В конце сороковых годов квантовая теория была всё ещё далека от завершения. Оставалось множество белых пятен и нерешённых проблем. Например: как взаимодействуют заряженные частицы? Как они излучают и поглощают фотоны? Всякий раз, рассчитывая взаимодействия и превращения заряженных частиц, физики-теоретики получали в решениях сложнейших уравнений бесконечно большие величины - так называемые сингулярности. Сингулярность - то, что невозможно описать[Н2]. В сингулярности не действуют никакие известные законы физики и математики. То, что происходит в сингулярности, не соответствует известным закономерностям и правилам. Некоторые сингулярности проходят даже в школьной математике - например, все знают, что делить на ноль нельзя. Получается нечто бесконечно большое, невозможное и не существующее в реальном мире.
В конце сороковых годов, решая уравнения квантовой электродинамики, физики получали в результате сингулярности. Квантовая механика "работала", а квантовая электродинамика топталась на месте, и если бы выход не был найден, у нас сейчас не было бы смартфонов, быстродействующих компьютеров, гигантских коллайдеров и многого другого, без чего мы не представляем сегодняшнюю цивилизацию.
Физики нуждались в новой, неожиданной идее, способной избавить теорию от сингулярностей. Такая бунтарская идея пришла в голову Ричарду Фейнману в 1949 году. То, что он придумал, получило название "диаграмм Фейнмана", поскольку внешне его рисунки действительно напоминали диаграммы: линии, прямые и волнистые, изображали траектории частиц, точки пересечения соответствовали самим частицам. Точки, линии и стрелки символизировали определённые физические процессы. Диаграммы получались очень сложными, но сингулярности исчезали. Однако мало кто в то время в диаграммах Фейнмана мог разобраться, и одним из немногих оказался Фримен Дайсон. Он не просто разобрался в диаграммах, но увидел и сумел объяснить физикам-теоретикам, какой глубокий физический смысл в диаграммах заключался. Можно сравнить фейнмановские диаграммы с замечательным механизмом, к которому Дайсон подобрал горючее и заставил работать. Теоретическая квантовая электродинамика сдвинулась, наконец, с "мертвой точки" и начала быстро и успешно развиваться.
В его стиле - найти нерешаемую задачу, подобрать к ней ключ, дать толчок, и пусть другие, более терпеливые, разбираются в деталях. Сам же переходил к другой "неразрешимой" задаче. Стиль Дайсона - бунтовать, в том числе и против своих же вчерашних убеждений.
Прочитав работы Дайсона о фейнмановских диаграммах, Роберт Оппенгеймер, возглавлявший в ту пору Институт перспективных исследований в Принстоне, предложил ему пожизненную должность в этой цитадели самой передовой науки, где работал Эйнштейн.
В конце 1950-х годов на орбиту вышли первые советские и американские спутники, но никто не предполагал, что до полёта человека осталось всего несколько лет. И никто, кроме фантастов, не мечтал, что человек сможет полететь к далеким планетам и даже к звёздам. Именно тогда Дайсон принял участие в уникальном проекте: создании космического корабля "Орион" с атомными двигателями.
Суть его идеи такова: в камере сгорания происходит ядерный взрыв, колоссальная энергия которого нагревает плазму до температуры в миллионы градусов. Плазма с огромной скоростью вылетает из сопла и создает ускорение, разгоняющее корабль. В следующее мгновение взрывается другая атомная бомба..., за ней третья..., двадцать пятая... Такую ракету за очень короткое время можно разогнать до скоростей в тысячи километров в секунду!
Дайсон увлёкся идеей. Прежде всего - это была чрезвычайно интересная физика. Но главное: уже в те годы Дайсон стал убеждённым сторонником полного ядерного разоружения. Более того, он полагал, что, если государствам не удастся прийти к всеобщему соглашению, Соединенные Штаты должны отказаться от ядерного арсенала в одностороннем порядке. Этой позиции, которая многим (почти всем!) представлялась странной и еретической, Дайсон придерживался до конца жизни.
Выступая в марте 2009 года в Москве на семинаре в Физическом Институте им. П. Н. Лебедева, Дайсон сказал, что по-прежнему убежден: "действия, предпринимаемые в одностороннем порядке, обычно приближают кардинальное разоружение эффективнее, чем многосторонние переговоры". В пример он привёл президента США Ричарда Никсона, который в 1969 году приказал уничтожить всё американское биологическое оружие. Он рисковал? Безусловно. Но в результате три года спустя была подписана международная конвенция, объявившая биологическое оружие вне закона.