מאה שנה להולדתו של הפיזיקאי והמתמטיקאי פרימן דייסון, שאומנם מוכר לרבים בעיקר בשל רעיון הנדסי מזהיר שקרוי על שמו, אך לאורך חייו הארוכים הותיר חותם בל-יימחה בתחומים רבים של המדע
המסלול האקדמי של חוקרים ומדענים הוא בדרך כלל מסודר מאוד ובנוי בצורה היררכית: תואר ראשון מוביל לתואר שני, ואחריהם דוקטורט, פוסט דוקטורט והתקדמות בסולם הדרגות למרצה בכיר, פרופסור חבר ופרופסור מן המניין. בדרך כלל לא יעלה על הדעת לדלג על שלבים. אלא אם כן מדובר בגאון נדיר במיוחד. אדם כזה היה הפיזיקאי והמתמטיקאי הבריטי-אמריקאי פרימן דייסון (Dyson), שנולד לפני מאה שנים בדיוק, ב-15 בדצמבר 1923. סיפור חייו משלב בתוכו רבים מגדולי המדע של המאה ה-20, לצד מאבק נלהב, גם אם לפעמים שגוי, נגד הממסד המדעי באחרית ימיו.
בתחילת העשור השני של המאה ה-20 התפתחה חברות עמוקה בין המוזיקאי וחוקר המוזיקה הבריטי ג'ורג' דייסון (Dyson) לעמיתו לסגל מכללת וולינגטון פרימן אטקי (Atkey). אך אז פרצה מלחמת העולם הראשונה, ואטקי התגייס לצבא ונפל במלחמת השוחות האכזרית באירופה. דייסון השבור חלק את האבל הכבד עם אחותו של אטקי, מילדרד, והשניים העניקו זה לזו נחמה בשעת צערם. החברות הפכה לאהבה וכעבור זמן לא רב, הם נישאו והביאו לעולם שני ילדים: אליס הבכורה, ופרימן ג'ון הצעיר – שנקרא כמובן על שם דודו המנוח.
הילדים זכו לחינוך מצוין במשפחה אמידה ומבוססת בעיר וינצ'סטר, שם לימד האב מוזיקה במכללה המקומית. כבר בגיל 5 הראה פרימן כישורים בולטים בלימודי קרוא וכתוב ובחשבון; בגיל 9 הוא נשלח לפנימיית טוויפורד (Twyford), לא הרחק מבית הוריו, וכעבור שלוש שנים בלבד זכה במלגת לימודים במכללת וינצ'סטר. בשלב הזה כבר היה קשה להתעלם מכישוריו החריגים. הוא הצטיין בכל המקצועות, אך במתמטיקה היה עילוי של ממש. כעבור שנים סיפרה אחותו שכבר בגיל 4 הוא ניסה לחשב את מספר האטומים בשמש.
בין חבריו של דייסון לספסל הלימודים היה ילד בשם ג'יימס לייטהיל (Lighthill), לימים מתמטיקאי בולט בעצמו. לייטהיל, יליד צרפת, למד אנליזה מתמטית מהספר של קאמי ז'ורדן (Jordan), שנכתב בצרפתית. זה לא הפריע לדייסון להצטרף אליו, ובתוך כך להעמיק את שליטתו בשפה; בהמשך, כשהתעניין בספר על תורת המספרים שכתב המתמטיקאי הרוסי איוון וינוגרדוב (Vinogradov), הוא פשוט למד רוסית וצלל לנבכי הספר בשפת המקור.
הצטיין בכל המקצועות מגיל צעיר, בלט במיוחד במתמטיקה. דייסון בצעירותו | צילום: SCIENCE PHOTO LIBRARY
מורים מהשורה הראשונה
והנה הגענו ל-1941, בעיצומה של מלחמת עולם נוספת. דייסון בן ה-18 קיבל אז מלגה ללימודים גבוהים בטריניטי קולג' של אוניברסיטת קיימברידג'. בתואר הראשון שלו, בפיזיקה ובמתמטיקה, הוא זכה ללמוד מפיהם של אחדים מגדולי המדענים של התקופה – פול דיראק (Dirac), מאבות תורת הקוונטים, והמתמטיקאים גודפרי הרולד הארדי (Hardy) ואברהם בסיקוביץ' (Besicovitch). כבר בשלב המוקדם הזה הוא החל לפרסם מאמרים מתמטיים בכתבי עת אקדמיים, בלי כל הנחיה או עזרה מקצועית – לא עניין של מה בכך, אז או כיום.
