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Les personnes qui l'ont connu se souviennent de Freeman Dyson : un visionnaire hors du commun
Freeman Dyson (au centre) avec des collègues Predrag Cvitanovic
Freeman Dyson, décédé le 28 février à l'âge de 96 ans, était un géant intellectuel et considéré comme un physicien, un mathématicien et un intellectuel public, mais aussi comme un mentor, un grand-père et un ami. Examen de la technologie a demandé à plusieurs de ses collègues de réfléchir sur sa vie et son travail. Ce sont quelques-unes des réponses.
Edward Witten, Institut d'études avancées
Wikimédia, Ojan
Freeman Dyson a apporté des contributions fondamentales à une variété incroyablement large de domaines de la physique et des mathématiques.
Contenu
Parmi les physiciens, Dyson est surtout connu comme l'un des pionniers de l'électrodynamique quantique. Dans les années 1920, les physiciens avaient appris à décrire la matière ordinaire via la théorie étrange et souvent contre-intuitive connue sous le nom de mécanique quantique. De plus, on savait que la lumière se présente sous la forme de particules individuelles, ou quanta, appelées photons. Mais les tentatives faites à cette époque pour comprendre la mécanique quantique de la lumière interagissant avec la matière ont conduit à des difficultés insolubles.
À la fin des années 1940, lorsque la recherche en physique fondamentale a repris après la Seconde Guerre mondiale, les progrès technologiques ont permis de faire des expériences testant les interactions quantiques-mécaniques des photons et des électrons, créant un besoin impérieux de développer une théorie viable. Dyson, avec Hans Bethe, Richard Feynman, Julian Schwinger et Shinichiro Tomanaga, a été l'un des pionniers qui ont accompli cela. Très grossièrement, le rôle de Dyson était d'établir un pont entre ce qui avait semblé être des approches très différentes et potentiellement incompatibles. Ce faisant, il a introduit des idées et des méthodes largement utilisées aujourd'hui.
La théorie de l'électrodynamique quantique qu'il a aidé à établir est le prototype qui a finalement été élaboré dans le modèle standard de la physique des particules.
Dans les années 1950, Dyson a apporté plusieurs contributions importantes pour continuer à développer le cadre de l'électrodynamique quantique. Ce travail a été fait à un âge étonnamment jeune. Les percées initiales ont été faites en 1948 et 1949; Dyson a eu 25 ans en 1948. Remarquablement, à cette époque, il avait déjà établi une réputation dans un domaine complètement différent : le domaine des mathématiques connu sous le nom d'approximation diophantienne.
La version la plus simple de l'approximation diophantienne - qui remonte aux anciens Grecs, comme son nom l'indique - consiste à approximer un nombre réel tel que π par des nombres rationnels. Dans une version moderne plus sophistiquée, on considère des approximations par des nombres algébriques plus généraux. Dyson a apporté une contribution fondamentale dans un article publié en 1947, alors qu'il avait 24 ans. Il a conservé une passion pour la théorie des nombres tout au long de sa carrière et a apporté de multiples contributions, dont une sera mentionnée sous peu.
Dans les années 1960 et après, Dyson a largement contribué à la mécanique statistique quantique. L'objectif général de ce sujet est de comprendre le comportement de la mécanique quantique d'un assemblage de nombreuses particules, par exemple les électrons et les noyaux atomiques d'un morceau de métal. En 1966, avec Andrew Lenard, Dyson a donné la première preuve rigoureuse que le principe d'exclusion de Pauli entre les électrons est suffisant pour garantir que la matière est stable et ne subit pas d'effondrement spontané. (Ce problème a été analysé indépendamment par Elliott Lieb et Walter Thirring.) Dyson a apporté de nombreuses contributions subtiles concernant les phases de la matière quantique et parfois classique, généralisant le fait que l'eau a des phases solide, liquide et gazeuse.
À partir de 1962, Dyson, avec Eugene Wigner et d'autres, était en grande partie responsable du développement de ce que l'on appelle maintenant la théorie des matrices aléatoires.
L'objectif initial était de donner une description statistique des niveaux d'énergie des noyaux atomiques. La théorie des matrices aléatoires est devenue un sujet majeur avec des applications étendues en physique et en mathématiques. En physique, il est maintenant compris comme l'un des outils de base pour comprendre le chaos quantique. Il a également eu des applications inattendues à la gravité quantique. Au-delà de cela, la théorie des matrices aléatoires est un outil important en informatique et en mathématiques appliquées.
