Freeman Dyson : Le physicien qui refusait de se spécialiser

Dans un bus Greyhound quelque part entre Berkeley et Princeton en 1948, un Anglais de 24 ans sans doctorat eut ce qu'il appela plus tard un « éclair de génie » : les trois versions rivales et mathématiquement incompatibles de l'électrodynamique quantique sur lesquelles travaillaient Julian Schwinger, Sin-Itiro Tomonaga et un étrange et brillant saltimbanque nommé Richard Feynman étaient, en fait, la même théorie. Freeman Dyson l'a rédigé dans un seul article, a offert à la physique ses diagrammes de Feynman comme boîte à outils, puis, ayant accompli la seule chose pour laquelle son domaine se souviendrait le plus de lui, il a passé les sept décennies suivantes à refuser de recommencer.

Le trajet en bus qui a rendu l'électrodynamique quantique utilisable

La route de Dyson vers ce bus a commencé au Trinity College de Cambridge, où il est arrivé boursier à quinze ans et a étudié sous la direction de G.H. Hardy et, plus tard, de Paul Dirac. La guerre a interrompu ses études : à dix-neuf ans, il a rejoint la Section de recherche opérationnelle du Bomber Command de la RAF, calculant les taux de pertes et insistant, sans succès, pour retirer les tourelles des bombardiers Lancaster afin de les rendre plus rapides et plus difficiles à atteindre. L'armée l'a ignoré et les équipages sont morts dans les proportions que ses statistiques avaient prédites — une leçon précoce et formatrice sur les limites d'avoir raison sans avoir de pouvoir.

Après la guerre, il a obtenu une bourse du Commonwealth à Cornell pour étudier sous la direction de Hans Bethe, s'est lié d'amitié avec Feynman et, en 1949, a publié l'article prouvant que les diagrammes de Feynman, le formalisme des opérateurs de Schwinger et l'approche de Tomonaga étaient des descriptions mathématiquement équivalentes de la même physique. C'est Dyson, et non Feynman, qui a publié pour la première fois les diagrammes de Feynman et les a transformés en machine à calculer utilisée depuis par tout physicien des particules. J. Robert Oppenheimer, qui avait initialement douté de lui, a été convaincu et, en 1953, a offert à Dyson un poste à vie à l'Institute for Advanced Study — apparemment, selon les mots d'Oppenheimer lui-même, « pour m'avoir prouvé que j'avais tort ». Dyson n'a jamais terminé de doctorat. Il n'en a jamais eu besoin.

Une carrière qui ne voulait pas rester en place

Ce qui a suivi fut moins une carrière qu'une série de raids sur différents domaines. Avec Andrew Lenard en 1966, il a prouvé rigoureusement pourquoi la matière ordinaire ne s'effondre pas sur elle-même — que le principe d'exclusion de Pauli, et non le seul électromagnétisme, maintient les objets solides. Il a élaboré les mathématiques des transitions de phase unidimensionnelles et des ondes de spin, a développé des outils en théorie additive des nombres et, en 1973, lors d'une rencontre fortuite avec le mathématicien Hugh Montgomery, il a reconnu que le motif statistique de l'espacement des nombres premiers correspondait à l'espacement des niveaux d'énergie des noyaux atomiques lourds — une connexion entre la théorie des nombres et la physique nucléaire que les mathématiciens recherchent encore.

Il a également construit des objets. À la fin des années 1950, il faisait partie de l'équipe d'Edward Teller qui a conçu le réacteur TRIGA, un petit réacteur nucléaire délibérément conçu pour être sûr et qui ne pouvait pas fondre ; les unités TRIGA produisent encore aujourd'hui des isotopes médicaux dans des hôpitaux et des universités du monde entier. À la même époque, chez General Atomics, il s'est lancé dans le Projet Orion, un plan visant à propulser des vaisseaux spatiaux en faisant détoner de petites bombes nucléaires derrière une plaque de poussée — une idée qui lui a brièvement semblé être une voie réelle vers Mars d'ici 1965 et Saturne d'ici 1970. Il a soutenu le Traité d'interdiction partielle des essais nucléaires de 1963 par principe, même si ses restrictions sur les essais atmosphériques ont mis fin à Orion, et a plus tard présidé la Federation of American Scientists et a témoigné devant le Sénat en faveur du traité. Cela lui a coûté son propre rêve et il l'a fait quand même.