בשונה מדודו הנערץ, דייסון הצעיר החזיק בתחילת המלחמה בתפיסת עולם פציפיסטית ונמנע מלהתגייס לצבא הוד מלכותו. את זמנו החופשי העדיף לבלות עם חבריו בטיפוס על מבנים ברחבי הקמפוס. אך המלחמה המתמשכת, וההפצצות החוזרות ונשנות של חיל האוויר הגרמני על ערי בריטניה, הניעו לבסוף גם אותו לתרום את כישוריו למאמץ המלחמתי. מ-1943 הוא סייע לממלכה בתכנון גיחות והפצצות יעילות יותר על מטרות באירופה הכבושה ובגרמניה, אף כי לא לבש מדים.
בתום המלחמה עבד דייסון תקופה קצרה באימפריאל קולג', וב-1946 שב לטריניטי. כל אותו זמן הוא המשיך לפרסם מאמרים מתמטיים, אך במקביל החל להעמיק את ידיעותיו בפיזיקה תיאורטית. ב-1947 עבר לאוניברסיטת קורנל בארצות הברית, שם התקבל לתואר שני בהנחייתו של הנס בתה (Bethe), מאבות חקר הגרעין והפיזיקה של המצב המוצק. במכתב המלצה לבתה הדגיש הפיזיקאי והמתמטיקאי הבריטי ג'פרי טיילור (Taylor), "אף שדייסון הוא בן 23 בלבד, בעיני הוא המתמטיקאי הטוב ביותר בבריטניה".
דייסון מגלה את אמריקה
בראשית דרכו באמריקה שקד דייסון, לצד בתה, על חקר האלקטרודינמיקה הקוונטית, שהייתה אז חוד החנית של הפיזיקה. התחום קישר לראשונה בין מכניקת הקוונטים לאלקטרומגנטיות ואיפשר הבנה מעמיקה, וסבוכה מאוד, של יחסי הגומלין בין אור לחומר. דייסון התיידד אז עם הפיזיקאי ריצ'רד פיינמן (Feynman) והכיר היטב את מחקריו בתחום הזה, שהתבססו על שיטה בשם "אינטגרלי מסלול". אך הוא גם הכיר את מחקריהם של ג'וליאן שווינגר (Schwinger) האמריקאי ושל שינאיצ'ירו טומונאגה (Tomonaga) היפני, שנעשו באופן בלתי תלוי ועסקו ברנורמליזציה – שיטה מתמטית שנועדה להתגבר על הופעתם של מסה ומטען אינסופיים של האלקטרון במשוואות.
במהלך נסיעה ארוכה באוטובוס במדינת נברסקה היה לדייסון זמן רב להרהורים. בבת אחת נפל לו האסימון, והוא הבין שאף על פי שמדובר לכאורה בתחומים שונים ובמתמטיקה שונה, למעשה התיאוריה של שווינגר וטומונגה שקולה לתיאוריה הפיזיקלית של פיינמן. הוא פרסם את מסקנתו במאמר מרשים, שתרם לביסוס מעמדה של האלקטרודינמיקה הקוונטית כתיאוריה שלמה. לימים זכו היפני ושני האמריקאים בפרס נובל לפיזיקה.
ב-1948 עבר דייסון למכון למחקרים מתקדמים באוניברסיטת פרינסטון – מהמוסדות המדעיים היוקרתיים בעולם. המכון, בניהולו של הפיזיקאי אבי פצצת האטום רוברט אופנהיימר (Oppenheimer) היה אז מעין אולימפוס מדעי שריכז אליו את טובי המדענים, ובהם המתמטיקאים ג'ון פון נוימן (von Neumann), קורט גדל (Gödel) והרמן וייל (Weyl), פיזיקאים בולטים רבים, ומעל כולם אלברט איינשטיין.
למרות יחסיו הפושרים עם אופנהיימר, דייסון מונה ב-1953 לפרופסור במכון בלי שהוסמך מעולם כדוקטור למדעים. בקיצור הדרך הזה הוא התגאה כל חייו, והתנגד למבנה המקובל של תוכנית לימודי הדוקטורט. "אני חושב שתוכנית הדוקטורט היא שיקוץ... היא מאלצת אנשים להשחית שנים על גבי שנים מחייהם במעין העמדת פנים שהם מבצעים מחקר שלא בהכרח מתאים להם. בסוף, הם מקבלים חתיכת נייר שאומרת שהם מוכשרים, אבל זה לא באמת אומר שום דבר", אמר.
נגע במגוון רחב של תחומים, מפיזיקה קוונטית ועד ראשית החיים הביולוגיים, אבל שגה בעניין התחממות כדור הארץ. פרימן דייסון | צילום: ioerror, Wikipedia
בין שתי אהבות
בשנות ה-50 נשא דייסון לאישה את המתמטיקאית השוויצרית ורנה הובר (Huber) ונולדו להם שני ילדים: אסתר וג'ורג'. שמונה שנים לאחר מכן השניים התגרשו, ודייסון נישא בשנית, לאִימֶה יונג (Jung). נולדו להם ארבע בנות: דורותי, אמילי, מיה ורבקה.
