I libri di Lee Smolin e di Peter Woit sulle Stringhe

I libri di Lee Smolin e di Peter Woit sulle stringhe

Niente va più in fisica!

22 giugno 2007 - aggiornamento del 6 marzo 2008: il libro "Non è nemmeno sbagliata" di Peter Woit

Thibaud DamourVeneziano

Aggiunto il 22 settembre 2007

: "Dibattito" su France culture, tra

( membro dell'Accademia delle scienze, Istituto delle alte studi di Bures sur Yvette ),

(professore al Collège de France ) e Costa Bachas ( direttore di ricerca al Cnrs al dipartimento di fisica dell'École Normale Supérieure di Parigi ) il 21 settembre 2007

Questo articolo annunciava un ... dibattito. Ho ascoltato questa prestazione lunga e noiosa. Dettaglio: i tre "protagonisti" sono tutti e tre parte di questa stessa teoria! Mi vengono le mani giù...

I discorsi di Smolin sono distorti, in particolare da Damour, che oppone i progetti che propone la "gravità a loop" di Smolin e Rovelli e quelli delle teorie delle stringhe dicendo "che la teoria della gravità a loop non ha neanche proposto elementi confrontabili con le osservazioni". Passa sotto silenzio l'asse centrale del suo libro che consiste nel dire:

*- Abbiamo bisogno di idee completamente nuove, diverse. Per questo i ricercatori devono poter esplorare altre strade. Ciò che è sconvolgente è che la teoria delle stringhe monopolizza da trent'anni borse, fondi, posti di lavoro e scoraggia ogni iniziativa che possa uscire da questo quadro. *

La scandalosa frode della teoria delle stringhe, l'unica "teoria globale" della fisica, finalmente rivelata

**niente di più ..... **

Il fisico teorico Lee Smolin ha appena pubblicato un libro intitolato "Niente va più in fisica!", edito da Dunod.

**Lee Smolin **

Curriculum vitae e pubblicazioni scientifiche di Lee Smolin

Un libro di 485 pagine. Ma lo consiglio vivamente. Penso che questo libro farà storia nella storia delle scienze.

l'opinione del matematico Michel Mizony

Non so se esiste un precedente di questo tipo. Smolin è "al culmine della sua carriera", che conclude all'Institut Perimeter, in Canada. Questo libro traccia il suo percorso in cui ha partecipato per tre decenni a quel che si potrebbe definire una ricerca forsennata condotta da migliaia di ricercatori per cercare di dare un nuovo slancio alla fisica teorica. Per esempio, egli segnala che in trent'anni migliaia di ricercatori hanno pubblicato circa ... centomila articoli dedicati alla teoria delle stringhe, senza che questo portasse a nulla di concreto. Lui stesso ha prodotto diciotto articoli su questo argomento.

Prima di commentare questo libro, vi invito a seguire il dialogo tra Lee Smolin e Thibaud Damour, alla Cité des Sciences, organizzato sotto l'egida delle edizioni Dunod e della rivista Ciel et Espace, questo "dibattito" è animato dal giornalista David Fosset, che lavora per questa rivista. L'indirizzo per accedere a questa video:

Secondo un lettore, questa video è visibile con Real Player. Suggerisce l'installazione di una versione "light", senza pubblicità e senza che questa versione si installi automaticamente come versione privilegiata.

http://www.cite-sciences.fr/francais/ala_cite/college/v2/html/2006_2007/conferences/conference_342.htm

Clicca sulla telecamera blu, quella a sinistra

Chi non ha letto il libro di Smolin non può apprezzare le risposte che animano questo dibattito. Vorrei semplicemente fare alcune osservazioni. A un certo punto, Smolin dice che quando un progresso viene registrato in scienza, le cose si semplificano, diventano più chiare, più armoniose. Damour cita un esempio per dimostrargli il contrario, evocando un cambiamento di visione per il sistema solare, passando dal modello di Keplero a quello di Newton.

Il modello di Keplero era puramente fenomenologico. Si basava sulle osservazioni molto precise effettuate dall'astronomo danese Tycho Brahe. A partire da questi dati non era più possibile, considerando il modello eliocentrico di Copernico, considerare che le traiettorie dei pianeti avvenissero secondo cerchi. Vi ricordate senza dubbio le leggi di Keplero.

• Le traiettorie dei pianeti sono ellissi, il Sole si trova in uno dei fuochi.
• I quadrati dei tempi di rivoluzione sono proporzionali ai cubi degli assi principali.

Keplero aveva osservato questo, ma non "lo spiegava", non aveva un modello teorico per giustificarlo. Fu Newton a permettere di costruire matematicamente queste stesse traiettorie considerando semplicemente che i pianeti fossero "punti-massa", attratti dal Sole, un altro punto-massa, secondo la legge a cui diede il suo nome. Quindi c'è una semplificazione. L'osservazione di Keplero può quindi essere tradotta come:

*- Le traiettorie dei pianeti seguono le leggi della meccanica newtoniana, secondo la quale due oggetti si attraggono proporzionalmente alle loro masse e inversamente proporzionalmente alla distanza che li separa. *

Un matematico può dimostrare che queste traiettorie sono piane, e sono più precisamente coniche (cerchi, ellissi, parabole o iperboli nel caso di asteroidi o comete).

Questo aspetto dà ragione a Smolin. Ma Keplero cercò inoltre di spiegare perché i pianeti si fossero installati su certe orbite, e non su altre. Una ricerca empirica portò alla "legge di Titus-Bode", che non aveva ancora una spiegazione. Keplero fallì in un tentativo di descrizione di una "geometria naturale", secondo la quale le traiettorie planetarie corrispondevano a "inserimenti di poliedri" (vedi il mio fumetto Cosmi Story, scaricabile gratuitamente sul sito http://www.savoir-sans-frontieres.com. più precisamente a questo link. Si è rivelato che il modello di Keplero non si adattava semplicemente alle osservazioni.

Nella visione di Newton, i pianeti possono installarsi su qualsiasi orbita, l'unica limitazione è che i loro movimenti obbediscano alle leggi della meccanica. Damour si serve di questo per evocare il fatto che il modello planetario di Newton è "a parametri liberi", questi parametri essendo i raggi delle orbite. Non si preoccupa della legge di Titus-Bode, perché non vede la sua origine ontologica. L'esperienza di Keplero sembra essere un tentativo di determinare, non i valori delle orbite, ma almeno i loro rapporti. Questo discorso evoca l'effort fatto in fisica teorica (senza successo fino ad oggi) per cercare di comprendere cosa siano questi "parametri provvisoriamente liberi" che sono le masse delle particelle, e i rapporti che le legano tra loro.

