.

Τιμητικές διακρίσεις 
 Εκλογή του ως εταίρου της Βασιλικής Εταιρείας (FRS) το 1952.
 Μετάλλιο Λόρεντζ το 1966
 Μετάλλιο Μαξ Πλανκ το 1969
 Βραβείο στη Μνήμη του Τζ. Ρόμπερτ Οπενχάιμερ το 1970
 Βραβείο Χάρβεϋ το 1977
 Διαλέξεις Γκίφορντ στο Πανεπιστήμιο του Αμπερντήν (1984–1985), που απέδωσαν το βιβλίο του Infinite In All Directions (= `Απειρο προς όλες τις διευθύνσεις).
 Επίτιμος εταίρος του Κολεγίου Τρίνιτυ του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, το 1989
 Βραβείο Ενρίκο Φέρμι του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, το 1993
 Βραβείο Λιούις Τόμας για το έργο του ως επιστημονικού συγγραφέα το 1996
 Βραβείο Τέμπλετον το 2000
 Βραβείο Τεχνολογίας του Telluride Tech Festival το 2003

Ιδέες

Βιοτεχνολογία και γενετική μηχανική 

Ο Ντάυσον παραδεχόταν ευχαρίστως ότι είχε τόσο επιτυχίες, όσο και αποτυχίες στις προβλέψεις του για το μέλλον, αλλά «είναι καλύτερο να αστοχήσεις, παρά να είσαι ασαφής».

«Για να ανταποκριθεί στις υλικές ανάγκες του κόσμου, η τεχνολογία δεν αρκεί να είναι όμορφη, αλλά πρέπει να είναι και φθηνή.»

Η προέλευση της ζωής
Ο Ντάυσον προτιμούσε την άποψη της διπλής προελεύσεως: Η ζωή πρώτα εμφανίσθηκε ως κύτταρα, μετά σχημάτισε ένζυμα και τελικά, αρκετά αργότερα, τα γονίδια. Αυτή η ιδέα προτάθηκε αρχικώς από τον Ρώσο Αλεξάντρ Οπάριν. Ο Τζ. Μπ. Σ. Χαλντέιν ανέπτυξε την ίδια θεωρία ανεξάρτητα. Ο Ντάυσον απλούστευσε τα πράγματα, λέγοντας ότι η ζωή εξελίχθηκε σε δύο στάδια, που απείχαν πολύ χρονικά μεταξύ τους. Θεωρεί πολύ απίθανο να μπόρεσαν να αναπτυχθούν πλήρη γονίδια σε μια διαδικασία, εξαιτίας της βιοχημείας. Προτείνει ότι σε ένα πρωτόγονο κύτταρο με την παρουσία των ATP and AMP, το DNA σχηματίσθηκε για πρώτη φορά τυχαία, εξαιτίας της ομοιότητάς του με τα παραπάνω μόρια. Τα σύγχρονα κύτταρα περιέχουν ATP και AMP, ενώσεις που μοιάζουν πολύ μεταξύ τους, αλλά επιτελούν πολύ διαφορετικές λειτουργίες: Η ATP μεταφέρει ενέργεια σε όλο το κύτταρο, ενώ η AMP είναι μέρος του RNA και του γενετικού εξοπλισμού. Ο Ντάυσον πρότεινε ότι σε ένα πρωτόγονο κύτταρο που περιείχε τις ATP και AMP, το RNA και η αναπαραγωγή εμφανίσθηκαν τυχαία, με την εκτέλεση του πειράματος του Eigen.

Δυστυχώς δεν υπάρχει ευθεία απόδειξη για κάτι τέτοιο. Τα πρώτα κύτταρα στην ιστορία ήταν ίσως απλώς σταγόνες νερού, που συγκρατούνταν από την επιφανειακή τάση και ήταν γεμάτες με ένζυμα και χημικές αντιδράσεις, με έναν πρωτόγονο τρόπο αναπτύξεως ή αναπαραγωγής: όταν μια σταγόνα μεγάλωνε υπερβολικά, χωριζόταν σε δύο σταγόνες. Πολλά πολύπλοκα μόρια σχηματίστηκαν σε αυτές τις «μικρές οικονομίες» και η πιθανότητα ότι τα γονίδια πρωτοεμφανίσθηκαν  μέσα τους θα ήταν πολύ μεγαλύτερη από ό,τι στο προβιωτικό περιβάλλον.