L'une des applications les plus surprenantes est apparue dans les années 1970, lorsque Dyson a combiné ses intérêts pour la théorie des nombres avec son intérêt pour les matrices aléatoires et a proposé que la théorie des matrices aléatoires puisse décrire le comportement statistique des zéros de la fonction zêta de Riemann. Ce sont des objets centraux en théorie des nombres et le sujet de la conjecture de Riemann, l'un des problèmes non résolus les plus célèbres en mathématiques.
L'idée de Dyson sur les zéros de la fonction zêta a été confirmée (et généralisée à d'autres problèmes connexes) de différentes manières, allant des preuves théoriques aux expériences informatiques. De nos jours, le lien avec la théorie des matrices aléatoires est considéré comme un indice clé sur la conjecture de Riemann, qui n'est toujours pas résolue.
Bref, Freeman Dyson a laissé sa marque dans de nombreux domaines de la physique et des mathématiques. Ses contributions étaient si vastes qu'il est pratiquement impossible pour une seule personne de les résumer de manière adéquate.
Dwight Neuenschwander, Université du Nazaréen du Sud
Photo de courtoisie de Dwight Neuenschwander
Lors de la réception avant que le professeur Dyson ne prononce un discours acceptant le prix Templeton en 2000, une longue file de personnes distinguées attendaient pour lui serrer la main, ainsi qu'à sa femme, Imme. Je me tenais sur le côté, regardant. Soudain, ses petits-enfants ont fait irruption à la porte, âgés de tout-petits à environ 6 ans. Ils ont ignoré la file de dignitaires et ont couru vers Freeman en criant, Papa ! Papa! Les quelques secondes qui suivirent furent touchantes. Le professeur Dyson s'est détourné de la ligne de dignitaires et s'est mis à genoux, et ces gamins l'ont envahi. Les personnes qui faisaient la queue devaient attendre. Mais ils ne semblaient pas s'en soucier - nous avons tous eu le privilège de regarder un moment précieux dans la vie d'une demi-douzaine de petits-enfants et de leur grand-père bien-aimé.
A cette époque, je correspondais avec lui depuis des années. En 1993, avec quelques étudiants, je lui avais écrit une lettre avec quelques questions et commentaires sur son livre Disturbing the Universe, espérant une brève réponse. Il répondit longuement quelques jours plus tard, ce qui fut le début d'une correspondance qui allait durer des décennies.
Incidemment (ou pas ; c'est sa caractéristique), après avoir reçu le prix Templeton, il a utilisé une partie des fonds du prix pour doter une bourse dans mon université, afin que les étudiants puissent se rendre à notre station de terrain, le Centre de recherche en éducation Quetzal dans les montagnes de Talamanca. forêt nuageuse du Costa Rica. C'était toujours une lutte financière pour les étudiants d'aller là-bas pour suivre des cours et faire de la recherche, mais depuis plusieurs années, nous avons la bourse de voyage Freeman Dyson.
Sautez en avant jusqu'en 2012, lorsque la société d'honneur de physique Sigma Pi Sigma a tenu sa réunion ou son congrès quadriennal à Orlando. Environ 800 personnes ont assisté à cette réunion; quelque 600 d'entre eux étaient des étudiants de premier cycle en physique. Le professeur Dyson était un conférencier invité en séance plénière, qui devait prendre la parole samedi matin. La conférence a débuté jeudi soir. Ce soir-là, de manière tout à fait inattendue, le professeur Dyson est arrivé, directement de l'aéroport, tenant sa mallette. Il a été immédiatement entouré de la réception spontanée que l'on pourrait imaginer pour un membre d'une famille royale qui se trouve être également une rock star.
Ces jours-ci, je passe plus de temps à faire du baby-sitting et moins de temps à écrire des livres. Vous ne savez jamais quel travail s'avérera être le plus important !
