2020年2月28日，弗里曼·戴森 （Freeman Dyson）去世，如何評價他的貢獻？

圖注：年輕時的戴森

弗里曼·戴森是一名頗有遠見的物理學家、數學家，曾為量子電動力學的建立做出了決定性的貢獻，1947年至美國康乃爾大學研究，1951年正式定居美國，1953年成為普林斯頓高等研究物理學教授至今。戴森教授不僅是位優秀的理論物理學者，更是一位關心人類命運、嚮往無限宇宙的睿智哲人。他一生優遊數學、粒子物理、固態物理、核子工程、生命科學、天文學領域，志在探索未知的世界。戴森教授早年為量子電動力學的巨擘，與諾貝爾物理獎擦肩而過。1956年發表的《自旋波》論文受到無數引用，堪稱物理學史上的重量級論文之一，並獲得過 1964 年諾貝爾物理學獎提名。“自旋波”被稱為是他一生最重要的貢獻，另外一個最為著名的便是其1959年提出戴森球的構想。

圖注：戴森球構想圖

戴森球：宇宙文明的高階形態

可以說，戴森最著名的想法是“戴森球體”，這是一種假設的結構，一個文明可能會圍繞一顆恆星建造，人類可以充分地利用它的能量。這個概念也出現在科幻小說和天文學中。近年來，一些天文學家甚至推測，我們星系中某個表現出奇怪調光行為的恆星周圍可能存在一個不完整的戴森球體，即一個“外星巨型結構”。他認為：每個人類技術文明對能源的需求是恆定地增長著，如果人類文明能夠延續足夠長的時間，那必然有一天他的能源需求會膨脹到要利用太陽的全部能源輸出。他認為此時就有必要建立環繞太陽的殼狀軌道結構以便用來收集由太陽輸出的全部能源。在那之後又陸續出現各種變體戴森環、戴森殼、戴森雲等。

圖注：戴森球構想圖

發現可疑結構

科學家在NASA的開普勒任務曾經觀測過的十萬多顆恆星中發現一顆名為KIC 8462852的恆星有著怪異的亮度變化：它的光變曲線上也有凹坑，但並非週期性出現。有些凹坑很深，有一個深達15%，還有一個甚至深達22%！開普勒的資料顯示，KIC 8462852的光變曲線出現過深達22%的凹坑。右圖中的橫座標是某一日期之後的天數，縱座標則是這顆恆星的亮度，取正常亮度為1。在第1500天左右，這顆恆星的亮度出現了22%的降幅。其中一個猜測便是看到了一個正在建造戴森球的高等外星文明。巨大的太陽能板（或者太陽能板的叢集）寬達上百萬千米，有著古怪的形狀，有可能產生我們在那顆恆星的光變曲線中看到的那些凹坑

圖注：正在建造戴森球的高等外星文明藝術想象圖對生命的的見解

“看著生命的歷史,”戴森寫道,“我們看到大約需要[100萬]10 ^ 6年發展一個新物種,[1000萬]10 ^ 7年進化的一個屬,[1億]10 ^ 8年進化門和[100億]10 ^ 10年內發展從遠古的黏液智人。如果生命在未來繼續以這種方式存在，就不可能對生命可能呈現的各種物理形式加以限制。在未來10^10年裡會發生什麼變化來與過去的變化相抗衡？“可以想象，”戴森繼續說，“在未來的10^10年裡，生命可能會從有血有肉的物質中進化出來，成為星際黑雲或有感知能力的計算機的化身。”

圖注：戴森

最後引用戴森老爺子的話結尾：

“生命可能需要溫暖、液態水和可靠的能量來源，才能在寒冷的宇宙中生存，但前提是意識與身體相連。由於我是一個哲學樂觀主義者，我認為……生命可以自由地演化成任何最符合其目的的物質化身。”

這樣一偉科學家遠去了，祝願他在天堂能夠繼續他的科學之路！

2020年2月28日，弗里曼·戴森 （Freeman Dyson）去世，如何評價他的貢獻？

著名物理學家、數學家和作家，普林斯頓高等研究院教授弗里曼·戴森於2020年2月28日去世，享年96歲。瞭解戴森的朋友會知道，他是量子電動力學的主要奠基人之一！以為了解戴森的朋友也知道，他有一個如雷貫耳，指引人類尋找外星人的“戴森球理論”，無論你知道與否，下文將帶你展開下戴森的簡介以及戴森球理論能否真的找到外星人！