Come si vedrà nel libro di Smolin, la fisica teorica contemporanea rappresenta un'esplosione caricaturale del numero di questi parametri liberi, che si contano frequentemente per ... diverse centinaia. Ciò che fino ad ora è stato abbastanza nascosto al pubblico è il fatto che, nelle approcci più avanzati della teoria delle stringhe, i sostenitori di questa strana disciplina ammettono che il loro scelta deve essere fatta tra 10500 teorie possibili ( ... ), ogni teoria rappresentando una scelta particolare di parametri e leggi fisiche. Ovviamente, si potrebbe dire che basta selezionare nella "teoria del paesaggio" la buona legge, che renda conto delle osservazioni basate sull'acquisizione incontestabile della fisica delle particelle elementari. Purtroppo i sostenitori di questa teoria delle stringhe ammettono di non avere la minima idea di come procedere.

Ma torniamo all'evocazione del passaggio da un pseudo-modello, quello di Keplero, riguardo all'organizzazione delle orbite, a un ritorno alla massima libertà, queste orbite diventando parametri liberi. È davvero così?

Esiste un lavoro, dovuto al matematico Jean-Marie Souriau, che mostra che un sistema di masse orbitanti attorno a un astro centrale, un sole, distribuisce le sue orbite secondo una "legge d'oro", molto vicina alla legge empirica di Titus-Bode.

Rinvio il lettore al dossier presente sul mio sito. In poche parole, i pianeti, circolando intorno al sole creano su di esso un effetto di marea. Prendiamo l'esempio del sistema Terra-Luna. Assimiliamo la sfera terrestre a una sfera perfetta, omogenea. La luna deformerà la Terra trasformandola in un ellissoide il cui asse maggiore punterà verso il satellite. Si tratta di maree terrestri (mezzo metro) e non di maree "marine". Ogni giorno "quando la Luna passa sopra la Terra" la superficie terrestre (la crosta terrestre) si solleva di mezzo metro.

Stesso fenomeno quando un pianeta gira intorno al Sole. Esso trasforma la "sfera solare" (o "quasi-sfera" solare) in un ellissoide, il cui asse maggiore punta verso il pianeta in questione. L'effetto è in un su r cubo. Così un pianeta come Mercurio riesce a creare, sulla superficie del sole, lo stesso effetto che la sua gigante cugina Saturno, questo effetto si traduce in un sollevamento di alcuni centimetri.

I pianeti "si servono così del sole" per informarsi delle loro posizioni reciproche. Il sole serve loro da "risonatore", "antenna". Questi effetti di marea combinati fanno sì che il campo gravitazionale dovuto al sole non abbia più una bella simmetria sferica. Questo si traduce in alterazioni che modificano le traiettorie dei pianeti. Il primo effetto è di portarli a circolare tutti nello stesso piano. È il piano perpendicolare all'asse di rotazione (iniziale) del giovane sole?

No. L'astro che conduce il gioco, su questo piano, è quello che possiede il "momento cinetico" più importante, cioè il MRV più importante, dove M è la massa del pianeta, R il raggio dell'orbita e V la velocità di orbitazione. Il sole possiede anche un momento cinetico, che si calcola per integrazione. È la somma di tutti i mrv elementari. Comunque sia, da questo punto di vista, l'astro dominante non è il sole, ma ... Giove, il "re degli dei".

Una parentesi. Da dove vengono questi momenti cinetici? Quando si costituisce il sistema solare, il sole appartiene ancora a un ammasso di stelle, collisionale. Questo non è che più tardi che questo ammasso si dissetterà completamente, di cui gli astronomi hanno realmente preso coscienza solo da circa dieci anni.

Prima che questo "ammasso si disgreghi", dinamicamente instabile, si disgreghi, le proto-stelle sono relativamente strette tra loro. Intorno ad esse si costituiscono sistemi planetari. Si potrebbe parlare piuttosto di proto-sistemi planetari.

Questi sistemi si sfiorano, interagiscono. Nei libri ho paragonato questi sistemi a uova strapazzate che si muovono sulla superficie di una grande padella ben oliata. I "bianchi" si sfregano tra loro, non i "gialli". Se dopo le "uova strapazzate" si disperdono, avremo dei "bianchi" dotati di movimento di rotazione, dotati di un "momento cinetico", mentre i gialli avranno poco beneficiato di questi scambi di energia. Tutto questo per giustificare il fatto che un pianeta situato alla periferia del sistema solare contiene l'essenziale del momento cinetico del sistema.

I pianeti modificano reciprocamente le loro traiettorie per effetti di marea, così come modificheranno l'asse di rotazione del sole. In realtà, il pianeta Giove costringerà tutto questo mondo a orbitare nel suo piano di rotazione, che diventerà il piano dell'eclittica. Non sappiamo come fosse orientato inizialmente l'asse di rotazione del sole. Ma poiché Giove ha un momento cinetico superiore al suo, è lui che avrà costretto questo asse di rotazione a raddrizzarsi e a situarsi in una direzione praticamente perpendicolare al piano dell'eclittica, al piano in cui inizialmente girava Giove, diventato il piano dell'eclittica. Ma poiché Giove ha un momento cinetico superiore a quello del sole, è lui che avrà costretto l'asse di rotazione di quest'ultimo a raddrizzarsi e a situarsi perpendicolare al piano della sua orbita.

Gli effetti di marea si traducono in modifiche alle orbite. Uno di questi effetti è la loro circularizzazione. Souriau ha messo in evidenza il risultato di questi effetti di marea sui rapporti delle orbite.

Due sistemi possono scambiare energia per risonanza. Prendete ad esempio uno strumento musicale dotato di due corde. La prima ha una frequenza di vibrazione N1 e la seconda una frequenza N2. Se pizzicate la prima corda, la seconda non resterà indifferente alle onde sonore che produrrà. Se le due frequenze sono uguali, l'effetto sarà massimo. Resterà se il rapporto di queste frequenze è uguale a un numero razionale, uguale al rapporto di due interi. Ma l'effetto comincerà a diminuire quando questo rapporto tende a un ... numero irrazionale, come radice di 2.