Pour le reste de la réunion, lors de toute pause, une très longue file s'est immédiatement formée devant le professeur Dyson. Tout le monde voulait lui serrer la main, lui faire signer un livre ou se faire prendre en photo avec lui. Il a patiemment parlé à chaque individu. Le samedi matin, il a rejoint les étudiants dans les groupes de discussion de la table ronde. Lorsque la réunion s'est terminée samedi soir, j'aidais le personnel à démonter le stand d'inscription à 22 heures. Le centre des congrès était désert à l'exception de quelques traînards. Ces retardataires étaient des étudiants qui avaient encore des conversations avec le professeur Dyson. À part le personnel de la réunion et le personnel du centre des congrès, il était littéralement le dernier à quitter la réunion. Il n'est pas parti tant que tous ceux qui voulaient lui parler ne l'avaient pas fait. Bien sûr, il était beaucoup plus jeune à l'époque - à peine 89 ans !
Dans une lettre manuscrite à ma classe, il a décrit passer du temps avec les enfants de sa fille, en disant : Ces jours-ci, je passe plus de temps à garder les enfants et moins de temps à écrire des livres. Vous ne savez jamais quel travail s'avérera le plus important ! J'y ai beaucoup pensé au fil des ans, alors que j'essayais d'équilibrer les exigences parfois orthogonales d'élever des enfants et de bâtir une carrière.
Mes élèves ont beaucoup posé de questions sur la science et la religion. Dans sa toute dernière lettre du 10 décembre 2019, en réponse à notre question sur la relation optimale entre le doute et la foi, il a répondu : La relation optimale entre le doute et la foi est la coexistence pacifique. Les deux sont essentiels à l'évolution d'une société humaine créative. La foi pour poursuivre des objectifs impossibles, le doute pour se remettre d'erreurs désastreuses. Nous devons apprendre à tolérer une grande variété de croyances et de doutes.
Le professeur Dyson était plus pour moi que l'auteur d'un manuel bien-aimé. Il était une source d'inspiration et il est devenu un ami. Je suis tellement heureuse que mon chemin ait croisé le sien. Et je parle au nom de plus de 3 000 étudiants qui ressentent la même chose, qui au cours des 25 dernières années sont venus le rencontrer et partager sa sagesse à travers ses livres et ses lettres.
Harold Feiveson, Université de Princeton
La dernière fois que j'ai vu Freeman, c'était il y a trois semaines, lorsqu'il est venu assister à une conférence que je donnais à Princeton sur le rôle des scientifiques dans la Seconde Guerre mondiale. Freeman était bien sûr l'un de ces scientifiques, travaillant dans le groupe de recherche opérationnelle de la Royal Air Force. J'ai commencé mon discours en observant qu'au début de 1942, avec les nazis contrôlant toute l'Europe sauf la Grande-Bretagne et l'ascendant japonais partout, peu de gens auraient été convaincus que les Alliés l'emporteraient. Freeman a immédiatement désapprouvé, avec son sens de l'humour espiègle. Non, dit-il, une fois que les Allemands ont envahi l'Union soviétique, il était convaincu que les Alliés gagneraient la guerre. J'ai ramené Freeman chez lui ce jour-là et son esprit était aussi vif que jamais, même s'il n'était pas si sûr de son corps.
C'était il y a trois semaines. Mais je repense à il y a plus de 50 ans, quand j'ai entendu parler de Freeman pour la première fois. En 1963, j'ai rejoint le Bureau scientifique de l'Agence américaine pour le contrôle et le désarmement des armements, une agence nouvellement créée par l'administration Kennedy. On m'a montré une étude que Freeman avait faite pendant l'été 1962 pour l'agence, Implications of New Weapons Systems for Strategic Policy and Disarmament.
C'était toute une étude, avec plusieurs réflexions intrigantes sur d'éventuels développements techniques futurs tels que les armes nucléaires à faible rendement et les systèmes anti-missiles laser. Ce qui était plus intéressant, cependant, était la première indication de thèmes que Freeman a ensuite énoncés avec encore plus de force : que les armes nucléaires sont immorales et pas très utiles, et qu'il faut s'en débarrasser ; que les systèmes défensifs anti-missiles ne sont pas nécessairement mauvais ; et que le désarmement pourrait se produire d'une manière qu'on n'imaginait pas alors.
Pour fournir de la chaleur et de l'air, des arbres seraient cultivés sur les comètes, et en raison de la faible gravité des comètes, les arbres pourraient atteindre des hauteurs de cent milles !
