ג'יי ארנסט וילקינס הבן: ילד הפלא שחוקי ג'ים קרואו לא יכלו להשתמש בו
בשנת 1944 פרויקט מנהטן היה זקוק לו מספיק כדי שאדוארד טלר (Edward Teller) יכתוב להגנתו, ויכנה אותו "אדם מסוגל" שעושה "עבודה מצוינת". זה לא עזר. כשעמיתיו במעבדה המטלורגית עברו לאוק רידג', ג'יי ארנסט וילקינס הבן לא הלך, כי חוקי ההפרדה של טנסי היו אומרים שהוא היה משוכן בנפרד מהאנשים שאת המשוואות שלהם הוא פתר. הוא היה בן עשרים ואחת, החזיק בדוקטורט במשך שנתיים, ועזר להבין כיצד נייטרונים נעים בתוך כור גרעיני. ארצות הברית לא הצליחה למצוא לו חדר.
שיקגו בגיל שלוש-עשרה
וילקינס נולד בשיקגו ב-1923 למשפחה בעלת הישגים ניכרים — אביו, ג'יי ארנסט וילקינס האב, היה בעצמו דמות בעלת מעמד לאומי — ויכולותיו של הבן הודיעו על עצמן מוקדם ובאופן בלתי ניתן לטעות. הוא נכנס לאוניברסיטת שיקגו בגיל שלוש-עשרה, הסטודנט הצעיר ביותר שהמוסד קיבל אי פעם, והעיתונות הלאומית תפסה אותו בהתלהבות הגולמית של התקופה, ותייגה אותו כ"גאון הכושי".
התווית הייתה נטל ועיוות, אך התיעוד שמתחתיה היה אמיתי. הוא קיבל את התואר הראשון שלו במתמטיקה בגיל שבע-עשרה, בשנת 1940. תואר שני הגיע בשנה שלאחר מכן. בשנת 1942, בגיל תשע-עשרה, הוא השלים דוקטורט במתמטיקה אצל מגנוס הסטנס (Magnus Hestenes), עם תזה בחשבון וריאציות — והפך לאפרו-אמריקאי השביעי שקיבל דוקטורט במתמטיקה משיקגו. מעט מאוד אנשים בהיסטוריה של המתמטיקה האמריקאית דחסו קריירה שלמה של הסמכה לשש שנים. מעטים עוד יותר עשו זאת תוך כדי שנכתב עליהם כסקרנות.
טסקיגי, ואז המעבדה המטלורגית
לאחר תקופת הוראה במכון טסקיגי, וילקינס הצטרף למעבדה המטלורגית של אוניברסיטת שיקגו ב-1944 — המבצע בזמן המלחמה, שנוהל תחת ארתור הולי קומפטון (Arthur Holly Compton) עם אנריקו פרמי (Enrico Fermi) באתר, שהפיק את תגובת השרשרת הגרעינית המבוקרת הראשונה וכעת פתר את הפיזיקה של ייצור פלוטוניום. וילקינס עבד על שיטות לייצור חומר ביקוע, עם תשומת לב מיוחדת לפלוטוניום-239.
כשההעברה לאוק רידג' קרסה על סלע חוקי ג'ים קרואו, טלר המליץ עליו ליוג'ין ויגנר (Eugene Wigner). השותפות שבאה לאחר מכן הפיקה את העבודה שוילקינס ידוע בזכותה ביותר.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →ספקטרום ויגנר-וילקינס
כור גרעיני הוא, ביסודו, בעיה בהנהלת חשבונות על נייטרונים: כמה יש, ו—באופן מכריע — כמה מהר כל אחד הולך. ההסתברות שנייטרון יגרום לביקוע תלויה בחדות באנרגיה שלו, כך שתכנון כור שאינו יודע את התפלגות האנרגיה של אוכלוסיית הנייטרונים שלו אינו תכנון כלל.
ויגנר ווילקינס הבינו כיצד להעריך את ההתפלגות הזו. התוצאה ידועה כגישת ויגנר-וילקינס, וספקטרום האנרגיה של הנייטרונים שהיא מניבה נושא את שמותיהם. זו אינה פינה אקזוטית בתחום; היא יסודית. השיטה עומדת בבסיס האופן שבו כורים גרעיניים מתוכננים, והמאמרים עדיין מצוטטים על ידי מדענים עובדים יותר משבעים שנה לאחר מכן. וילקינס היה בשנות העשרים המוקדמות לחייו כשעשה זאת.
קריירה בארבעה מגזרים
מה שיוצא דופן בשאר חייו הוא כמה מעט מהם נשאר במקום אחד. וילקינס נע בין מתמטיקה טהורה, הנדסה גרעינית, אופטיקה ותעשייה בשטף שנדיר בכל עידן והיה נדיר עוד יותר באקדמיה האמריקאית של המאה העשרים. הוא עבד על תכנון אופטי ומערכות עדשות. הוא עבד על מיגון קרינת גמא — המתמטיקה של כמה חומר עומד בין כור לאנשים שלידו. הוא פרסם הרבה מעל מאה מאמרים לאורך שבעה עשורים. הוא אפילו הפנה את תשומת ליבו למתמטיקה של הימורים.
בשנת 1970 הוא הפך לפרופסור מכובד באוניברסיטת הווארד, שם הקים את תוכנית הדוקטורט במתמטיקה — תוכנית הדוקטורט הראשונה במתמטיקה באוניברסיטה שחורה היסטורית, ופיסת בניית מוסדות שהשפעותיה מצטברות בדרך שמאמרים בודדים אינם עושים. הוא כיהן כנשיא האגודה הגרעינית האמריקאית בשנים 1974–75 ונבחר לאקדמיה הלאומית להנדסה בשנת 1976.
מדוע ארנסט מכונה גאון
המילה הוצמדה לוילקינס לפני שעשה משהו, וזו הבעיה הראשונה איתה. העיתונות כינתה אותו "הגאון הכושי" כשהיה סטודנט שנה א' בן שלוש-עשרה, והביטוי עשה עבודה גזעית לא פחות מעבודה אינטלקטואלית — פלא להצביע עליו במקום מדען להעסיק. כל חשבון כנה חייב להתחיל בהפרדת התווית מההישג.
ההישג שורד את ההפרדה. ספקטרום ויגנר-וילקינס אינו סוג הדברים שסטודנט מוקדם מפיק; זוהי תרומה אמיתית לתורת הכורים הגרעיניים, שנעשתה בשיתוף פעולה עם אחד הפיזיקאים הגדולים של המאה, והיא עדיין בספרות כי היא עדיין נכונה ועדיין שימושית. האיכות הספציפית המוצגת היא טווח אנליטי — אותו אדם שעובר מחשבון וריאציות להסעת נייטרונים לתכנון עדשות למיגון קרינה, כל אחד דורש אינטואיציה פיזית שונה, ועושה עבודה הניתנת לפרסום בכולם. זה יוצא דופן. רוב המתמטיקאים בעלי יכולת דומה מצטמצמים במקום להתרחב.
טיעון הנגד ראוי לציון. וילקינס לא פתח תחום או השאיר אחריו משפט שנושא את שמו בלבד בדרך שבה המתמטיקאים הגדולים ביותר עושים; תוצאת החתימה שלו משותפת עם ויגנר, שהיה הדמות הבכירה. חלק גדול מהתפוקה שלו היה יישומי, תעשייתי וייעוצי — עבודה מצוינת שפתרה בעיות ספציפיות במקום להגדיר מחדש משמעת. וההסמכות המוקדמות יוצאות הדופן, שנלקחו כשלעצמן, מודדות מהירות רכישה ולא עומק של מקוריות.
אבל יש טיעון נגד עובדתי שלא ייעלם. אדם בעל יכולת כזו בילה את העשורים הפוריים ביותר שלו בניווט במדינה שלא תיתן לו לעלות על רכבת למעבדה שבה העבודה התרחשה. מה שוילקינס השיג הוא השיג עם חלק ניכר מהאנרגיה שלו מופנה פשוט לעצם האפשרות לעבוד. הגאונות מתועדת. התקרה עליה לא הייתה שלו.
מורשת
וילקינס מת ב-2011, בגיל שמונים ושבע, לאחר חיי עבודה של כ-שבעים שנה. שמו נשמר בשני מקומות שיכולים בקושי להיות שונים יותר: בספקטרום הנייטרונים שפיזיקאים של כורים עדיין מחשבים, ובתוכנית הדוקטורט בהווארד שמייצרת מתמטיקאים שחורים מאז שהקים אותה. הראשון הוא פיסת פיזיקה. השני הוא פיסת תיקון. הוא אחד האנשים הבודדים שהצליחו בשניהם.