摘要:儘管他本人在量子電動力學上的早期工作將光子和電子帶入一致性的框架中,可戴森博士不相信超弦或其他任何理論會導向萬有理論,用一組能印在T恤衫上的簡潔公式來統一所有物理學。在他獲得鄧普頓獎後的演講中,戴森博士提出,宇宙受到“最變化多樣的原理”指引,這就保證宇宙以“儘可能有趣”的方式展開。

甘當少數派的弗里曼·戴森

1972年時,在新澤西州普林斯頓高等研究院的弗里曼·戴森(Freeman Dyson)。早期在光與物質的研究上獲得突破後,戴森成爲一位挑戰氣候科學、思索太空探索與核戰爭的作家。

弗里曼·戴森於2020年2月28日(上週五)在新澤西州普林斯頓附近的一家醫院過世,享年96歲。

弗里曼·戴森作爲一位作家和科技預見者而獲得社會名望。他是一位數學天才,在亞原子物理學領域做出令人銘記的成績,後來轉向地球未來的環境、戰爭的道德性之類紊亂棘手的研究主題。

他的女兒米婭·戴森(Mia Dyson)確認了父親的死訊。他的兒子喬治·戴森(George Dyson)說,戴森博士三天前在普林斯頓高等研究院的餐廳裏意外跌倒

高等研究院在新聞發佈稿中稱,高等研究院是“他六十多年裏的學術家園”。

戴森博士自稱爲科學異教徒

1949年,戴森博士尚還是康奈爾大學的一名年輕研究生時,就寫了一篇里程碑式的論文,深化了人類對光與物質如何相互作用的理解,正是這些相互作用生成人類可察覺的世界。部分學界同仁認爲這篇論文值得榮獲諾貝爾獎。

這篇論文所提出的理論被稱爲量子電動力學(quantum electrodynamics),或者簡稱爲QED,被認爲是當代科學的偉大建樹之一。

然而,他是靠着作家和科技預見者的身份獲得社會名望。他想象用核爆炸推進太空飛船,以此探索太陽系,建立遙遠的太空聚居地,用基因工程改進植物,獲得更多營養。

“我的人生開始於55歲時,那一年我出版了自己的第一本書。”他在自己的文集之一《從厄洛斯到蓋亞》(From Eros to Gaia)中如此寫道。那些文章都是戴森擔任高等研究院物理學教授時——對於一位完成學業、但未拿到博士學位的人來說,是個尊貴的職位——寫成的。他說,沒有獲得博士學位反而像是獲得了一枚榮譽勳章。隨着他獲得衆多榮譽學位,併成爲英國皇家學會會士,人們都習慣稱呼他爲戴森博士。

戴森博士自稱爲科學異教徒,告誡人們免受誘惑,莫將數學抽象與終極真理混淆。儘管他本人在量子電動力學上的早期工作將光子和電子帶入一致性的框架中,可戴森博士不相信超弦或其他任何理論會導向萬有理論,用一組能印在T恤衫上的簡潔公式來統一所有物理學。

2000年,戴森博士在他接受鄧普頓宗教促進獎時的演講中引用了弗蘭西斯·培根的名言:“上帝禁止我們給出自己對於世界模式的想象。”

他享受於扮演傳統叛逆者的角色,對人類造成的氣候變化是個危機的共識不屑一顧,稱之爲“部落的團體迷思”(tribal group-thinking),讓科學機構混亂不已。他懷疑氣候模型的真實性,用樂觀的預測激怒各路專家,專家們發現那些預測不太根植於科學,而是基於他的主觀期盼:大氣中過量的碳對植物有益,全球變暖也許阻礙了下一次冰河期。

2009年刊登在《紐約時報》上的一篇對於戴森博士的人物特寫稿中,他的同事及諾貝爾獎得主史蒂文·溫伯格(Steven Weinberg)點評道:“我有種感覺,當共識漸漸形成,就像湖面上的冰變硬一樣時,戴森會竭盡全力鑿開冰面。”

甘當少數派的弗里曼·戴森

2008年時的戴森博士。他想象用核爆炸推進太空飛船,以此探索太陽系,建立遙遠的太空聚居地,用基因工程改進植物營養

戴森博士對數學模型的不信任在早些時候導致他質疑既有的預測,即核戰爭產生的塵屑能遮蔽太陽,引起毀滅性的核冬天。戴森說,他希望這個結果是真的——因爲那樣會增加核戰爭的心理威懾——但他發覺這項理論不具有說服力。