Sur ce dernier point, Freeman a par la suite porté à notre attention le livre Le chameau et la roue , par Richard Bulliet, historien de la civilisation arabe primitive. Comme l'a soutenu Bulliet, la technologie du transport à roues, bien connue au Moyen-Orient à l'époque romaine, a commencé à disparaître vers 500 après J.-C., lorsque des caravanes de chameaux ont pris le contrôle du secteur des transports. Les routes sont rapidement tombées en mauvais état; les compétences nécessaires pour construire et réparer des chariots à roues ont été oubliées. En quelques générations, les véhicules à roues ont disparu dans tous les territoires arabes. Même le souvenir de leur existence a disparu du monde arabe. Freeman a noté que si les armes nucléaires doivent disparaître, il est probable qu'elles suivront une voie similaire, tombant progressivement en désuétude car personne n'en aura l'utilité.
Je n'ai pas vraiment appris à connaître Freeman avant d'arriver à Princeton en 1967, quand on m'a présenté à lui en tant qu'écologiste. En 1972, mon collègue Robert Socolow et moi avons organisé une série de colloques sous le titre On Wilderness. Le discours de Freeman dans cette série, Outer Space: A Final Wilderness, était frappant. Dans cette conférence, Freeman a rejeté les astéroïdes ou les planètes comme des lieux propices à la colonisation et à l'aventure dans la nature, mais a plutôt spéculé sur les comètes, qui contiennent de l'eau, de l'azote et du carbone en abondance. Pour fournir de la chaleur et de l'air, des arbres seraient cultivés sur les comètes, et en raison de la faible gravité des comètes, les arbres pourraient atteindre des hauteurs de cent milles ! Freeman a lu les journaux du gouverneur William Bradford pour montrer à quel point nous avons sous-estimé les coûts humains et économiques de la colonie de Mayflower, y compris les coûts pour les peuples autochtones. À bien des égards, ces coûts, a soutenu Freeman, sont comparables et peut-être supérieurs à ceux auxquels nous serions confrontés au siècle prochain en entreprenant d'établir une colonie spatiale. Déjà dans le discours de Freeman, il y avait plusieurs thèmes dont il a ensuite fait beaucoup plus. J'en citerai trois.
Vite c'est beau . Si de nouveaux types de processus industriels, de systèmes de transport, de technologies énergétiques, etc., prennent plus de temps à produire, ils sont probablement une mauvaise idée ; il faut trop de temps pour trouver les erreurs et les corriger. (Cela ne veut pas dire que Freeman ne regardait avec faveur que les petites technologies ; il a participé au projet Orion, le projet de Ted Taylor de construire des vaisseaux spatiaux propulsés par explosion nucléaire !)
La technologie est imprévisible. En raison de l'imprévisibilité, nous voulons rester suffisamment flexibles pour changer si nous devons le faire en raison d'impacts environnementaux imprévus. Pour élaborer sur ce point, Freeman s'est inspiré des travaux de Lynn White, dont l'article Technology Assessment from the Stance of a Medieval Historian montrait à quel point il aurait été impossible de faire une évaluation technologique de la plupart des technologies développées au Moyen Âge, telles que comme les lunettes, la distillation de l'eau-de-vie, l'arbalète, le tricot, le rouet, les boutons et la cheminée. Par exemple, en augmentant l'intimité, la cheminée et le foyer ont peut-être (selon White et les mots de L.J. Dresbeck) affecté l'art de l'amour plus que les troubadours.
La diversité est à saluer. L'éloge de Freeman pour la diversité va profondément dans de nombreux domaines de l'activité humaine, mais pour l'environnement, je pense qu'il s'agit principalement d'un appel aux scientifiques et autres pour qu'ils ne travaillent pas tous sur le même problème, mais plutôt qu'ils s'attaquent à toute une série de problèmes.
Tout cela a conduit Freeman à être un ardent défenseur des énergies renouvelables malgré son scepticisme bien connu à l'égard de nombreux modèles informatiques du réchauffement climatique. Freeman pensait que les technologies d'énergie renouvelable, en raison de leur échelle et de leur simplicité technologique sur le terrain, et du fait que presque tous les pays en développement sont riches en soleil, vent et biomasse, pourraient enfin permettre aux gens de façonner l'énergie pour le besoins réels des populations, y compris les ruraux pauvres des pays en développement. Au sujet du réchauffement climatique, je devrais également mentionner le ferme plaidoyer de Freeman en faveur de la croissance de la biomasse à très grande échelle pour extraire le carbone de l'atmosphère.