戴森有哪些貢獻？

戴森出生於英國，早年在劍橋的三一學院學習，畢業後和著名的物理學家亞瑟·愛丁頓以及量子論奠基者保羅·狄拉克等科學家一起工作，二戰結束後他到美國學習並和費曼一起調和了兩種相互競爭的量子電動力學理論。

1949年戴森證明了費曼的路徑積分與施溫格和朝永振一郎發展的變分法的表述的等價性，為量子電動力學的建立做出了決定性的貢獻。就像當年薛定諤，泡利，約爾當證明了矩陣力學和波動力學在數學上完全等價一樣，意義非凡！

迪克格拉夫如此評價戴森：“他能夠證明所有這些不同的觀點都是一回事。他是物理學的偉大統一者。”

1964年，弗里曼·戴森獲得諾貝爾物理獎提名。

除了量子力學以外，戴森還在核武器政策上做出了重要貢獻，當然他在外星人愛好者最有名的一項工作，也就是著名的戴森球理論。戴森在他1959年出版於科學雜誌的論文“人工恆星紅外輻射源的搜尋”中提出了戴森球理論。

戴森球理論

所謂的戴森球或者戴森結構是，超級文明建造一個巨大的結構將恆星部分或者全部包裹起來，將恆星的絕大部分輻射能利用起來，這個理論和前蘇聯卡爾達肖夫的文明等級指數結合起來就比較容易理解了。

卡爾達肖夫的文明等級區分標準是對能源的利用，分為I型、II型和III型。

I型文明達到所在行星全部可用能量；II型文明能全部利用它母恆星的能量；III型文明則完全利用它所處星系的所有能量；

按卡爾達肖夫的標準，人類處在I型文明前夜的0.75級。而戴森球文明則處在II型文明，因為他們已經大部分利用了恆星的能源。但戴森球理論的早期顯然是不成熟的，因為製造這樣一個龐大的蛋殼結構是不切實際的。因此在在關於戴森球的理論中，戴森雲或者戴森泡以及戴森環都多種變體，

大幅降低了製造難度，而且也大致上能滿足戴森提出的最初想法，不過這個理論還是遭到了科學界普遍的質疑，其最大的爭議莫過於是否真的有必要製造如此龐大的結構，但最終目的卻只是利用其輻射能，難道外星超級文明還停留在太陽能的時代？

最近接戴森球理論的天文事件

大約在2011年，開普勒望遠鏡在天鵝座發現一個奇怪的天體，一顆亮度為12等的目標星 KIC 8462852，也就是後來俗稱的“塔比之星”，距離地球約1480光年。開普勒使用凌星法尋找系外行星，儘管塔比之星出現了光度變化，但卻不是凌星的那種規律，所以被機載電腦自動忽略了。

但開普勒忽略的那些觀測資料在行星獵手”（Planet Hunters）網站上被公開了，結果萬能的網友將這顆編號KIC 8462852的恆星翻了出來，參與搜尋的志願者給它打上了標籤"奇特"、“有趣”、“巨大的凌星”，因此引起耶魯大學的天文學家Boyajian的興趣，經過分析，它的變光週期為750天，光度下降15%，在1520天后，繼續下降22%，然後還有不同幅度光降。

如此複雜的光度變化曲線顯然不是行星或者彗星遮擋所能解釋的，所以不久之後KIC 8462852就被冠上了戴森球恆星的說法，而且從各種資料分析，確實和所謂戴森球比較相似，但天文學家顯然不滿足這個解釋。迄今為止提出的多種解釋中沒有一個解釋中沒有受到一致贊同的。

行星殘骸場：行星碰撞後的塵埃帶，但沒有觀測到額外的紅外輻射彗星群遮擋：KIC 8462852外圍的彗星帶受到引力擾動衝向KIC 8462852造成遮擋戴森球設想：這個是來湊數的，幾乎科學界就不接受這種說法。戴森能帶領我們找到外星人嗎？