儘管他對於人類能計算像氣候變化的影響這類複雜問題的能力充滿懷疑,可他對我們製造工具的能力充滿信心,進而提出一項技術解決方案:如果二氧化碳水平變得太高,那麼可以種植一些用基因工程改造過的樹木,用森林除去空氣中過量的二氧化碳分子。那樣會解放科學家,讓他們去應對更加迫在眉睫的問題,譬如減少貧困和避免戰事。

他自認爲是一名環保主義者。“我是個會抱着樹保護森林的人,喜愛青蛙和森林。”他在2015年《波士頓郵報》的一篇文章中寫道:“更加緊迫、更加現實的問題被大家忽略,譬如,海洋漁業的過度捕撈、陸地野生生物的棲息地遭到破壞,與此同時,環保活動分子浪費時間和精力在有關氣候變化的爭吵上。”不難看出,戴森是位“少數派”。

他篤信宗教,不過是以離經叛道的方式,相信勤奮工作比神學更加重要。“科學令人激動,因爲它充滿未解的謎題,宗教出於同樣的原因而令人激動。”他接受鄧普頓獎時發言道,“最大的未解謎團就是,人類作爲有意識的生命存在於廣袤宇宙的小小角落的這個謎團。”

戴森生平

弗里曼·約翰·戴森於1923年12月15日出生在英國伯克郡克羅索恩村。他的父親喬治·戴森是位作曲家和指揮家。他的父親在溫切斯特公學教授音樂,而他本人在這所學校讀完高中,隨後進入劍橋大學三一學院,在數學上表現突出。

在他的家庭檔案中,有一部弗里曼8歲時開始創作的未完成小說,內容是關於一次假想的月球探險,旨在觀察一次即將發生的小行星撞擊。(在他人生的晚些時候,他很可能已構思出——起碼是在理論上——一種阻止天體撞擊的方法。)他在孩提時閱讀的書籍除了儒勒·凡爾納(Jules Verne)小說,還包括英國物理學家詹姆斯·金斯(James Jeans)和亞瑟·愛丁頓(Arthur Eddington)的非虛構作品。

戴森遇到戰爭

他尋求一種既能爲戰爭出力又符合他的和平主義者傾向的工作,在1943年休學,爲英國皇家空軍轟炸機司令部充當民間科學家(civilian scientist)。他被要求運用數學知識來制定更有效率的轟炸行動方案。

多年後,在接受物理學家及歷史學者西爾萬·施韋伯(Silvan S. Schweber)的採訪時,他因爲見到自身的道德懦弱而痛苦不已,將自己與“計算如何最經濟地殺人”的納粹官僚相提並論。

二戰時期核裂變研究所開啓的理論前沿讓戴森博士興奮不已,他回到劍橋大學,立志要成爲物理學家。獲得數學學士學位後,他於1947年進入康奈爾大學物理研究生項目,在漢斯·貝特(Hans Bethe,貝特曾經是曼哈頓計劃的負責人)團隊學習。

戴森解開了理論物理學中的一個迫在眉睫的難題

第二年暑假,戴森博士在環美旅行時解開了理論物理學中的一個迫在眉睫的難題。

甘當少數派的弗里曼·戴森

1963年時的戴森博士。他在研究生時期提出的一項量子電動力學理論居於現代科學的偉大成就之列

理查德·費曼(Richard Feynman)當時是康奈爾大學的一位年輕教授,創造出一種新穎的方法來描述電子與光子(以及它們的反物質等價物正電子)的行爲。但另兩位物理學家朱利安·施溫格(Julian Schwinger)和朝永振一郎(Sin-Itiro Tomonaga)早已各自獨立地構思出一種不同的方法。每一種方法似乎都滿足大自然的兩大測試(量子力學與狹義相對論)的要求。但是,哪種方法是正確的呢?