Un matematico, Kantor, ha allora costruito una misura del grado di irrazionalità di un numero dato. Alla fine di questa indagine si arriva a un'equazione che fornisce "il più irrazionale di tutti i numeri" e questo è ... il numero d'oro:

Al termine del suo studio sul grado di irrazionalità, Kantor trova che il più irrazionale di tutti i numeri è soluzione dell'equazione:

Ritorniamo a un sistema planetario con un sole e due pianeti. All'inizio le orbite sono casuali. Le traiettorie saranno allora modificate dagli effetti di marea, l'astro centrale giocando il ruolo di antenna. Il sistema evolverà fino a quando il rapporto dei periodi orbitali dei due pianeti sarà uguale al numero d'oro. Il sistema avrà allora converto verso uno stato di risonanza minima.

Se ci sono più di due pianeti, il sistema è un po' più complesso, ma converge verso la "legge d'oro" di Souriau. Ci sarebbe una bella tesi di dottorato da fare con tutto questo, ora che la capacità di calcolo dei computer permette di gestire tali sistemi. Non sarebbe poi così difficile nel senso che i pianeti potrebbero essere assimilati a punti materiali. Solo il sole dovrebbe essere "mesh" con sufficiente precisione.

Damour si sbaglia quindi quando dice che il passaggio da Keplero a Newton ha spostato l'astronomia verso un sistema dotato di molti parametri liberi. Queste traiettorie sono vincolate e tutto questo può essere dedotto da un mix tra la legge di Newton e le equazioni di Navier-Stockes (meccanica dei fluidi), che descrivono il comportamento del sole;

Pochi conoscono questo lavoro di Souriau, presentato durante un oscuro congresso di astronomia a Ginevra nel 1989, inoltre in francese (Souriau non scrive né legge né parla la lingua di Shakeaspere, e a 85 anni passati è poco probabile che questo cambi). Non penso che André Brahic conosca questo lavoro. Aggiungiamo che il numero d'oro ha una cattiva reputazione, sembra emanare un odore di zolfo. Souriau sarebbe forse portato verso l'alchimia? Non esattamente, ma diciamo che ha letto molto....

Si ritrova il numero d'oro in molte costruzioni antiche. Anche ricerca di "non-risonanza", ma questa volta rispetto a una resistenza alla sismicità. Ma questo, come direbbe Kipling, è un'altra storia. Torniamo al dibattito Smolin-Damour. Il primo invoca Leibniz, alla ricerca delle "cause prime". Subito, Damour fa una replica sorprendente:

• • Smolin è troppo fine per cadere in questo tipo di poperismo ingenuo* (la frase esatta è molto vicina ).

Karl Popper è un filosofo che ha messo in evidenza il concetto di "falsificabilità" di una teoria. La traduzione di questa parola è ambigua. Falsificare, in francese, significa "fare un falso". Una traduzione più corretta sarebbe "ricercare se una teoria può essere messa in crisi, prevedere ad esempio degli effetti che non saranno osservati". Per Smolin questa procedura è incontrollabile. Per Damour, trattandosi della teoria delle stringhe, è semplicemente superata. Egli invoca anche un po' più avanti l'espressione famosa italiana " se non è vero, è bello" ( "se non è vero, almeno è bello" ).

In breve, i ricercatori possono ampiamente giustificare le tre decadi di una carriera di fisico, anche se questa strada porta a nulla, a condizione che "sia bello". Ricordare a questo proposito il titolo del libro di Michael Green "l'universo elegante" ( "he smart universe" ). Nella teoria delle stringhe l'accento è posto sull'"eleganza". Ma come si misura, secondo quali criteri deve essere apprezzata?

*Ricordo il bilancio dei lavori sulle stringhe: centomila articoli in trent'anni. *

Là, lascio la parola al matematico Souriau. Secondo lui queste matematiche non hanno nulla di molto elegante. I calcoli sono infatti terribilmente noiosi. Smolin parla di migliaia di righe di calcolo, che contengono dozzine di termini, che i teorici devono sistemare su enormi quaderni, acquistati nei negozi di forniture per artisti (...).

Sembra che la sua definizione personale della fisica teorica si confermi:

Una fisica senza esperienza e una matematica senza rigore

Tutto questo è un primo commento su questo libro di Smolin. Dovrò tornarci. Alcuni flash in passaggio. Smolin colloca l'origine di questa teoria delle stringhe, che si trova anche prima che apparisse il "modello standard" (i leptoni, più i barioni, costituiti da quark). L'idea sottostante è l'unificazione e è subito molto attraente. Tuttavia, io sono un po' come tutti. Provo a farmi un'idea (vaga) di cosa possa essere questa famosa teoria delle stringhe. Non si trovano libri di divulgazione o sensibilizzazione a questa prospettiva. Smolin dà alcuni riferimenti.

I fisici conoscono il concetto di lagrangiana e il principio di minima azione. Si troverà un'introduzione a questo concetto in " Le Avventure di Nicolas Boubakov " (pagina 17 del pdf), frutto di una collaborazione con il matematico Boris Kolev, di Marsiglia. Boris ha avuto un'ottima idea per evidenziare il concetto di lagrangiana, a partire dal calcolo (esatto) della forma del sapone che si appoggia su due cerchi coassiali. Il film di sapone si stabilisce in modo che la sua area sia minima. L'area del film di sapone si calcola con un'integrale. Si può calcolare la forma di questa superficie (l'equazione della meridiana di questa superficie di rivoluzione).

Boris si serve di questo punto di partenza per estenderlo in modo molto più generale. L'area del film di sapone non è che un' "azione" particolare, calcolata grazie a un' "integrale", a partire da una funzione, che figura in questa integrale e che è solo un "lagrangiana particolare". Per un non scienziato, cosa vuol dire? Un' "azione" è una quantità che si calcola secondo "un'integrale", su un "percorso". Questo percorso, assimiliamolo al comportamento di un sistema fisico in una sorta di spazio di configurazione. Si scopre che molte soluzioni a problemi di fisica possono essere tradotte in termini di ricerca di una "azione minima". Il fatto di "minimizzare questa azione" fornirà il "percorso", il modo in cui il sistema evolverà o si comporterà.

Un lagrangiana può essere semplicemente una funzione che, intervenendo in un integrale d'azione, permette di calcolare la distanza percorsa per andare, su una superficie, da un punto A a un punto B. Se si minimizza questa distanza, il percorso corrisponderà a ciò che si chiama una geodetica. Si tratta di un'immagine statica. Ma questa idea di geodetica, di "percorso più breve" è valida anche nello spazio-tempo.

Perché "stringhe"? Dopo aver capito (...) una "stringa" è considerata, quando è aperta, portare due cariche, una a ciascuna estremità. Smolin evoca poi l'idea di campo elettrico, materializzato da "linee di campo":

**Linee di campo elettrico **

Si potrebbe "ricreare" questo campo supponendo che esso si sviluppi nel vuoto disponendo nello spazio degli oggetti che siano le piccole "stringhe" alle estremità delle quali si troverebbero cariche elettriche, positive e negative, simili a coppie elettrone-positrone.

Un'immagine che suggerisce, molto vagamente, che le stringhe possano rappresentare sia gli "oggetti" che i "campi", le forze. L'idea sottostante è l'unificazione. L'elettrodinamica quantistica rappresenta questo tipo di approccio "unificazione" dove elementi concettuali della natura si trovano inclusi in una stessa "famiglia", dove si trovano "un'aria di famiglia". Così una particella carica è un oggetto. Una forza elettromagnetica è ... una forza. All'inizio forza e oggetti che subiscono l'azione di queste forze, o (/e) le creano sembrano essere elementi concettuali di natura diversa. Nell'elettrodinamica quantistica, quando due particelle cariche interagiscono ( "agiscono reciprocamente l'una sull'altra" ) questa forza proviene da scambi di particelle che trasportano la forza, la "trasportano" (da cui questa denominazione generica di "portatori"). Le particelle cariche interagiscono per scambio di fotoni virtuali. Così la forza e l'oggetto che crea e subisce la forza acquisiscono nature simili. Si realizza una unificazione. Come notato da Smolin nel suo libro nel suo capitolo 4: "L'unificazione diventa scienza", questo tema dell'unificazione è al centro delle preoccupazioni dei fisici contemporanei.

Si vedrà in seguito che l'idea (forte) delle persone della "gravità a loop, una delle loro idee, consiste nel cercare una descrizione del mondo in cui il contenitore e il contenuto sono "della stessa natura", dove "lo spazio" e la "materia" sarebbero delle "proprietà emergenti" di una stessa struttura "pregeometrica".

La stringa può essere a priori ... tutto. Si muove nello spazio, vibra, può rompersi, chiudersi su se stessa. Tutte queste contorsioni sono considerate rappresentare dei fenomeni. Consideriamo una stringa che si muove nello spazio. Essa aderirà a un elemento di superficie:

Superficie envelope generata dal movimento di una stringa portatrice di cariche

Pagina 162 del suo libro, Smolin elenca ciò che la teoria delle stringhe, nuovo "leggo" della fisica teorica, è supposta apportare. Egli precisa che "la lista è impressionante":

*- La teoria delle stringhe ci fornisce un'unicità automatica e "gratuita" di tutte le particelle elementari; ha anche unito le forze tra loro. Queste derivano dalla vibrazione di un oggetto fondamentale, la stringa. *

*- La teoria delle stringhe fornisce automaticamente i campi di gauge, responsabili dell'elettromagnetismo e delle forze nucleari. Questi emergono naturalmente dalle stringhe aperte. *

L'elettromagnetismo è legato alle particelle cariche: protone, elettrone. Le forze nucleari agiscono negli atomi, legano i quark, costituenti dei nucleoni ( protoni, neutroni ). I fenomeni sono assimilati al comportamento delle stringhe, la loro vibrazione indica un'unicità.

*- La teoria delle stringhe ci fornisce automaticamente i gravitoni, che derivano dalle vibrazioni delle stringhe chiuse. Di conseguenza abbiamo ottenuto automaticamente un'unicità della gravità con le altre forze. *

Effettivamente. La forza elettromagnetica e le forze nucleari, forte e debole, e la forza di gravità derivano dal comportamento di un unico oggetto: la stringa.

Ecco quindi ciò che la teoria delle stringhe rende possibile, conclude Smolin. Si capisce che l'approccio abbia attratto i fisici teorici come una lampada attrae i falchi notturni. Immaginate che all'inizio del secolo qualcuno abbia detto:

*- Sostituiamo ciò che abbiamo chiamato fino ad ora particelle con onde. Inoltre: unificheremo onde e particelle. Così gli oggetti che pensavamo essere particelle sono anche onde. Al contrario le forze, legate alle onde, saranno al contrario identificate come ... particelle, che chiameremo "portatori" (trasportatori). Ogni forza, ogni campo avrà il suo. La particella "trasportatrice" associata alla forza elettromagnetica sarà il fotone. Alla forza nucleare forte associeremo delle particelle che chiameremo gluoni. Decideremo di chiamare queste particelle trasportatrici di forze come bosoni. La forza chiamata interazione debole sarà legata ad altri tipi di bosoni. *

La tentazione delle stringhe deriva dalla stessa procedura "unificazione". La meccanica quantistica rappresentava un'unicità onde-particelle. Lì ha funzionato molto bene. Nel tempo ha portato a ciò che è stato chiamato il modello standard, gestendo le forze nucleari, forte e debole e le forze elettromagnetiche. I nucleoni, protone e neutrone, sono stati "smontati" in quark, legati dalla forza d'interazione forte, da "scambi di gluoni". Tutto ciò si è rivelato complesso ma predittivo. Si è potuto "rompere protoni e neutroni". Ma si è rivelato che le forze che legano i quark crescevano con la distanza (o almeno è così che si è interpretata l'impossibilità di osservare il comportamento dei quark in stato libero, che sarebbero stati identificabili, dato che possiedono cariche elettriche frazionarie). Questi non potevano viaggiare in stato libero e si ricombinavano immediatamente, per dare altre particelle, instabili, ecc.