Σφαίρα Ντάυσον

Το 1960 ο Ντάυσον έγραψε μια σύντομη δημοσίευση στο περιοδικό Science με τίτλο «Search for Artificial Stellar Sources of Infrared Radiation» («Αναζήτηση τεχνητών αστρικών πηγών υπέρυθρης ακτινοβολίας»). Σε αυτή διατύπωνε την υπόθεση ότι ένας τεχνολογικά προηγμένος εξωγήινος πολιτισμός ίσως να περιβάλει τον αστέρα του πλανητικού του συστήματος με τεχνητές δομές προκειμένου να μεγιστοποιήσει τη σύλληψη της διαθέσιμης αστρικής ενέργειας. Τελικώς, ο πολιτισμός θα περιέβαλλε τελείως τον αστέρα, συλλαμβάνοντας σχεδόν όλη την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του με μήκη κύματος από το ορατό φως και κάτω, και ακτινοβολώντας θερμότητα προς τα έξω ως θερμική υπέρυθρη ακτινοβολία. Για τον λόγο αυτό, μία μέθοδος για την αναζήτηση εξωγήινης νοημοσύνης θα ήταν η αναζήτηση εκτεταμένων σωμάτων-πηγών υπερύθρου.

Ο Ντάυσον σκέφθηκε αυτές τις δομές ως σμήνη διαστημικών αποικιών στο μέγεθος αστεροειδούς, αν και οι συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας προτιμούν μια συμπαγή δομή. Σε κάθε περίπτωση, αυτό αποκαλείται συχνά «σφαίρα Ντάυσον, παρά το ότι ο ίδιος ο Ντάυσον προτιμούσε τον όρο «κέλυφος». Ο Ντάυσον ανέφερε ότι ο όρος «τεχνητή βιόσφαιρα» στη δημοσίευση υπονοούσε τόπο κατοικίας ζωικών ειδών και όχι σχήμα. Η γενική έννοια ενός τέτοιου ενεργειακού κελύφους είχε ωστόσο διατυπωθεί δεκαετίες νωρίτερα από τον συγγραφέα Όλαφ Στάπλεντον στο μυθιστόρημά του Star Maker, το οποίο έχει αναφέρει ο Ντάυσον δημόσια ως πηγή του.

Δένδρο Ντάυσον

Ο Ντάυσον είχε επίσης προτείνει τη δημιουργία ενός δένδρου Ντάυσον, ενός γενετικώς τροποποιημένου φυτού ικανού να φύεται πάνω σε έναν κομήτη. Πρότεινε ότι οι κομήτες μπορούν να τροποποιηθούν ώστε να περιέχουν κοιλότητες γεμάτες με αναπνεύσιμη ατμόσφαιρα, παρέχοντας έτσι αυτοδύναμες αποικίες για την ανθρωπότητα στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα:

Διαστημικές αποικίες

Ο Ντάυσον ενδιαφερόταν για τα διαστημικά ταξίδια από την παιδική του ηλικία, διαβάζοντας κλασικά έργα επιστημονικής φαντασίας. Νέος ακόμα, εργάσθηκε για την εταιρεία General Atomics στο Πρόγραμμα Ωρίων. Είχε την ελπίδα ότι αυτό το πρόγραμμα θα είχε μεταφέρει ανθρώπους στον πλανήτη Άρη μέχρι το 1965 και στον Κρόνο μέχρι το 1970. Διαφωνούσε με τον τρόπο με τον οποίο διεξάγει το κράτος τα διαστημικά ταξίδια τα τελευταία 25 χρόνια:

Ακόμα έλπιζε για φθηνά διαστημικά ταξίδια, αλλά περίμενε προς το τέλος της ζωής του ότι ιδιώτες θα αναπτύξουν κάτι νέο και φθηνό.

Ο Ντάυσον είχε επίσης προτείνει τη χρήση βιολογικής μηχανικής για αποικίες στη Ζώνη του Κάιπερ, στο εξωτερικό μέρος του Ηλιακού μας Συστήματος. Πρότεινε τη μέθοδο των «δέντρων του Ντάυσον» (βλ. παραπάνω). Οι αποικίες θα μπορούσαν τότε να θερμαίνονται από μεγάλα ανακλαστικά φύλλα των φυτών, που θα μπορούσαν να εστιάζουν το λιγοστό μακρινό ηλιόφως πάνω στην αποικία.

