فريمان دايسون

بناءً على نصيحة وتوصية جي. آي. تايلور، انتقل دايسون إلى الولايات المتحدة في عام 1947 ضمن برنامج زمالة تابع للكومنولث للحصول على دكتوراه في الفيزياء مع هانز بيته في جامعة كورنيل (1947-1948). تعرّف هناك على ريتشارد فاينمان. أدرك عالم الفيزياء الإنجليزي الناشئ عبقرية الأمريكي المتألق وعمل معه. ثم انتقل إلى معهد الدراسات المتقدمة (1948-1949)، قبل أن يعود إلى إنجلترا (1949-1951)، حيث كان زميلًا باحثًا في جامعة برمنغهام. في عام 1949، أوضح دايسون تكافؤ معادلتين في الكهروديناميكا الكمية (QED): مخططات ريتشارد فاينمان وطريقة المؤثر التي طورها جوليان شفينجر وشينيتشيرو توموناغا. كان دايسون أول شخص يقدّر أهمية مخططات فاينمان بعد مؤلف هذه المخططات، وكانت أطروحته التي كُتبت عام 1948 ونُشرت عام 1949 أول من استخدمها. وقال في تلك الأطروحة إن مخططات فاينمان ليست مجرد أداة حسابية ولكنها نظرية فيزيائية، وطور قواعد للرسوم البيانية حلّت بشكل كامل مشكلة الاستبدال غير المتناهي. قدمت دراسة دايسون ومحاضراته نظريات فاينمان عن الكهروديناميكا الكمية في إطار تمكن علماء الفيزياء الآخرين من فهمه، ما سهّل تقبّل المجتمع الفيزيائي لعمل فاينمان. تمكن دايسون من إقناع جيه. روبرت أوبنهايمر -على وجه الخصوص- بصحّة نظرية فاينمان الجديدة، إذ أقنعه بأنها لا تقل صحة عن نظريات شفينجر وتوموناغا. كافأ أوبنهايمر دايسون بتعيينه مدى الحياة في معهد الدراسات المتقدمة، «لإثباته خطئي»، على حدّ تعبير أوبنهايمر.[16][17][18][19][20]

أيضًا في عام 1949، وفي سياق الأعمال ذات الصلة، اخترع دايسون سلسلة دايسون. ألهمت هذه الأطروحة جون وارد لاستخلاص متطابقة وارد تاكاهاشي الشهيرة.[21]

التحق دايسون بالكلية في كورنيل أستاذًا في الفيزياء في عام 1951، على الرغم من عدم حصوله على الدكتوراه، وحصل على وظيفة دائمة في معهد الدراسات المتقدمة في برينستون، نيو جيرسي عام 1953، ومكث نتيجةً لذلك هناك.[22][23]

عمل دايسون على مشروع أوريون من عام 1957 وحتى عام 1961، إذ اقترح المشروع إمكانية إطلاق رحلة فضائية باستخدام تقنية دفع النبضة النووية. عُرض نموذج أولي باستخدام متفجرات تقليدية، لكن معاهدة الحظر الجزئي للتجارب النووية لعام 1963 -التي شارك دايسون فيها ودعمها- سمحت فقط بتجارب الأسلحة النووية تحت الأرض، ونتيجةً لذلك تم التخلي عن المشروع.[24]

في عام 1958، كان دايسون عضوًا في فريق التصميم التابع لإدوارد تيلر في مفاعل تريغا، وهو مفاعل نووي صغير آمن بطبيعته يُستخدم في جميع أنحاء العالم في المستشفيات والجامعات لإنتاج النظائر المشعة الطبية.[25]

في عام 1966، ظهرت أطروحة ابتكارية من إعداد دايسون، أثبت فيها -بالتعاون مع أندرو لينارد وبشكل مستقل عن إليوت إتش. ليب ووالتر ثرينج- أن مبدأ استبعاد باولي يلعب الدور الرئيس في استقرار المادة السائبة. لذا، لا يُعدّ التنافر الكهرومغناطيسي بين الإلكترونات المدارية ذات الغلاف الخارجي مسؤولًا عن منع كتلتين خشبيتين مكدستين من الاندماج في قطعة واحدة، ولكن مبدأ الاستبعاد المطبق على الإلكترونات والبروتونات هو الذي يولد القوة العمودية العيانية الكلاسيكية. في فيزياء المواد المكثفة، حلل دايسون أيضًا الطور الانتقالي لنموذج إيزينج في بُعد واحد ضمن الموجات اللفّية.

قدّم دايسون أعماله أيضًا في مجموعة متنوعة من المواضيع الرياضية، مثل الطوبولوجيا والتحليل ونظرية الأعداد والمصفوفات العشوائية. زار هيو لويل مونتغومري أحد علماء نظرية الأعداد معهد الدراسات المتقدمة في عام 1973، وكان قد توصل للتو إلى حدسية الارتباط الثنائي فيما يتعلق بتوزيع أصفار دالة زيتا لريمان. عرض مونتغومري معادلته على العالِم الرياضي أتل سيلبرغ، الذي رأى فيها مسألةً مرتبطةً بالفيزياء الرياضية واقترح على مونتغومري أن يعرضها على دايسون، وهذا ما فعله. اعترف دايسون بالمعادلة كدالة الارتباط الزوجي في التجمع الوحدوي الغاوسي، الذي درسه الفيزيائيون على نطاق واسع. هذا يشير إلى احتمالية وجود اتصال غير متوقع بين توزيع الأعداد الأولية (2، 3، 5، 7، 11، ...) ومستويات الطاقة في نوى العناصر الثقيلة مثل اليورانيوم.[26]

عمل دايسون نحو عام 1979 مع معهد تحليل الطاقة في الدراسات المناخية. اعتُبرت هذه المجموعة -تحت إشراف ألفين واينبرغ- رائدةً في تقديم دراسات مناخية متعددة التخصصات، إذ ضمّت مجموعةً ضليعةً في البيولوجيا. خلال سبعينيات القرن الماضي أيضًا، عمل دايسون على دراسات المناخ التي أجرتها مجموعة جاسون الاستشارية المعنية بالشؤون الدفاعية.[26]

تقاعد دايسون من معهد الدراسات المتقدمة في عام 1994. انضم في عام 1998 إلى مجلس إدارة صندوق الطاقة الشمسية الكهربائية. شغل اعتبارًا من عام 2003 منصب رئيس معهد دراسات الفضاء، وهي منظمة للأبحاث الفضائية أسسها جيرارد كي. أونيل، وكان عضوا في مجلس أمنائها اعتبارًا من عام 2013. يُعتبر دايسون عضوًا قديمًا في مجموعة جاسون.[27][28]

فاز دايسون بالعديد من الجوائز العلمية، لكنه لم يحصل على جائزة نوبل. قال ستيفن واينبرج الحاصل على جائزة نوبل في الفيزياء إن لجنة نوبل قد «خدعت» دايسون، وعلّق دايسون نفسه في عام 2009 قائلًا: «أعتقد أنه من الصحيح تقريبًا دون استثناء في حال رغبتك بالفوز بجائزة نوبل، يجب أن تحافظ على فترة اهتمام طويلة، احصل لنفسك على إحدى المشاكل العميقة الهامة ولازمها مدة عشر سنوات. لم يكن ذلك أسلوبي». يُعدّ دايسون من المساهمين المنتظمين في مجلة نيويورك ريفيو أوف بوكس.[26]

في عام 2012، نشر دايسون (مع ويليام إتش. بريس) نتيجة أساسية جديدة حول معضلة السجينين ضمن أعمال الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة.[29]