Un bel gioco costruttivo, che dà questi "getti" che avete tutti visto e che rappresentano il risultato di un "evento", di una collisione che si verifica, ad alta energia, in un acceleratore di particelle. Presto i teorici si sono detti "la forza di gravità deve poter entrare nella famiglia": per questo basta considerare l'esistenza di una nuova particella "trasportatrice di questa forza": il gravitone. Ma da mezzo secolo, non si riesce a produrre un gravitone decente, a "quantizzare la gravità". Ecco che questa nuova approccio basata su un modello che sembra molto semplice, con un oggetto unico, la stringa, aperta o chiusa, sembra promettere l'unificazione desiderata. La forza di gravità cessa di essere "esotica". È semplicemente legata alla vibrazione di stringhe chiuse, come ha opportunamente ricordato l'acclamato Thibaud Damour durante l'incontro organizzato alla Cité des Sciences de la Vilette, di fronte a Lee Smolin.

Smolin aggiunge un breve colpo di luce, che possiamo cogliere al passaggio. Quando la stringa si muove nello spazio-tempo, essa aderisce a una superficie-envelope, crea un oggetto bidimensionale, una superficie. Il disegno seguente rappresenta un'interazione tra due stringhe chiuse, che si uniscono.

Le stringhe avvolgono una superficie di area minima

Smolin scrive, pagina 163:

*- Ecco quindi il sogno che la teoria delle stringhe rende possibile. Tutto il modello standard con i suoi dodici tipi di quark e leptoni e le sue tre forze, più la gravità, potrebbe essere unificato, tutti questi fenomeni emergendo dalle vibrazioni delle stringhe che si estendono nello spazio-tempo seguendo la legge più semplice possibile: che la loro area sia minima. .... La teoria delle stringhe era così promettente che non è affatto sorprendente che Schwarz e i suoi collaboratori, pochi all'epoca, fossero convinti della sua veridicità. Per quanto riguarda l'unificazione, nessuna teoria ha offerto tanto a partire da un'idea così semplice. *

Il fatto che la superficie sia minima ci ricorda che in fisica teorica molte cose si giocano cercando queste situazioni "estreme".

Non riscriverò qui il libro di Smolin. Tuttavia, questo gioco non poteva essere giocato in uno spazio-tempo semplice con tre dimensioni spaziali e una dimensione temporale. Apparivano quelle che chiama "anomalie", aspetti che non potevano permettere di inquadrare con la fisica. Era quindi necessario introdurre dimensioni aggiuntive, considerare che il gioco dei fenomeni della natura dovesse giocarsi in un contesto geometrico più ricco, a dieci dimensioni, che Smolin descrive come "nove dimensioni spaziali e una di tempo". Così le stringhe "si muoverebbero in uno spazio a nove dimensioni".

E qui le cose sono iniziate a complicarsi drammaticamente. Queste dimensioni aggiuntive, bisogna gestirle. Ora, quando si aumenta il numero delle dimensioni spaziali, le cose si complicano in modo ... "esponenziale". Partiamo da uno spazio a una sola dimensione. Non si può considerare che due oggetti: una curva chiusa e un segmento terminato da due punti. Aggiungere una dimensione in più. La famiglia delle superfici, degli oggetti bidimensionali diventa subito molto più ricca. Le superfici chiuse contengono la sfera, la ... superficie di Boy (vedi "Il Topologicon" scaricabile in modo completo ), il toro, la bottiglia di Klein, più un'infinità di superfici "a manico". Aggiungere le "superfici con bordo": non si esce più. Più dimensioni, più complicato.

Passiamo alla pagina 175.

• Un problema interessante era stato posto. Si può scegliere la geometria delle sei dimensioni aggiuntive in modo che, in uscita, si ottenga esattamente "il buon tipo di supersimmetria"? Si può fare in modo che il nostro mondo tridimensionale abbia una versione della fisica delle particelle come descritta dalle versioni supersimmetriche del modello standard? Philip Candelas, Gary Horowitz, Andrew Strominger e Edward Witten hanno mostrato che le condizioni necessarie affinché la teoria delle stringhe riproduca una versione supersimmetrica del modello standard erano che le sei dimensioni aggiuntive costituissero una struttura geometrica esplorata per la prima volta dai matematici Eugenio Calabi e Shing-Tung Yau. Questo riduceva l'abbondanza di possibilità.

Quello che non è stato detto a voi da persone come Michael Greene nel suo libro L'universo elegante è che esistono almeno centomila strutture di Calabi-Yau diverse.

Michael Greene, al momento della pubblicazione del suo libro "L'universo elegante"

Le riviste divulgative hanno riprodotto a più non posso l'aspetto di uno di questi oggetti, o di un oggetto "genitore", poiché è impossibile disegnare una ipersuperficie a sei dimensioni. Trovate questo disegno misterioso nel libro di Greene, che ho già commentato nel mio sito.

E Smolin aggiunge:

• Ogni uno di questi spazi produceva una versione diversa della fisica delle particelle. Ogni uno aveva la sua lista di costanti che regolavano la sua dimensione e la sua forma.

Smolin scrive nel suo libro, pagina 359: "aggiungerò al mio elenco...". Questa frase figura in un passaggio in cui parla del modo in cui i teorici delle stringhe mettono in dubbio "in modo particolarmente sgradevole" le competenze professionali di coloro che hanno scelto un percorso diverso. E' proprio un elenco che si ha di fronte. Quando si osserva il confronto tra Smolin e Damour, il primo parla molto più moderatamente rispetto al suo libro. Damour si presenta con una sorta di sicurezza molto mondana. Parla di "avanzamenti" dei quali Smolin dimostra nel suo libro che sono semplicemente falsi. Al contrario, Damour definisce i tentativi della "gravità quantistica a loop", che ora attirano l'attenzione di Smolin, come "modello - gioco" ( "toy model"). Ora Smolin è perfettamente chiaro nelle sue pagine. Non si tratta per lui di rivendicare "i fantastici successi e gli avanzamenti della gravità quantistica a loop". La presenta come un'altro approccio e insiste dicendo: " In fisica, abbiamo globalmente fallito. Manca qualcosa, qualcosa di nuovo", un'idea che non sembra nemmeno sfiorare per un momento Damour, molto soddisfatto di sé. Quest'ultimo illustra perfettamente questa sufficienza dei teorici delle stringhe che Smolin denuncia a lungo;

Il francese Alain Connes, medaglia Fields, ha accettato di scrivere la prefazione del libro. Citiamo un estratto dalla pagina VI della sua prefazione:

• So, where is the trouble? (Allora, dove è il problema?). Il problema, analizzato in modo notevole nel suo libro da Lee Smolin, proviene dal sempre più percepibile divario tra le speranze probabilmente sproporzionate suscitate dai primi successi della teoria (delle stringhe) a livello matematico e la loro reale portata, un disagio amplificato (involontariamente, senza dubbio) da una divulgazione senza freni, articoli di giornali, libri e programmi televisivi, che presentano come verità ciò che non sono che idee che non hanno ricevuto alcun consenso della natura.