Εξερεύνηση του διαστήματος

Μια ακόμα πιο ευφάνταστη πρόταση του Ντάυσον, ένα νοητικό πείραμα για το μέλλον που αναφέρεται στο βιβλίο του Disturbing the Universe (1979), ήταν τα λεγόμενα «αστροκοτόπουλα» (astrochickens), μικρά αυτοαναπαραγόμενα αυτόματα που θα μπορούσαν να εξερευνήσουν το διάστημα αποτελεσματικότερα από ένα επανδρωμένο διαστημόπλοιο. Η γενική ιδέα, όπως ανέφερε, προέρχεται από τον μαθηματικό Τζον φον Νόιμαν. Το κάθε αστροκοτόπουλο θα είναι ένα μίνι-διαστημόπλοιο με μάζα 1 χιλιόγραμμο περίπου, ένα δημιούργημα με βιολογικά και μικροηλεκτρονικά μέρη, που θα διαθέτει τεχνητή νοημοσύνη. Θα μπορούσαν να εκτοξευθούν σε μεγάλους αριθμούς και να αναπτύξουν μεγάλες ταχύτητες με μικρά ποσά ενέργειας, εξαιτίας της μικρής τους μάζας.

Μετασχηματισμός του Dyson
Ο Ντάυσον είχε έργο και στα καθαρά μαθηματικά. Η έννοια του «μετασχηματισμού του Dyson» στην προσθετική θεωρία των αριθμών οδήγησε σε ένα από τα σημαντικότερα λήμματα του θεωρήματος του Ολιβιέ Ραμαρέ ότι κάθε άρτιος ακέραιος αριθμός μπορεί να γραφεί ως άθροισμα το πολύ έξι πρώτων αριθμών.

Σειρά Dyson
Η Σειρά Dyson, η λύση μιας εκπεφρασμένα χρονοεξαρτώμενης εξισώσεως Σρέντινγκερ με διαδοχικές προσεγγίσεις, και ο αντίστοιχος τελεστής (Dyson time-ordering operator)  , μια μεγάλης σημασίας έννοια στη μαθηματική θεμελίωση της κβαντομηχανικής, είναι επίσης ονομασμένες από τον Φρήμαν Ντάυσον.

Κβαντομηχανική και πρώτοι αριθμοί
Ο Ντάυσον και ο Χιου Λόουελ Μοντγκόμερυ ανεκάλυψαν μαζί μια συναρπαστική σύνδεση ανάμεσα στην κβαντομηχανική και στην «εικασία συσχετισμού ζευγών του Montgomery» για τις μηδενικές τιμές της συναρτήσεως ζ. Οι πρώτοι αριθμοί περιγράφονται από την ζ και ο Ντάυσον είχε πρωτύτερα αναπτύξει μία περιγραφή της κβαντομηχανικής βασισμένη σε πίνακες m επί m τυχαίων αριθμών. Η ανακάλυψη των Μοντγκόμερυ και Ντάυσον ήταν ότι οι ιδιοτιμές αυτών των πινάκων απέχουν η μία από την άλλη κατά αποστάσεις που αντανακλούν ακριβώς τον τρόπο που είκασε ο Μοντγκόμερυ για τους μη τετριμμένους μηδενισμούς της ζ. Ο Andrew Odlyzko έχει επαληθεύσει την ισχύ της εικασίας για μεγάλο εύρος τιμών με υπολογιστή, χρησιμοποιώντας τον δικό του αλγόριθμο (Odlyzko–Schönhage) για να υπολογίσει πολλούς μηδενισμούς. Ο Ντάυσον ανεγνώρισε αυτή τη σύνδεση εξαιτίας μιας ερωτήσεως στη θεωρία των αριθμών που του έθεσε ο Μοντγκόμερυ. Ο Ντάυσον είχε δημοσιεύσει αποτελέσματα στη θεωρία των αριθμών όταν ήταν στο Κέιμπριτζ, οπότε ήταν σε θέση να καταλάβει την ερώτηση. Αν ο Μοντγκόμερυ δεν είχε επισκεφθεί το Ινστιτούτο Προχωρημένων Σπουδών εκείνη την εβδομάδα, αυτή η σύνδεση ίσως να μην είχε ανακαλυφθεί. Στη φύση υπάρχουν μονοδιάστατοι, διδιάστατοι και τριδιάστατοι ημικρύσταλλοι. Οι μαθηματικοί ορίζουν τον ημικρύσταλλο ως ένα σύνολο διακριτών σημείων του οποίου ο μετασχηματισμός Φουριέ είναι επίσης ένα σύνολο διακριτών σημείων. Ο Odlyzko πραγματοποίησε εκτεταμένους υπολογισμούς του μετασχηματισμού Φουριέ των μη τετριμμένων μηδενισμών της συναρτήσεως ζ, και φαίνεται να σχηματίζουν έναν μονοδιάστατο ημικρύσταλλο. Αυτό θα ήταν στην πραγματικότητα συνέπεια της υποθέσεως Ρίμαν.