Comme il dirait de lui-même, Freeman était obsédé par l'avenir. Il pensait à l'impact de nos actions d'aujourd'hui sur les générations futures, et il était, dans un sens presque religieux, optimiste quant à cet avenir.
Arthur Jaffe, Université de Harvard
Wikimédia, Lubos Motl
J'ai rencontré Freeman Dyson pour la première fois lorsque j'étais étudiant diplômé à Princeton il y a près de 60 ans. Il avait déjà une réputation imposante et était une sorte d'énigme pour ma génération d'étudiants.
Je me souviens que Dyson a commencé son cours sur la théorie quantique en nous disant, Si quelqu'un vous dit qu'il comprend la théorie quantique, il ne dit pas la vérité. Nous étions fascinés par ses conférences, alors je l'ai invité avec un petit groupe d'amis à dîner. Je me souviens de lui nous avertissant que le plus grand changement dans nos vies résulterait du développement économique de la Chine. C'était un scénario dont peu de gens étaient prêts à croire qu'il changerait le monde dans la mesure où il l'a fait. Personne n'avait prédit à l'époque comment l'émergence économique de la Chine et la priorité accordée par le gouvernement à l'éducation et à la recherche conduiraient à l'immense bassin de jeunes mathématiciens et physiciens chinois extraordinairement talentueux que nous avons aujourd'hui.
Mon professeur Arthur Wightman avait un énorme respect pour Dyson, et il a souvent souligné les nombreuses réalisations de Dyson dans la théorie quantique des champs et les systèmes quantiques à plusieurs corps, y compris la série Dyson, la représentation Dyson, son travail sur la stabilité de la matière quantique, etc. Wightman aussi a déclaré que la première ébauche d'un article de Dyson serait généralement sa dernière ébauche, car il pouvait formuler ses idées et ses mots de manière si cohérente avant de les mettre sur papier. De plus, il a rapporté que Dyson était un lecteur vorace ; chaque jour, il pouvait raconter au déjeuner les nouveaux développements qu'il lisait dans les prépublications qui venaient d'arriver par la poste.
J'ai longtemps été fasciné par deux des essais de Dyson. Dans sa conférence Gibbs de 1972 à l'American Mathematical Society, intitulée Missed Opportunities, Dyson écrit :
Il se trouve que je suis un physicien qui a commencé sa vie comme mathématicien. En tant que physicien en activité, je suis parfaitement conscient du fait que le mariage entre les mathématiques et la physique, qui a été si extrêmement fructueux au cours des siècles passés, s'est récemment soldé par un divorce.
Le divorce pendant un certain temps était si complet que Dyson se souvenait d'avoir regardé une séquence de chiffres qui, rétrospectivement, aurait dû lui sembler familière : 3, 8, 10, 14, 15, 21, 24, 26, 28, 35, 36, . .. Il a écrit:
Comme j'étais, pour le moment, un théoricien des nombres, ils n'avaient aucun sens pour moi. Mon esprit était si bien compartimenté que je ne me rappelais pas avoir rencontré ces mêmes nombres plusieurs fois dans ma vie de physicien… le théoricien des nombres Dyson et le physicien Dyson ne se parlaient pas.
En conséquence, Dyson a raté la découverte d'un lien fondamental entre deux objets mathématiques différents appelés algèbres de Lie et formes modulaires. Heureusement, la physique et les mathématiques se sont réconciliées, de sorte que certains chercheurs comme Dyson sont à nouveau respectés à la fois en tant que mathématiciens et en tant que physiciens.
Dans son essai Birds and Frogs de 2009, Dyson a comparé deux approches de la découverte en mathématiques en les comparant à ces créatures :
Les oiseaux volent haut dans les airs et surveillent de vastes perspectives mathématiques jusqu'à l'horizon lointain. Ils se délectent des concepts qui unifient notre pensée et rassemblent divers problèmes de différentes parties du paysage. Les grenouilles vivent dans la boue en contrebas et ne voient que les fleurs qui poussent à proximité. Ils se délectent des détails d'objets particuliers et résolvent les problèmes un par un. Il se trouve que je suis une grenouille, mais beaucoup de mes meilleurs amis sont des oiseaux... Les mathématiques ont besoin à la fois d'oiseaux et de grenouilles.
Dyson nous manquera non seulement en tant qu'ami, mais en tant que visionnaire inhabituel, qui n'a pas peur de défier la pensée conventionnelle quand et où il le peut.
Elliott Lieb, Université de Princeton
Wikimédia, E. Lieb
Parler de la carrière de Freeman, c'est comme se mettre à la place des moines jaïns aveugles à qui on a demandé de décrire un éléphant. Son travail scientifique couvre tellement de domaines avec une telle profondeur que peu, voire aucun, ne peut en comprendre plus que certaines parties. Si nous regardons également les travaux gouvernementaux non scientifiques, politiques, littéraires et non publiés, alors c'est tout à fait un éléphant avec au moins six pattes et peut-être deux trompes.
Cependant, Freeman ne souhaite peut-être pas être comparé à un éléphant - même s'il faut dire qu'il est enregistré comme se référant à lui-même comme un scientifique grenouille qui aime jouer dans la boue locale au lieu d'un scientifique oiseau qui se fait passer pour un vue exaltée. En fait, il était les deux. Quoi qu'il en soit, un éléphant ne fera pas l'affaire.
À un moment donné, j'ai eu le plaisir de me promener dans une forêt tropicale humide et j'ai trouvé la bonne métaphore pour Freeman, celle qui rend mieux compte de ses activités. Dans la forêt, on peut trouver des arbres extrêmement énormes, chacun supportant toutes sortes d'écosystèmes qui s'y accrochent à différentes hauteurs. Freeman est comme un arbre géant au milieu de la forêt de la mécanique statistique. De nombreux sujets sur lesquels nous travaillons ne seraient pas vivants si Freeman n'avait pas démarré une entreprise qui s'est développée en un groupe d'activités centrées sur sa vision originale. Un exemple est la «dynamique de Dyson», inventée en 1962, dont la pertinence pour la théorie des matrices aléatoires a été récemment découverte et a conduit à une percée majeure. De plus, ces activités conservent leur vitalité, ce qui est plus que ce que l'on peut dire de certaines des modes qui marquent parfois les progrès de la physique théorique.
Sa carrière, qui a commencé au lycée, était d'abord en mathématiques pures, plus précisément en théorie des nombres. Il décrit cet aspect de son travail comme des mathématiques appliquées, la raison étant que les mathématiques pures s'intéressent à l'invention de nouvelles idées mathématiques et non à la solution d'anciens problèmes. Comme on le sait, il n'a jamais pris la peine d'obtenir un doctorat, ce qui lui va bien, mais il y a peu de gens comme lui qui peuvent avoir une brillante carrière scientifique sans passer par les rites imposés par la profession.
La preuve originale de la stabilité mécanique quantique de la matière par Dyson et Andrew Lenard en 1967 doit certainement être considérée comme l'une des analyses mathématiques les plus avancées jusqu'à cette époque. Il avait deux caractéristiques Dyson exceptionnelles. L'un était la capacité de reconnaître un problème central en physique, même si la sagesse reçue à l'époque était qu'il n'y avait rien d'intéressant ici. L'autre est la capacité de créer les mathématiques nécessaires pour résoudre le problème.
Depuis lors, la physique mathématique a parcouru un long chemin, et nous ne sommes pas surpris de voir des percées occasionnelles, avec des bulldozers nouvellement inventés qui se frayent un chemin à travers la forêt. Mais ce genre de performance n'avait jamais été vu auparavant.
De nombreux sujets sur lesquels nous travaillons ne seraient pas vivants si Freeman n'avait pas démarré une entreprise qui s'est développée en un groupe d'activités centrées sur sa vision originale.