Connes si riferisce ai "programmi televisivi" con due trasmissioni realizzate da Brian Greene sulle stringhe, perfettamente grottesche, del tipo:

• Se mia zia avesse, sarebbe mio zio.

Chi li ha visti deve aver avuto l'impressione di trovarsi di fronte a un clone dei fratelli Bogdanoff, nelle loro peggiori esibizioni. Tuttavia, questo giovane Greene è diventato internazionalmente famoso. Il suo libro è stato tradotto in tutte le lingue e le sue trasmissioni in molti paesi. Ma tutto questo, Smolin lo mostra a lungo, è solo vento, schiuma. C'è da essere completamente esasperati.

Continuiamo con questa prefazione di Connes:

• Cosa dicono i libri divulgativi e gli articoli dei giornali? Che la teoria delle stringhe spiega non solo il modello standard, ma anche le sue interazioni con la gravità. Avendo lavorato a lungo su questo modello, ho voluto chiarirmi le idee e mi sono recato nel mese di giugno 2006 a una conferenza sulla teoria delle stringhe, a Cargèse. Ho assistito alle relazioni dei più grandi esperti del settore e che non fu la mia sorpresa di vedere che, anche dopo aver cotto decine di ricette di cucina per produrre la varietà di Calabi-Yau adatta, la risposta assomigliava molto poco al modello standard (tecnicamente, ad esempio, un doppione di Higgs per generazione). C'è un problema reale, poiché la scienza non avanza senza confronto con la realtà. È perfettamente normale lasciare tempo a una teoria in via di sviluppo per svilupparsi senza pressione esterna. Non è normale che una teoria abbia acquisito il monopolio della fisica teorica senza mai aver avuto alcun confronto con la natura e i risultati sperimentali (...). Non è sano che questo monopolio privi i giovani ricercatori della possibilità di scegliere altre strade, e che alcuni leader della teoria delle stringhe siano così sicuri del loro dominio sociale da poter dire: se un'altra teoria avrà successo dove noi abbiamo fallito, la chiameremo teoria delle stringhe.

Non posso che invitare i miei lettori a leggere il libro di Smolin con attenzione. È illuminante. Si può trovare, se si vuole, la chiave del suo ragionamento alla pagina 363 del suo libro, dove scrive:

• Nel 2002 mi era stato chiesto di presentare un panorama di tutto il settore della gravità quantistica in un convegno organizzato in onore del professor John Wheeler, uno dei suoi fondatori. Ho deciso che la migliore forma per tracciare tale panorama sarebbe stata quella di elencare tutti i risultati importanti ottenuti dalle diverse approcci. Ho scritto una bozza del mio elenco, e ovviamente uno dei risultati di questa lista era la finitezza della teoria delle stringhe.

Smolin non indica esattamente cosa intende per questa "finitezza della teoria". Non posso che avanzare un'interpretazione. Se uno dei miei lettori pensa che io dica una sciocchezza, me lo farà notare. In fisica si esprimono spesso le soluzioni di equazioni sotto forma di serie. Per il lettore non scientifico, cosa è una serie? Prendiamo ad esempio la funzione:

Y = sin (X)

Può essere costruita utilizzando una serie che contiene un numero infinito di termini, e che è:

In matematica si indica con un punto esclamativo ciò che si chiama una "fattoriale".

Così "fattoriale cinque", che è 5! è uguale a 5 x 4 x 3 x 2 x 1

Si capisce bene come questa serie infinita di termini venga costruita. Il segno si inverte da un termine al successivo. Gli esponenti sono dispari. Ma immaginiamo ora di essere un fisico teorico che cerca la soluzione di una certa equazione, ad esempio, e che si imbatte nella funzione, definita sotto forma di serie:

Dovrà porsi la domanda:

• Quando mi do una valore di X, questa somma di termini corrisponde a un valore finito o infinito?

In matematica si direbbe "questa serie converge?"

Non so a quale finitezza Smolin si riferisca. Probabilmente è molto più complesso. In fisica teorica molte cose si presentano sotto forma di serie e allora è consigliabile sapere se queste somme di un numero infinito di termini danno quantità finite o infinite. Nel caso della serie che dà la funzione seno, se ci si limita ai primi pochi termini si ottiene un valore approssimativo molto buono del valore esatto, che può ovviamente avere un numero infinito di decimali. Si chiama valore approssimato. Quando si aggiungono termini aggiuntivi, si toccano solo decimali sempre più lontani. In fisica è frequente costruire una soluzione con due termini. Un "termine all'ordine zero" e un secondo termine che rappresenta "una perturbazione". Ho costruito parte della mia tesi di dottorato costruendo una funzione in base a una serie di due termini, che mi dava la conducibilità elettrica di un plasma. Mi sono preoccupato di sapere se questa forma di costruzione di questa soluzione attraverso una serie fosse valida? Questa serie convergeva?

Devo ammettere che non l'ho fatto. Semplicemente perché calcolare il termine successivo sarebbe stato terribilmente complesso. Facevo della "fisica teorica", non della "fisica matematica", una sottigliezza. In questo caso preciso, cercavo di valutare la validità del mio calcolo confrontando i valori numerici che trovavo con quelli misurati in esperienze, e funzionava abbastanza bene. Ma in questo campo che si chiama "teoria cinetica dei plasmi", non si va molto oltre. Questo è ciò che Smolin chiama lavoro artigianale. Si è di fronte a un problema. Nel caso di cui mi ero occupato, si trattava di calcolare la conducibilità elettrica di un gas ionizzato con due temperature, dove la temperatura elettronica era sensibilmente più alta di quella ionica. Nonostante il politecnico chiamato Alain Riazuelo, sono stato il primo a produrre un modello teorico che dava questo risultato, che permetteva di calcolare questi valori. L'ho pubblicato su diverse riviste. Approfitto di questa occasione per evocare un episodio che illustra le fallibilità del sistema "peer review", il sistema in cui gli articoli vengono sottoposti alla critica di un "referee", di un "esperto". In questo caso avevo inviato il lavoro al "Journal de Mécanique" (diventato in seguito "The European Journal of Mechanics"). L'accoglienza fu drammatica. Ho quasi perso la mia entrata al Cnrs a causa di questo. René Germain, diventato in seguito segretario dell'Accademia delle Scienze di Parigi, era direttore di questa rivista. Aveva affidato il mio lavoro a un professore chiamato Cabannes (probabilmente morto, pace a sua anima). L'articolo, rifiutato, tornò con la seguente annotazione:

• Questo lavoro rivela una mancanza profonda di conoscenza nella teoria cinetica dei gas

Ero molto male, molto male. Il presidente della commissione che doveva pronunciarsi se sarei stato o meno titolato, integrato definitivamente al Cnrs, era... Germain.

Durante i mesi che precedettero la tenuta di questa riunione, dove le candidature (al posto di ricercatore) dovevano essere esaminate, ero in preda al nero. Un giorno mi trovavo prostrato nel mio ufficio quando un gruppo di russi bussò alla mia porta. Un'interprete, alta come un capitano di guardia costiera, traduceva i loro discorsi come una mitragliatrice.

• Signor Petit? - Sì - Le presento il professore Luikov. - Piacere. - Il professore ha voluto fare un giro per Marsiglia per incontrarla, perché il suo collega Vélikhov gli ha parlato molto di lei. - Ne sono contento. - Il professore Luikov chiede qual è il suo ultimo lavoro.

Gli ho esposto allora la mia teoria della conducibilità elettrica dei plasmi a due temperature, dove le temperature elettronica e del gas differivano sensibilmente. Dopo il mio discorso, l'interprete:

• Il professore Luikov la felicita'. Ha risolto un problema dove lui e la sua squadra hanno fallito per anni. Chiede dove questo lavoro è pubblicato.

Un po' sorpreso, balbettai:

• Eh, non mi ero ancora posto la domanda su quale rivista indirizzarlo...

e l'interprete proseguì:

• Saremmo molto onorati di pubblicarlo in Unione Sovietica.

Non esitai un momento e gli diedi il foglio immediatamente. Due mesi dopo l'articolo uscì sulla rivista russa, tradotto. Appena avrò modo di recuperare un estratto lo scannerizzerò e lo metterò in questo testo &&&. Un mese dopo le edizioni americane Pergamon Press mi inviarono una lettera:

• Il nostro corrispondente a Mosca ha letto il tuo articolo. Chiediamo se sarebbe possibile pubblicarlo in lingua inglese in una rivista degli Stati Uniti

Accettai immediatamente (ma qui devo ammettere di aver dimenticato il nome della detta rivista). A primavera arrivò la sessione della commissione del Cnrs che doveva decidere se mi tenevano in casa o se mi mandavano a cercare altrove. Avevo già fallito diverse volte a questo esame d'ingresso e, secondo i regolamenti della casa, era la mia ultima possibilità. Avevo come appoggio un rappresentante sindacale, che vedeva la mia situazione molto male, fino a quando non gli passai le copie dei due articoli

• Oh, bello! Credo che mi divertirò molto.

La data della sessione arrivò. Paul Germain, presidente, aprì il mio dossier con enfasi:

• Ora esamineremo il caso di un ricercatore che la maggior parte di voi conosce già troppo bene. Si tratta di Jean-Pierre Petit.

Alcuni annuirono. Altri alzarono gli occhi al cielo. Germain sfogliò il mio dossier:

• Questo ricercatore non si è inteso con il suo capo, il professore Valensi, direttore dell'Istituto di Meccanica dei Fluidi di Marsiglia. Per questo è stato trasferito in un altro laboratorio. Ha cambiato molte volte il tema della ricerca. Sembra disperso, sconclusionato. Alcuni mettono in dubbio le sue competenze.

Esce un foglio dal dossier.

• E qui abbiamo un parere del referee del Journal de Mécanique, che dirigo, che ci dice che il lavoro che ha presentato, sul calcolo della conducibilità elettrica di un plasma rivela una mancanza profonda di conoscenza nella teoria cinetica dei gas. Propongo quindi di passare al voto. Chi è a favore della titolarizzazione di questo ricercatore? Chi è contro?

In momenti come questi si potrebbe immaginare il cigolio di una ghigliottina.

Il rappresentante sindacale interviene distribuendo a caso degli estratti del mio articolo, in russo e inglese, come si lanciano carte da gioco su un tavolo. Germain esplora la versione inglese. Il suo volto si trasforma immediatamente. I "politici" sono bravi nei cambi di rotta rapidi.

• Ah... beh, credo che si tratti di una nuova informazione! Procediamo al voto.

E così sono diventato ricercatore, all'ultimo momento. Nel passaggio, il referee francese, Cabanne, che si presentava come il specialista francese in materia di teoria cinetica dei gas, aveva preso un "boccino". Bisogna dire che avevo introdotto una tecnica di calcolo nuova "bi-parametrica", che lui non aveva semplicemente compreso. L'articolo è stato, inoltre, pubblicato sulla rivista francese dove era stato rifiutato (il Journal de Mécanique). Ho voluto chiudere questa faccenda in questo modo.

Fine della storia (ce ne sono state molte altre dello stesso genere. La maggior parte degli articoli che ho potuto pubblicare nella mia carriera sono... macchiati di sangue, sono stati strappati dopo lunghe battaglie, con cambi di referee). Sì, non ho mai saputo fare come tutti, in niente. Tuttavia, questo calcolo si basava su uno sviluppo in serie, limitato a due termini. Come ho detto, non mi sarebbe mai venuto in mente di mostrare che questa serie convergesse. Sarebbe stato molto complesso. Così scoprite un aspetto della fisica teorica dove la teoria è validata... perché funziona abbastanza bene, che rende servizi. È artigianato, non rigor matematico, anche se gli strumenti utilizzati (qui dei tensori) sono talvolta abbastanza sofisticati.