Απόψεις

Μεταφυσική
Ο Ντάυσον είχε προτείνει ένα είδος κοσμικής μεταφυσικής του νου. Στο βιβλίο του Infinite in All Directions (1988) γράφει για τρία επίπεδα νου: «Το Σύμπαν περιέχει ενδείξεις νοητικών λειτουργιών σε τρία επίπεδα. Το πρώτο επίπεδο είναι το επίπεδο των στοιχειωδών φυσικών διεργασιών στην κβαντομηχανική. Η ύλη στην κβαντομηχανική [...] κάνει συνεχώς επιλογές ανάμεσα σε εναλλακτικές δυνατότητες σύμφωνα με πιθανοκρατικούς νόμους. [...] Το δεύτερο επίπεδο στο οποίο ανιχνεύουμε νοητικές λειτουργίες είναι το επίπεδο της άμεσης ανθρώπινης εμπειρίας. [...] Είναι λογικό να πιστέψουμε στην ύπαρξη ενός τρίτου επιπέδου νου, μιας νοητικής συνιστώσας του Σύμπαντος. Αν πιστέψουμε σε αυτή τη νοητική συνιστώσα και την αποκαλέσουμε «Θεό», τότε μπορούμε να πούμε ότι είμαστε μικρά κομματάκια της νοητικής σκευής του Θεού.» (σελ. 297).

Κλιματική αλλαγή
Ο Ντάυσον συμφωνούσε ότι υπάρχει ανθρωπογενής υπερθέρμανση του πλανήτη, έχοντας γράψει ότι: «[μία] από τις κύριες αιτίες της επιπλέον θερμάνσεως είναι η αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα λόγω της καύσεως από εμάς ορυκτών καυσίμων, όπως το πετρέλαιο, το κάρβουνο και το φυσικό αέριο.» Ωστόσο, πίστευε ότι τα υπάρχοντα μοντέλα προσομοιώσεων του κλίματος δεν περιλαμβάνουν μερικούς σημαντικούς παράγοντες και επομένως τα αποτελέσματα θα περιέχουν υπερβολικό σφάλμα για να προβλέπουν αξιόπιστα μελλοντικές τάσεις:

και το 2009:

Ο Ντάυσον ήταν ανάμεσα σε αυτούς που υπέγραψαν γράμμα προς τον ΟΗΕ επικρίνοντας την IPCC, ενώ έχει επιχειρηματολογήσει και ενάντια στον εξοστρακισμό των επιστημόνων με διαφορετικές απόψεις από την κυρίαρχη, δηλώνοντας ότι οι «αιρετικοί» έχουν ιστορικά αποτελέσει σημαντική κινητήρια δύναμη της επιστημονικής προόδου: «Οι αιρετικοί που αμφισβητούν τα δόγματα χρειάζονται... ... Είμαι υπερήφανος που είμαι αιρετικός. Ο κόσμος πάντοτε χρειάζεται αιρετικούς για να προκαλούν τις κυριαρχούσες ορθοδοξίες.»

Ο Ντάυσον είχε υποστηρίξει ότι οι πολιτικές προσπάθειες για τη μείωση των αιτίων της κλιματικής αλλαγής αποσπούν την προσοχή από άλλα παγκόσμια προβλήματα, που θα έπρεπε να είχαν προτεραιότητα:

Από τότε που πρωτοενδιαφέρθηκε για τις κλιματολογικές μελέτες (δεκαετία του 1970), ο Ντάυσον υπεστήριζε ότι τα επίπεδα του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα θα μπορούσαν να ελεγχθούν με τη φύτευση δένδρων ταχείας αναπτύξεως. Υπολογίζει ότι θα χρειάζονταν ένα τρισεκατομμύριο δένδρα για να απορροφήσουν το αέριο από την ατμόσφαιρα.

Σε συνέντευξή του το 2014, είχε δηλώσει ότι «αυτό για το οποίο έχω πεισθεί είναι ότι δεν κατανοούμε το κλίμα...  Θα χρειασθεί πολλή και πολύ σκληρή δουλειά προτού αυτό το ζήτημα επιλυθεί.»

Πυρηνικός χειμώνας
Στο Infinite in All Directions ο Ντάυσον επεφύλαξε κάποιες επικρίσεις στα τότε μοντέλα που προέβλεπαν παγκόσμια καταστροφικό πυρηνικό χειμώνα σε περίπτωση πυρηνικού πολέμου μεγάλης κλίμακας:

Πόλεμος και όπλα
Μόλις άκουσε τα νέα του βομβαρδισμού της Χιροσίμα ο Ντάυσον:

Το 1967, με την ιδιότητά του ως στρατιωτικού συμβούλου, ο Ντάυσον έγραψε ένα επιδραστικό κείμενο επί του θέματος της δυνατότητας χρήσεως από τις ΗΠΑ τακτικών πυρηνικών όπλων στον Πόλεμο του Βιετνάμ. Μόλις κάποιος στρατηγός είπε σε μια συνάντηση «Νομίζω ότι θα ήταν καλή ιδέα να πετάμε μια ατομική βόμβα κάπου-κάπου, έτσι, απλώς για να κρατάμε την άλλη πλευρά στο να μαντεύει...», ο Ντάυσον ζήτησε και πήρε την άδεια να γράψει μια αντικειμενική αναφορά για τα υπέρ και τα κατά της χρήσεως τέτοιων όπλων από καθαρώς στρατιωτικής πλευράς (Tactical Nuclear Weapons in Southeast Asia). Αυτή ήταν τόσο αντικειμενική, ώστε αμφότερες οι πλευρές της διχογνωμίας άντλησαν τα επιχειρήματά τους από αυτή. Κατά τον Ντάυσον, η αναφορά απέδειξε ότι, ακόμα και από στενά στρατιωτικής απόψεως, οι ΗΠΑ θα ήταν καλύτερο να μη χρησιμοποιήσουν πυρηνικά όπλα. Ο Ντάυσον δήλωσε στο Dick Cavett show ότι η χρήση τους ήταν κακή ιδέα τότε επειδή «οι στόχοι μας ήταν μεγάλοι, ενώ οι δικοί τους ήταν πολλοί και μικροί» (η μη δηλωθείσα εκτίμησή του ήταν ότι οι Σοβιετικοί θα ανταπαντούσαν προμηθεύοντας τακτικά πυρηνικά στην άλλη πλευρά).

Ο Ντάυσον ήταν αντίθετος στον Πόλεμο του Βιετνάμ, στον Πόλεμο του Κόλπου και στην εισβολή στο Ιράκ (2003). Υπεστήριξε τον Μπαράκ Ομπάμα στην προεδρική εκλογή του 2008 και οι The New York Times τον είχαν περιγράψει ως πολιτικά φιλελεύθερο, Υπήρξε ένας από τους 29 κορυφαίους Αμερικανούς επιστήμονες που έγραψαν μία ισχυρά υποστηρικτική ανοικτή επιστολή προς τον Ομπάμα σχετικά με την πυρηνική συμφωνία του με το Ιράν το 2015.

Ο ρόλος της αποτυχίας

Επιστήμη και θρησκεία
Ο Ντάυσον ήταν ένας Χριστιανός που δεν ανήκε σε συγκεκριμένη «Εκκλησία», έχοντας παρακολουθήσει διάφορες, από την Πρεσβυτεριανή μέχρι τη Ρωμαιοκαθολική. Σχετικά με τα δογματικά ή τα χριστολογικά ζητήματα, είχε δηλώσει: «Δεν είμαι ούτε άγιος, ούτε θεολόγος. Για εμένα, τα καλά έργα είναι σημαντικότερα από τη θεολογία.»

Ο Ντάυσον διαφωνούσε μερικώς με το περίφημο σχόλιο του φυσικού Στήβεν Γουάινμπεργκ ότι «Με ή χωρίς θρησκεία, οι καλοί άνθρωποι μπορεί να συμπεριφέρονται καλά και οι κακοί άνθρωποι μπορεί να κάνουν το κακό. Αλλά για να κάνουν το κακό οι καλοί άνθρωποι, είναι απαραίτητη η θρησκεία.»