儘管科學界並不太接受戴森球理論，但這KIC 8462852奇怪的跡象實在難以解釋，到現在為止，它每隔750天還是會發生光變，而且也將一直下去，所以也並沒有排除戴森球理論。畢竟要證明不是其實很難。

彗星塵埃遮擋說

但搜尋外星人的方法中，科學界從SETI計劃時代開始的無線電搜尋已經被放棄，至少官方已經不再支援，現在SETI計劃只有尋求民間資金，但估計這也不會堅持太久，這是一個沒有希望的方向，因為無線電在宇宙中幾乎就像相隔太平洋，卻徒勞無功的製造一個高音喇叭想讓對方聽到，不是痴人做夢麼？

新型撞擊碎片遮擋說

戴森球也是那種皇帝用金扁擔，金鋤頭幹農活的那種想法，當然我們並不是貶低戴森，而是我們所處的這個時代的科學水平所導致的，因為我們的認知就這麼點，即使是科學家也會受到時代的侷限！

我們很尊重戴森的研究成果，但並不打算利用戴森球理論來尋找外星人！

至於貢獻，想必他的訃告最能說明問題：戴森曾提出過許多革命性的科學見解，包括對量子世界和人類世界相連線的預估。他在眾多領域均有貢獻，包括核工程、固態物理學、天體物理學、生物學、應用數學等。

我們對這位偉大的物理學家瞭解最多的應該就是透過他提出的“戴森球”，1959年弗里曼戴森提出了這樣一個結構，它可以包裹在恆星的周圍，用來提取恆星的能量，儲存起來待用。因為戴森認為人類利用恆星例如太陽能的效率非常的低，當然這與我們也沒有必要的關係。

主要是因為太陽每秒釋放的能量太多了，但是地球所能接收到的輻射能量少之又少。太陽核心處每秒鐘就有6億噸氫發生核聚變，生成5.95億噸氦，在這個過程中損失的500萬噸質量，會全部按照愛因斯坦質能方程轉換成能量，並且以光和熱的形式向外釋放。在這個過程中地球所能接收到的太陽輻射能，可能僅僅是太陽釋放總輻射能的20億分之一。

而那些沒有接收到的太陽輻射能其實就全部浪費掉了，太陽系內目前來看只有地球上擁有生命，因此戴森就提出了這樣一種觀點，是否可以把太陽用人造物體包裹起來，接受太陽所有的輻射能，最後把這些能量供給人類文明使用。因為一個文明的發展，歸根結底來說是對於能量的利用。

前蘇聯的天文學家尼古拉·卡爾達舍夫（Nikolai Kardashev）在1964年就提出了這樣一個理論，他透過能量的利用形式或者說多少，把生物文明分成了三個等級：

型別I ：該等級的文明可以徹底掌握所在行星的能源，是該行星的主人，甚至周圍的衛星能源也可以全部掌握；型別II ：這個等級的生物文明可以徹底掌握所在恆星系的能源，例如人類要想達到這個等級，需要徹底的掌握太陽系的總能源；型別III ：該等級生物文明可以掌握整個銀河系的能源，屆時銀河系就是我們的大本營。

現在的人類文明差不多是處在0.7級文明，首先地球上的總能源沒有徹底掌握，而月球上的資源目前也無法利用。而戴森提出的戴森球結構正好符合二級文明的標準，就是可以徹底的掌握恆星的能源。在上個世紀天文學家就曾透過紅外空間望遠鏡，在深空中尋找過這樣的結構。當然也發現過很多特殊的現象，例如塔比星發生週期性光變，甚至突然變暗，這些都被認為是戴森球結構的作用。

當然目前也沒有確定證據表明戴森球的存在，還有科學家提出不同的觀點，認為如果一個生物文明發展到可以建造戴森球的程度，那麼就不需要建造這樣笨重的結構來獲取恆星的能量，那個時候可能掌握了更好的能源利用方式。因為生活在行星上的生物文明，要想建造一個戴森球或者戴森環結構，需要的材料可能一顆行星都不夠。例如有人就提出過這樣的觀點，如果要想在太陽周圍建造戴森球，那麼就需要把水星和金星全部銷燬，才夠建造戴森球的材料。