בינתיים דייסון המשיך לעסוק באלקטרודינמיקה קוונטית, אך גם בפיזיקה של מצב מוצק ובפיזיקה גרעינית. למרות התנגדותו העקרונית לפצצה הגרעינית, הוא לקח חלק בפרויקט אוריון – תוכנית שאפתנית לבניית חללית שמונעת בכוחם של פיצוצים גרעיניים. החתימה על האמנה למניעת הפצה של נשק גרעיני ב-1968, בתמיכתו המלאה של דייסון, סתמה בסופו של דבר את הגולל על הפרויקט כולו.
ב-1966 תרם דייסון תרומה חשובה למדע כשהסביר במאמר שכתב עם עמיתו אנדרו לנרד (Lenard) מדוע החומר יציב, ובמילים אחרות – איך זה שהיד שלי לא שוקעת בשולחן כשאני כותב את המילים האלה. בקנה המידה היומיומי, המקרוסקופי, התשובה הידועה לכך היא קיומו של הכוח הנורמלי, המנוגד לכוח הכבידה. לעומת זאת, הסבירו, בקנה המידה הזעיר, המיקרוסקופי, התשובה טמונה בעקרון האיסור של וולפגנג פאולי – עיקרון קוונטי שקובע כי לשני אלקטרונים באטום לא יכול להיות ספין זהה – אחת התכונות הפנימיות הקשות להסבר של האלקטרון. ההגבלה הזאת יוצרת כוחות דחייה בין האלקטרונים וכך החומר תופס נפח במרחב.
מחקריו ומאמריו בתחומי הפיזיקה שיקפו שוב ושוב את אהבתו העצומה למתמטיקה. פעמים רבות עסק בהם במתמטיקה טהורה ללא יישומים פיזיקליים, כגון נושאים בתורת המספרים ובטופולוגיה. עם הזמן פיתח עניין גם בפופולריזציה של המדע, בדומה לידידו הוותיק פיינמן, פרסם שורה ארוכה של מאמרים וספרים בנושאים רבים מתחומי הפיזיקה, חקר החלל, הביולוגיה והפילוסופיה.
בכתיבתו הפופולרית הרהר דייסון בין השאר על ראשית החיים, וסבר כי הופעתם של תאים ואנזימים קדמה להיווצרות הגֵנים – רצפי ה-DNA (או RNA) שמרכיבים את המידע התורשתי של כל היצורים עלי אדמות. בהזדמנות אחרת העלה רעיון הנדסי תיאורטי שיוכל לנצל את כל האנרגיה הנפלטת מכוכב כמו השמש שלנו, בלי לבזבז דבר. הרעיון, שמכונה כיום כדור דייסון, כלל הקמת מערכת עצומה בגודלה של לוחות ומתקנים שיקיפו מערכת שמש שלמה במעין כדור עצום וימירו את הקרינה הנפלטת מהכוכב לאנרגיה בת-קיימא. רעיונות נוספים שלו כללו בנייה של חללית זעירה, שכונתה "אסטרו-תרנגולת", או הקמת מושבות אנושיות רחוקות במעמקי החלל.
מתקן עצום שיקיף מערכת שמש ויאפשר לנצל את רוב האנרגיה של הכוכב. כדור דייסון | איור: RON MILLER / SCIENCE PHOTO LIBRARY
בנושאים אחרים ביטא דייסון עמדות אנטי-ממסדיות בוטות. הבולט מביניהם היה נושא ההתחממות הגלובלית. הוא אומנם לא כפר בעצם ההתחממות של האקלים העולמי, ואף לא הכחיש שלמעשי האדם יש תרומה לתהליך, אך ערער בתוקף על חשיבותם של השינויים הללו. עד אחרית ימיו הוא טען שהמודלים האקלימיים אינם מדויקים, שהדיון המדעי בנושא נגוע בפוליטיקה – ושבני האדם משקיעים בדיון בסוגיות הירוקות מרץ רב שהיה מוטב להקדיש לבעיות עולמיות דוחקות יותר לדעתו. עם זאת, הביקורת כלפיו לא השכיחה מאיש את תרומתו הרבה והמגוונת להפליא לפיזיקה ולמתמטיקה. ואכן לאורך הקריירה שלו הוא זכה בפרסים נחשבים רבים ובכיבודים אחרים. בישראל הוא ביקר לפחות פעמיים - לצורך קבלת פרס הארווי מטעם הטכניון ב-1977 ופרס וולף בפיזיקה ב-1981.
ב-1994 פרש דייסון לגמלאות, אך המשיך בעשייה המדעית. בפברואר 2020 הלך לעולמו אחרי נפילה קשה. הוא היה בן 96 במותו. משנתו המדעית והמטען ההיסטורי הייחודי שצבר לאורך תחנות חייו, תועדו בסדרה ארוכה של ראיונות עימו, שאפשר לראות בסרט הבא ובהמשכיו:
