Ulasan buku: Birds and Frogs-Selected Papers of Freeman Dyson, 1990–2014

Oleh: Nurisya Mohd Shah, Ph.D
Penyarah Kanan Fizik Teori,
Jabatan Fizik, Fakulti Sains, UPM

Adakah anda seorang ahli matematik yang tergolong di dalam kategori kelas burung ataupun kategori kelas katak? Baik, ini kelihatan agak janggal. Penulis kali pertama melihat buku “Birds and Frogs: Selected papers, 1990-2014” tulisan Freeman Dyson adalah semasa menghadiri satu persidangan yang dihadiri pemenang hadiah Nobel Fizik 2016 di Singapura pada Jun 2017. Melihat sahaja tajuknya, sudah cukup untuk membuatkan hati penulis tergerak untuk menjadikan buku ini sebagai salah satu koleksi peribadi.

Bagi yang belum mengetahui, Freeman Dyson merupakan salah seorang ahli matematik, ahli fizik teori, sejarawan sains dan juga penulis yang hebat. Banyak konsep teori yang mengambil nama sempena nama Dyson sebagai mengenang sumbangan beliau seperti sfera Dyson, siri Dyson dan lain lagi. Setakat ini Dyson telah menulis lebih daripada 15 buah buku dan buku Birds and Frogs adalah karya beliau yang terkini terbitan World Scientific Publishing pada tahun 2015.

Birds and Frogs merupakan salah satu tajuk di bawah bab syarahan tentang sains oleh Dyson. Terdapat lima bab kesemuanya iaitu bab pengenalan dan ulasan, memoir beberapa tokoh matematik dan fizik yang hebat, politik dan sejarah serta akhir sekali beberapa himpunan manuskrip berbentuk teknikal. Syarahan bertajuk Birds and Frogs dinamakan siri Syarahan Einstein anjuran Persatuan Matematik Amerika Syarikat sempena memperingati Albert Einstein. Walaupun Einstein bukanlah seorang ahli matematik (beliau merupakan ahli fizik) namun sumbangan beliau dalam bidang matematik amatlah besar, dan menurut Dyson, Einstein merupakan contoh terbaik yang boleh dikategorikan dalam kelompok kelas burung.

Menurut Dyson, kelompok kelas burung adalah seperti burung yang bebas terbang tinggi di udara dan mempunyai skala pandangan dari sudut yang luas. Seorang ahli matematik seperti burung mempunyai pemikiran yang menyeluruh dan menerbit serta menyelesaikan masalah matematik daripada pelbagai sudut yang berbeza. Ahli matematik hebat yang tergolong dalam golongan ini yang disebut Dyson ialah seperti David Hilbert (1862-1943) , John von Neuman (1903-1957), dan Herman Weyl (1885-1955). Nama-nama ini sememangnya juga dikenali oleh ahli fizik teori kerana sumbangan mereka dalam bidang fizik terutamanya fizik teori kuantum.

Katak pula yang selalunya menghuni kolam boleh melihat, memerhati dan menikmati keindahan bunga teratai dan pemandangan kolam di sekelilingnya untuk jangka masa yang lama. Dalam erti kata lain, seekor katak mempunyai jangkauan pandangan yang agak terbatas berbanding burung. Maka, ahli matematik seperti katak sebenarnya lebih memberikan fokus kepada perkara yang sangat teliti dan mendalam untuk sesuatu perkara dan sebaiknya cuba menyelesaikan masalah yang dihadapi secara berperingkat. Dyson menulis, beliau sendiri tergolong dalam kelas ini. Beberapa nama lain yang disebut Dyson ialah ahli falsafah England, Francis Bacon (1561-1626) dan ahli Matematik Rusia, Abram Besicovitch (1891-1970).

Oleh yang demikian, Dyson menyimpulkan bahawa ahli matematik secara amnya boleh dikelaskan kepada dua jenis, sama ada kelas burung atau katak. Ini adalah hasil daripada pengalaman peribadi beliau yang sejak muda lagi telah berpeluang berjumpa dan bekerjasama dengan ramai pakar dalam bidangnya iaitu matematik. Beliau menulis burung dan katak bukanlah burung atau katak, menunjukkan bahawa kedua-dua jenis kelas ini adalah sangat diperlukan dan sama penting. Sememangnya bidang matematik itu sendiri amat luas (analogi ciri burung) dan mendalam (analogi ciri katak). Dunia sains semestinya memerlukan kedua-dua kumpulan kelas ini untuk bekerjasama dalam menerokai bidang matematik untuk ke tahap yang lebih baik. Jika kukuh pengetahuan ilmu dan teknik penyelesaian matematiknya, maka bidang lain yang bersangkutan akan mendapat kesan yang lebih baik.

Selain topik Birds and Frogs, buku ini juga menghimpunkan syarahan dan pandangan Dyson yang belum pernah diterbitkan oleh mana-mana penerbit yang menyentuh bukan sahaja tentang isu terkini bidang fizik, malah masalah yang dihadapi pengkaji sains dan kemajuan dalam konteks agama yang membawa beliau diangkat sebagai penerima Hadiah Templeton pada tahun 2000. Ini juga termasuk jejak hasil kerja John von Neumann, seorang ahli matematik dari Hungary yang sememangnya memberi sumbangan yang besar dalam bidang fizik kuantum. Susur galur perjalanan karier saintifik Neumann diceritakan dengan panjang lebar. Dyson juga mengambil inisiatif menulis kisah ringkas bagi nama-nama seperti James Bradly (pencetus sains moden dan teknik pengukuran jitu dalam cerapan), Enrico Fermi (ahli fizik yang mengetuai kumpulan yang membangunkan reaktor nuklear di Chicago, dikenali sebagai Chicago cyclotron), Edward Teller (1908-2003), John Archibald Wheeler, Chandrasekhar dan akhir sekali Nicholas Kemmer. Dyson terpanggil untuk memberitahu pembaca tentang bagaimana karier beliau dalam bidang matematik dan juga fizik telah terkesan hasil daripada pertemuan dan pengalaman peribadi beliau bersama ahli saintis hebat di zamannya.

Bab akhir Birds and Frog menghimpunkan lapan manuskrip teknikal tulisan Dyson (ada yang telah diterbit oleh manuskrip yang berwasit) yang antaranya, merangkumi topik mekanik statistik, teori matrik rawak (random matrices) dan gas Coulomb, pemfaktoran nombor Fermat, sempadan purata kelegapan (mean opacity) dan makalah akhirnya yang mungkin lebih menarik ialah berkenaan pengesan medan graviti.

Seperti yang dijangkakan oleh Einstein dalam teori kerelatifan beliau, Dyson juga bersikap positif terhadap penyelidikan terkini yang berkaitan dengan pembuktian gelombang kegravitian. Dyson membincang dan mempertimbangkan tiga jenis pengesan graviti, yang mengikut pembuktian matematik beliau sebagai tidak effektif. Ini termasuklah pengesan graviti LIGO pada tenaga rendah, pengesan graviti elektrik dan juga pengesan coherent graviton-conversion pada tenaga tinggi. Namun Dyson juga optimis dengan pengesan yang ke-empat yang dinamakan teleskop Space Planck yang masih menunggu hasil kajiannya pada waktu itu. Dyson mungkin bergembira dua tahun selepas tulisan beliau ini kerana pada 2016 gelombang kegravitian berjaya dikesan buat kali pertamanya.