Après avoir cité ces aspects des contributions de Freeman, nous devons revenir à l'épicentre de sa vie dynamique. Freeman s'est décrit comme un expert en physique mathématique, qu'il a caractérisée comme une discipline de personnes qui essaient d'atteindre une compréhension profonde des phénomènes physiques en suivant le style et la méthode rigoureux des mathématiques. Il a poursuivi, C'est une discipline qui se situe à la frontière entre la physique et les mathématiques. Le but des physiciens mathématiciens n'est pas de calculer quantitativement les phénomènes mais de les comprendre qualitativement. Ils travaillent avec des théorèmes et des preuves, pas avec des nombres et des ordinateurs. Leur but est de qualifier avec une précision mathématique les concepts sur lesquels les théories physiques sont construites.
Permettez-moi de terminer en me livrant à quelques réminiscences personnelles sur ma propre dette envers Freeman. Ma première interaction avec lui a eu lieu en tant qu'étudiant diplômé dans les années 1950. Il n'y avait pratiquement aucun livre disponible pour apprendre la théorie quantique moderne des champs, à l'exception du livre de Freeman Mécanique quantique avancée . Ces notes de cours ont été récemment republiées et sont disponibles en ligne. Il l'a écrit en 1951, alors qu'il avait 28 ans. Combien de personnes peuvent écrire un livre de pointe à cet âge ? J'ai essayé de le comprendre et je ne l'ai vraiment fait qu'à 38 ans, mais cela ne m'a pas empêché d'écrire une thèse de doctorat sur le sujet en 1956 !
La critique positive de Freeman en 1967 dans Physics Today de mon livre avec Dan Mattis sur la physique unidimensionnelle nous a beaucoup aidés, mais le point pour le moment est qu'il a montré, une fois de plus, son intérêt pour les idées folles et sa volonté d'aller au bâton pour eux. Il a écrit, et je cite : Un homme s'endort s'il travaille tout le temps sur des problèmes insolubles, et un voyage dans le beau monde d'une dimension rafraîchira son imagination mieux qu'une dose de LSD.
Des parties de l'essai d'Elliott Lieb ont déjà paru dans des articles de Communications en physique mathématique et Mondes scientifiques célébrant les 80e et 90e anniversaires de Freeman Dyson, et sont utilisées ici avec permission.
N. D. Hari Das , Institut des sciences mathématiques, Chennai, Inde
Freeman Dyson est venu à l'Institut Max Planck de physique et d'astrophysique de Munich pour une visite prolongée en 1974. J'y avais déménagé de l'UCLA l'année précédente. Le bureau de Dyson était à deux pas du mien. Le bureau de Werner Heisenberg était deux portes après le sien. Heisenberg venait toujours à l'Institut une fois par semaine et, lors de la plupart de ces visites, il descendait également au sous-sol pour jouer au ping-pong.
En octobre 1974, Dyson a annoncé que Russell Hulse et Joseph Taylor avaient découvert un pulsar binaire. Ce fut l'un des objets astrophysiques les plus remarquables jamais découverts : Hulse et Taylor remporteront plus tard le prix Nobel. Personne ne savait encore de quoi il s'agissait - probablement une étoile à neutrons ou un trou noir en orbite proche autour d'une étoile compagne. Dyson nous a fait parler de l'importance d'étudier le système. Parce que c'était le système gravitationnel le plus compact jamais découvert, c'était un laboratoire idéal pour étudier la théorie de la relativité générale d'Einstein.
Dyson menait ses discussions dans un allemand clair et impeccable. L'un des tests de GR qui m'avait particulièrement intéressé était le soi-disant test du gyroscope de Stanford proposé par le célèbre physicien Leonard Schiff en 1960, qui a prédit des effets très faibles, mais détectables, que la relativité générale aurait sur la précession d'un gyroscope en rotation. Même en 1974, près de 15 ans après la proposition initiale, il n'a pas pu être réalisé en raison de son extrême complexité technique. (Gravity Probe B, une sonde de la NASA lancé en 2004 serait plus tard confirmer les calculs de Schiff .)
Ce qui m'intéressait à l'époque, c'était que cela restait l'une des prédictions non testées de la théorie d'Einstein. Après la toute première réunion de discussion, il m'est apparu évident que les pulsars étant les gyroscopes les plus stables mécaniquement, ce système de pulsars binaires était le meilleur endroit pour voir l'effet dans la nature. Ainsi, dans la troisième semaine d'octobre 1974, j'ai fait un calcul préliminaire de cet effet et, trouvant qu'il était plusieurs milliers de fois l'effet prédit par l'expérience de Stanford, je l'ai montré à Dyson. Dyson a été très encourageant et l'a immédiatement porté à l'attention du groupe de discussion. Son chapeau Hari Dass hier calculiert ... résonne encore vivement après 46 ans ! Qu'un homme avec tant de grandes réalisations à son actif encourage si facilement un jeune m'a profondément impressionné.
Bien qu'il ait été très encourageant, il m'a légèrement réprimandé pour l'utilisation d'orbites circulaires et m'a demandé de faire un calcul plus réaliste en utilisant des orbites elliptiques. Nous avons commencé à discuter de la manière d'observer cet effet dans le système binaire. La première semaine de novembre, je devais conduire de l'Allemagne à l'Inde par la route à travers l'Autriche, la Yougoslavie, la Bulgarie, la Turquie, l'Iran et l'Afghanistan. J'ai spécifiquement demandé à Dyson comment les radiotélescopes en Inde pourraient être utilisés à cette fin. J'ai été étonné de découvrir les détails des radiotélescopes indiens dont Dyson était déjà au courant ! Il était fermement convaincu que le télescope Ooty présentait de nombreux avantages par rapport aux télescopes ailleurs.
Le pulsar binaire a dû être mis en veilleuse jusqu'à ce que j'atteigne Bangalore, en Inde, fin décembre. Sur la recommandation de Ramanath Cowsik, l'astrophysicien dans la voiture duquel nous avons fait le voyage en Inde, j'ai rencontré V. Radhakrishnan, radioastronome de renom et directeur du Raman Research Institute à Bangalore. Je lui ai montré mes calculs et j'ai également raconté mes discussions avec Dyson sur les observations. Nous avons ensuite étudié en détail comment l'effet pourrait être observé en surveillant la largeur d'impulsion et les balayages de polarisation.
Entre-temps, j'ai pris une conscience aiguë d'une grave lacune théorique dans mes calculs de l'effet observable ; ils avaient utilisé les calculs existants basés sur le GR d'Einstein, qui n'étaient valables que lorsque la masse du gyroscope était négligeable devant celle du corps gravitant (la Terre, dans le cas de l'expérience de Stanford). Mais dans le cas du pulsar binaire, les deux pulsars composants étaient de masse comparable. Ma confiance en retravaillant le problème gravitationnel à deux corps était fragile. Mais à cette époque, j'étais de plus en plus sous l'influence de la théorie des sources de Julian Schwinger. De retour à Munich en février, j'ai été soulagé de constater que les astrophysiciens n'avaient pas encore réglé le problème et que Dyson était toujours là ! J'ai introduit mon collègue physicien des particules Ching-Fai Cho (également à l'Institut Max Planck) dans un calcul basé sur la théorie des sources, que nous avons terminé en moins de deux mois. Le groupe Ehlers a également terminé ses calculs, bien qu'un mois environ après nous, et les deux étaient d'accord ! Nous étions euphoriques d'avoir battu les méthodes relativistes générales dans le jeu, et nous nous sommes laissés emporter dans notre manuscrit. Encore une fois, nous avons discuté de notre travail avec Dyson sur une base continue. Lorsque nous lui avons montré notre manuscrit fini, il a plaisanté en disant que nous avions apporté une contribution précieuse, mais qu'une partie du son de la trompette pourrait être supprimée !
Le bureau de Dyson était toujours ouvert. Lorsque nous lui avons remis notre manuscrit pour commentaires et que nous sommes allés le voir quelques jours plus tard, il a sorti une grande enveloppe manille sur laquelle étaient écrits un grand nombre de noms, dont le nôtre, certains barrés. C'était sa liste d'articles à lire, écrits par des scientifiques jeunes, âgés, établis et débutants… tous traités avec le même sérieux.
Nous avions l'habitude de nous rencontrer pour le déjeuner presque tous les jours. Beaucoup de remue-méninges accompagnaient ces déjeuners, ce qui faisait ressortir encore plus chaleureusement le côté humain de Dyson. À une occasion particulièrement mémorable, il a plaisanté en disant qu'à son avis, l'origine des langues est un problème encore plus difficile que l'origine de la vie. Plusieurs décennies plus tard, je rumine encore cela.
Avec Freeman Dyson parti, l'univers agité sera encore plus agité.