La sphère qu'il avait imaginée comme une blague

En 1960, dans un court article pour Science, Dyson a proposé qu'une civilisation suffisamment avancée épuisant l'énergie de son étoile pourrait démanteler des planètes pour construire une coque ou un essaim d'habitats capturant presque toute la lumière de cette étoile — rayonnant la chaleur résiduelle dans l'infrarouge, ce qu'un télescope pourrait détecter. Il a admis plus tard que l'idée « était censée être une blague et n'avait rien à voir avec le travail », et il a été surpris qu'elle devienne, sous le nom de « sphère de Dyson », l'un des concepts les plus célèbres de la science-fiction et de la recherche d'intelligence extraterrestre, éclipsant complètement la théorie des nombres et la physique des réacteurs qu'il considérait comme son véritable travail.

Contestataire par constitution

Les collègues de Dyson ne le décrivaient pas comme combatif, mais plutôt comme constitutionnellement incapable de laisser une question réglée telle quelle. Steven Weinberg, qui a remporté le prix Nobel pour des travaux fondés en partie sur les diagrammes de Dyson, l'a exprimé de manière mémorable : « Lorsque le consensus se forme comme la glace durcissant sur un lac, Dyson fera de son mieux pour briser la glace. » Son ami Oliver Sacks a déclaré que le mot préféré de Dyson pour désigner la bonne science était « subversif ». Ce tempérament a produit ses idées les plus précieuses et ses plus dommageables en même temps. À la fin de sa vie, il est devenu un sceptique notoire du consensus scientifique sur le changement climatique d'origine humaine, arguant que les modèles climatiques comportaient une incertitude excessive et que l'augmentation du dioxyde de carbone pourrait faire plus de bien que de mal sur le plan écologique — une position qui l'a mis en conflit avec James Hansen de la NASA, qu'il a accusé de transformer « sa science en idéologie », et a suscité de vives réfutations publiques de la part de climatologues qui estimaient qu'il n'était pas à la hauteur sur des données qu'il n'avait pas lui-même recueillies.

Pourquoi Freeman est appelé un génie

Les arguments en faveur de la qualification de génie pour Dyson reposent moins sur un théorème unique que sur l'étendue : en une vie, il a unifié l'électrodynamique quantique, prouvé un résultat fondamental sur la stabilité de la matière, ouvert un pont entre la théorie des nombres et la physique nucléaire, conçu un réacteur qui sauve encore des vies et inventé une idée aujourd'hui intégrée à la recherche de civilisations extraterrestres. Peu de scientifiques du XXe siècle ont travaillé sérieusement dans autant de domaines à ce niveau. Le « bris de glace » de Weinberg témoignait lui-même d'un esprit exceptionnellement libre et chasseur de motifs, et Edward Witten a déclaré que ses contributions étaient « si vastes qu'il est pratiquement impossible pour quiconque de les résumer adéquatement ».

L'argument opposé honnête est tout aussi réel. Dyson lui-même a expliqué pourquoi il n'avait jamais remporté de prix Nobel pour l'électrodynamique quantique, la réalisation qui aurait dû lui en valoir un : « il faut avoir une longue capacité d'attention, s'emparer d'un problème profond et important et s'y tenir pendant dix ans. Ce n'était pas mon style. » C'est un génie de la synthèse et de la traduction — quelqu'un capable de voir que les idées disparates des autres étaient secrètement une seule idée — plus qu'un génie de la découverte originale et soutenue. Et son climatoscepticisme, sans fondement dans ses propres recherches dans ce domaine, rappelle qu'un esprit conçu pour croiser les disciplines peut aussi en croiser d'autres où ses intuitions ne portent plus leurs fruits.

Héritage

Dyson est décédé en 2020 à 96 ans, ayant survécu à presque tous les physiciens de sa génération et ayant passé ses dernières décennies autant comme essayiste public que comme scientifique, écrivant pour The New York Review of Books et plaidant, dans des livres comme Disturbing the Universe, pour un avenir de technologie verte génétiquement modifiée et de diffusion humaine dans l'espace. L'épitaphe du directeur de l'IAS, Robbert Dijkgraaf, était simple : « Son secret était simplement de dire 'oui' à tout dans la vie, jusqu'à la toute fin. » Aucune médaille Nobel ne couronne cet héritage, mais les diagrammes présents dans chaque manuel de physique des particules portent toujours son nom.