戴森博士坐着灰狗巴士穿越內布拉斯加州時,突然頓悟:這兩種理論在數學上是等價的——只是描述同一件事的不同方式而已,結果就誕生了量子電動力學。費曼稱之爲“物理學的瑰寶——我們最引以爲傲的財富”。

等到戴森博士在1949年發表且公佈細節時,博士學位肯定看起來是多此一舉了。1951年,他被任命爲康奈爾大學物理學教授。他很快意識到,教書不適合他。1953年,他成爲普林斯頓高等研究院學者,在這兒度過他剩餘的職業生涯。

戴森博士並未妒忌費曼、施溫格和朝永振一郎在1965年榮獲諾貝爾獎。“我認爲這幾乎是毫無例外的,假如你想要贏取諾貝爾獎,你應該要長久地集中注意力,掌握某個深刻又重要的問題,潛心研究10年。”他在2009年時告訴《時代》週刊,“但那不是我的風格。”

那麼,他是怎樣的風格?他更喜歡從一個問題快速轉移到另一個問題,同時研究理論問題和實際問題。

在20世紀50年代後期,他爲聖迭戈的通用原子能公司擔任顧問,幫助設計Triga反應堆,用於科學研究和核子醫學。他還爲獵戶座計劃工作,該計劃的目標是用爆炸的核彈驅動龐大的太空飛船,以此探索太陽系。

隨着1963年《部分禁止核試驗條約》的簽署,戴森博士所做的到1970年時抵達土星的夢想被迫休止。他儘管感到失望,卻最終支持這份條約,有時作爲精英科學顧問團體Jason的一員,與美國政府一起商議裁軍和國防事宜。

他的興趣並未侷限於地球表面

他在1960年發表的一篇論文中評述道,任何一個先進文明都會最終擴張到極點,那時就需要太陽系所能提供的所有能量。終極解決方案是建造一個圍繞太陽的殼狀結構——戴森球——捕獲太陽輸出的能量。他在一次思想實驗中估測,人類通過拆解木星,將它的星體重新組裝,也許能實現戴森球。

甘當少數派的弗里曼·戴森

2016年時的戴森博士。他在20世紀70年代起全身心投入到寫作上

與此同時,戴森博士支持更加傳統的太陽能類型,但他提出,搜尋地外智慧生命的天文學家應當要留心被囚錮的太陽所輻射出的熱量。對於人類自身的太空移民努力,他提出了戴森樹概念,讓基因工程改造過的植物在彗星上生長,從而產生人類能呼吸的大氣。

他也繼續做着不那麼具備想象力的工作。他和同事安德魯·萊納德(Andrew Lenard)證明了泡利不相容原理,贏得一瓶香檳。該原理表明,兩個費米子(電子是個例子)不能佔據相同的量子態,這就解釋了物質的穩定性。1965年,戴森博士榮獲丹尼·海涅曼獎(Dannie Heineman Prize),它常常被認爲是物理學領域僅次於諾貝爾物理獎的獎項。

世間的萬事,無論深奧還是平凡,都能激起他的好奇心

在戴森博士的著作之中,有一篇推導出一條描述棒球接縫的數學公式的短小論文,這條公式在他眼中美妙無比。

在20世紀70年代後期,戴森博士全身心投入到寫作上。任何一個對科學有些興趣、懂得鑑賞優雅文字的讀者的書架上很可能放着幾本戴森的著作:

《宇宙波瀾》

(Disturbing the Universe)

《武器與希望》

(Weapons and Hope)

《全方位的無限》

(Infinite in All Directions)

《太陽、基因組與互聯網》

(The Sun, the Genome and the Internet)

他也以另一種方式進入文學世界

他出現在約翰·麥克菲(John McPhee)的小說《結合能曲線》(1974)中,出現在領導獵戶座計劃的核子科學家特德·泰勒(Ted Taylor)的肖像畫中,以及肯尼斯·布勞爾(Kenneth Brower)的《星艦與獨木舟》(1978)中。在一幕讓人難忘的場景中,布勞爾先生描寫戴森博士與兒子喬治的重逢,喬治·戴森摒棄高科技,在加拿大不列顛哥倫比亞省的一座樹屋裏生活,建造出一艘航海用的獨木舟。

戴森博士的頭腦一直“燃燒”到最後

2012年,他時年88歲,還與威廉·普雷斯(William H.Press)合作撰寫一篇關於囚徒困境的論文,那是一個對於瞭解人類行爲和演化本質至關重要的數學概念。

戴森博士九十多歲時仍然擔任政府顧問,內容是關於核反應堆設計和名叫CRISPR的基因編輯新技術。2018年,他年滿95歲,他的著作《模式創造者:書信構成的自傳》(Maker of Patterns: An Autobiography Through Letters)付梓出版。

在他獲得鄧普頓獎後的演講中,戴森博士提出,宇宙受到“最變化多樣的原理”指引,這就保證宇宙以“儘可能有趣”的方式展開。不管它作爲物理學法則有何價值,這條原理極好地形容了戴森博士非凡的一生。

資料來源:

Freeman Dyson, Visionary Technologist, Is Dead at 96

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