人類文明不斷的發展，未來的某一天可能就真的建造了戴森球，或者說在深空中發現了其他文明建造的戴森球，那個時候就是對弗里曼戴森這位物理學家的祭奠吧！

弗里曼-戴森1923年出生於英國伯克郡，最早在英國劍橋大學研究數學，第二次世界大戰結束之後來到美國並加入美國國籍，與今年2月28日去世，享年98歲

弗里曼戴森是一位著名的物理學家以及數學家，他對量子電動力學做出了決定性的貢獻，證明了施溫格和朝永振一郎發展的變分法和費曼的路徑積分表述的等價性。而且還涉及粒子物理、生命科學、天文學核子工程，固態物理等方面的研究

很多人可能對他並不熟悉，但聽到戴森球想必大家應該不陌生，沒錯這就是弗里曼戴森在1959年發表的《人工恆星紅外輻射源的搜尋》論文中提來的一種關於外星文明的理論。

戴森認為，在宇宙中一個擁有智慧文明的生物在母星上發展是有侷限性的，因為母星上的資源有限，外星文明想要發展為高階文明必須要離開母星，而在一個恆星系統中，能源幾乎都集中與恆星，比如我們的太陽系，太陽大約佔據了整個太陽系的百分之99.86，所以一個發展到高階的文明肯定會製造戴森球來吸收恆星獲取能源，以保證文明的延續。

在1964年，卡爾達舍夫還對智慧文明進行了三個等級的劃分：

I 級文明：可以利用整個母星的所有資源

II 級文明：可以利用整個恆星系統中所有資源，能夠在各行星上穿梭。

III 級文明：可以利用整個星系內的所有資源，達到三級文明也具備了星際飛行的能力，這個文明成都非常可怕。

而戴森球理論大約是在2級文明，以目前地球人類的文明程度而言，還無法利用整個地球的資源，所以只有0.7級

在弗里曼戴森一生中，也獲得很多的榮耀

如：1965年的丹尼·海涅曼數學物理獎

1966年的洛侖茲獎章

1968年的休斯獎章

1964年的諾貝爾物理學獎提名

1977年的哈維獎

1981年的沃爾夫物理學獎

1991年的奧斯特獎章

1993年的恩里科·費米獎

2000年的鄧普頓獎

2003年的波梅蘭丘克獎

2012年的龐加萊獎

弗里曼·戴森是在英國的1923年12月15日出生，在最早時期，戴森跟隨著著名的數學家G.H. 哈代在劍橋大學研究數學，而到了美國的二戰又跟隨了漢斯·貝特教授在康奈爾大學。

對於弗里曼·戴森來講，他不僅是數學物理學家、數學家和作家，而且還是普林斯頓高等研究院的教授。戴森證明了施溫格和朝永振一郎發展的變分法方法和費曼的路徑積分法的等價性，為量子電動力學的建立做出了決定性的貢獻，意義非凡！

同時他還在核武器政策和外星智慧等方面工作。或許大家對他並不是很熟悉，對大家來說，愛因斯坦、牛頓才是頂級的，雖然戴森的名號在傑出的物理學家中是比較陌生的，但是他的成就卻是馳名中外的。

“戴森球”理論

戴森提出的這個理論在《人工恆星紅外輻射源的搜尋》是有詳細解釋的，在戴森看來，我們賴以生存的地球本身所蘊藏的能量是非常有限的，根本不足以支撐地球文明可以發展到下一個高階階段，而在一個恆星－行星系統中，所含有的絕大部分能源都是來自恆星的輻射，但目前在太陽系內的各行星也只是接收了太陽輻射能量的大約 1/109。

所以戴森就認為要想發展高階文明，必須要有能力將太陽的能量全部接納。他提出將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來，這樣就會使得太陽的大部分輻射能量被收為己用，這樣有可能會有能量來長期支援這個文明並發展到足夠的高度。雖然這個理論聽起來很科幻，但卻是毫無破綻的，因為要想發展高階文明是必然要經過這個階段的。

戴森在1956年發表的《自旋波》論文也受到了無數引用，可以堪稱物理學史上的重量級論文之一！

蒂姆·奧雷利曾評價他“沒有他的才華，世界將暗淡些許”。