Αν και ο Ντάυσον είχε δηλώσει ότι είναι Χριστιανός, χαρακτήριζε τον εαυτό του αγνωστικιστή ως προς ειδικότερα ζητήματα της πίστεώς του. Για παράδειγμα, το παρακάτω είναι απόσπασμα από την κριτική του βιβλίου The God of Hope and the End of the World του Τζων Πόλκινγκχορν από τον Ντάυσον:

Εργογραφία

Βιβλία
 Symmetry Groups in Nuclear and Particle Physics, 1966
 Interstellar Transport, εκδ. Physics Today, 1968
 Disturbing the Universe, 1979, ISBN 0-06-011108-9.  Παρουσίαση
 Weapons and Hope, 1984 (κέρδισε το Βραβείο του National Book Critics Circle). Παρουσίαση
 Origins of Life, 1986, β΄έκδ. 1999. Παρουσίαση
 Infinite in All Directions, 1988, ISBN 0-14-014482-X. Παρουσίαση
 From Eros to Gaia, 1992
 Selected Papers of Freeman Dyson (επιλεγμένα έργα μέχρι το 1990), έκδ. American Mathematical Society, 1996.
 Imagined Worlds, Harvard University Press 1997, ISBN 978-0-674-53908-2.  Παρουσίαση
 The Sun, the Genome and the Internet, 1999.  Review
 L'mportanza di essere imprevedibile, Di Renzo Editore, 2003
 The Scientist as Rebel, 2006. Παρουσίαση
 Advanced Quantum Mechanics, World Scientific, 2007, ISBN 978-981-270-661-4.  Δωρεάν διαθέσιμο στο: arXiv:quant-ph/0608140 (οι σημειώσεις των διαλέξεων του Ντάυσον στο Κορνέλ το 1951, σε μεταγραφή του David Derbes)
 A Many-Colored Glass: Reflections on the Place of Life in the Universe, University of Virginia Press, 2007. Παρουσίαση
 Birds and Frogs: Selected Papers, 1990-2014, World Scientific Publishing Company, 2015

Άρθρα
 "By the Book", New York Times Sunday Book Review, 16 Απριλίου 2015
 "Birds and Frogs" – Notices of the American Mathematical Society, 2009

Συμμετοχή σε ντοκιμαντέρ
 To Mars by A-Bomb: The Secret History of Project Orion
 History Undercover: Code Name Project Orion
 The Oakes
 Atomic Dream
 2001: The Science of Futures Past
 Cool It
 Nuclear Dynamite
 Gaia Symphony III
 The Spaceship & Canoe
 The Day After Trinity

Παραπομπές

Βιβλιογραφία
 Brower, Kenneth: The Starship and the Canoe, Holt, Rinehart & Winston (1978)
 Schewe, Phillip F.: Maverick Genius: The Pioneering Odyssey of Freeman Dyson, St. Martin's Griffin (2014), ISBN 978-1250042569

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

 Επίσημος ιστότοπος

Από τον Ντάυσον
 Freeman Dyson στη New York Review of Books
 Ομιλία στη βράβευσή του με το Βραβείο Templeton (2000)
 Imagined Worlds του Freeman Dyson, 1996: Κεφάλαιο 1
 Συνέντευξη με θέμα τα αδύναμα κλιματικά μοντέλα
 Ραδιοφωνική συνέντευξη στην εκπομπή του Lewis Burke Frumkes το 2009
 Συνέντευξη στη Suzan Mazur (2012)
 "Pushing the Boundaries - A Conversation with Freeman Dyson" , Ideas Roadshow, 2014

Για τον Ντάυσον
 "The Civil Heretic", προφίλ στο New York Times Magazine από τον Nicholas Dawidoff, 25 Μαρτίου 2009
 «Freeman Dyson wins $1m religion prize», BBC News, 9 Μαΐου 2000
 «Freeman Dyson's Brain», συνέντευξη στον Στιούαρτ Μπραντ στο περιοδικό Wired, 1998
 Συνέντευξη «Oral History»  στις 17 Δεκεμβρίου 1986, Αμερικανικό Ινστιτούτο Φυσικής, Niels Bohr Library & Archives
  Συνέντευξη στο Atomic Heritage Foundation το 2008
 
 Στις διαλέξεις TED
 Βιβλία του στο Goodreads

Άγγλοι μαθηματικοί
Αμερικανοί μαθηματικοί
Πυρηνικοί φυσικοί
Άγγλοι φυσικοί
Αμερικανοί φυσικοί
Μέλη της Ακαδημίας Επιστημών (Γαλλία)
Μελλοντολόγοι
Αγγλοαμερικανοί
Αμερικανοί συγγραφείς
Απόφοιτοι του Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ
Εταίροι της Βασιλικής Εταιρείας
Μέλη της Βαυαρικής Ακαδημίας Επιστημών