Nel campo della teoria delle stringhe, le persone erano obbligate a basare la loro procedura su criteri matematici, semplicemente perché non sapevano... cosa stavano calcolando esattamente. Ma, se presentavano ad esempio risultati sotto forma di una serie di termini, la minima cosa era determinare se ciò che calcolavano era finito o meno. Apparentemente esisteva quindi un problema di finitezza, giudicato cruciale, centrale da Smolin. Poiché era incaricato di tracciare un panorama della teoria delle stringhe e dei suoi risultati, cercava gli articoli (su centomila pubblicati in trent'anni) che trattavano di questo argomento. Si imbatté allora nel lavoro di un certo Mandelstam, che "tutti" consideravano "che dimostra la finitezza dell'approccio delle stringhe". Lo fece leggere a dei matematici, che non si mostrarono convinti e gli risposero che quel lavoro era incompleto. Pagina 364 scrive:

• Ho iniziato a porre la domanda ai teorici delle stringhe che conoscevo, di persona, o per posta elettronica, chiedendo loro qual era lo stato della finitezza e se avevano la referenza dell'articolo che conteneva la prova. Ho posto la domanda a una buona dozzina di persone, giovani e anziane. Praticamente tutti quelli che mi hanno risposto hanno affermato che quel risultato era vero. La maggior parte non aveva la referenza della prova, e quelli che l'avevano mi hanno indirizzato all'articolo di Mandelstam. Mi sono quindi rivolto a degli articoli di sintesi. La maggior parte diceva esplicitamente che la teoria era finitaria. O questi articoli si citavano l'un l'altro, o menzionavano l'articolo iniziale di Mendelstam. Ma ho trovato un articolo di un fisico russo che diceva che il risultato non era stato dimostrato. Avevo difficoltà a credere che avesse ragione, mentre le persone che erano del parere contrario erano tutti esperti eminenti, che conoscevo personalmente e per i quali avevo la massima ammirazione.

Smolin, incuriosito, iniziò quindi un'indagine minuziosa per cercare di chiarire questa questione. Arrivò alla conclusione che la cosa era lontana dall'essere stabilita e riferì della sua indagine, scrivendo, pagina 365:

• Quando ho descritto questa situazione nella mia presentazione destinata al convegno in onore di Wheeler, è stata accolta con scetticismo. Ho ricevuto messaggi, non tutti gentili, che dicevano che avevo torto, che la teoria era finita e che Mendelstam l'aveva dimostrata. La maggior parte dei teorici delle stringhe era sconvolta quando gli dicevo che la dimostrazione della finitezza non era mai stata portata a termine. Nessuno ricordava di aver sentito i teorici delle stringhe presentare questo problema come una questione aperta. Avevo accettato di fare questo lavoro a causa del mio interesse per la teoria delle stringhe alla quale, all'epoca, dedicavo tutto il mio tempo (ho pubblicato 18 articoli su questo argomento). Tuttavia, alcuni teorici delle stringhe hanno preso la mia presentazione come un atto ostile.

Pagina 366, Smolin parla di questa questione con il suo buon amico Carlo Rovelli (del Centro di Fisica Teorica di Marsiglia). Quest'ultimo gli rispose che, avendo ricevuto anche lui molti messaggi che gli dicevano che Mandelstam aveva dimostrato la finitezza della teoria, aveva finito per contattarlo. Smolin prosegue:

• Mandelstam è ora in pensione, ma mi ha risposto rapidamente. Ha spiegato che tutto ciò che aveva dimostrato era che un certo tipo di termine infinito non appariva mai nella teoria. Ma ha anche detto che non aveva effettivamente dimostrato che la teoria fosse finita, poiché altri tipi di termini infiniti potevano emergere. Nessuno dei teorici delle stringhe con cui avevo discusso di questo problema, al momento in cui la dimostrazione della finitezza della teoria delle stringhe non esisteva, aveva preso la decisione di smettere di lavorare sulla teoria delle stringhe. Quando la questione della finitezza sarà risolta (se mai lo sarà), dobbiamo chiederci come sia possibile che così tanti ricercatori non fossero a conoscenza del vero stato di uno dei risultati centrali del loro campo di ricerca, perché tanti teorici delle stringhe parlavano con tanta facilità del loro campo agli stranieri e ai nuovi arrivati utilizzando un linguaggio che implicava che la teoria fosse perfettamente finita e coerente. E la finitezza non è l'unico esempio di una congettura alla quale tutti credono senza che sia dimostrata.

In occasione di questo convegno del 2002, Lee Smolin, che lavorava da più di venti anni sulla teoria delle stringhe, è arrivato a esaminare le basi di un edificio diventato già orribilmente complesso. Appena ispeziona una delle basi di questa teoria, la finitezza, scopre che migliaia di ricercatori funzionano come se questo aspetto fosse perfettamente chiarito e dimostrato, mentre non è così. Ma era lontano dall'essere finito. Si mise a leggere gli scritti dei più grandi esperti della questione e scoprì affermazioni che lo spaventarono. Una congettura è una "proposizione" avanzata da un matematico, e che non ha subito una dimostrazione. Sono cose comuni nel campo della matematica. Una congettura è una proprietà che si osserva "in molti casi" e per la quale non si è trovato alcun controesempio. Quando si è dimostrato che la proprietà è vera in tutti i casi, allora la congettura diventa un teorema (una proposizione "vera in tutti i casi"). Ma non è perché funziona "nei molti casi considerati" che questa proprietà è automaticamente vera in generale.

Esempio di congettura. Da parecchi anni (in &&&?) è stata avanzata la congettura che quattro colori siano sufficienti per colorare i paesi su una mappa, senza che lo stesso colore si trovi da entrambi i lati di un confine. Si è chiamato questo "teorema dei quattro colori". In realtà, finché la dimostrazione non fu stabilita (in &&&), avrebbe dovuto parlare di "congettura dei quattro colori". Poi apparve questa dimostrazione, molto lunga, dopo una ricerca faticosa e la congettura divenne teorema.

Si trovano congetture in molti campi. Nella teoria delle stringhe, Smolin ne cita una, enunciata da Maldacena. Nel 2002 si imbatté in un testo scritto, tra l'altro, da una delle sommità della teoria delle stringhe, Gary Horowitz, e lesse:

• In sintesi, vediamo ragioni convincenti per collocare la congettura di Maldacena nella categoria del "vero, ma non dimostrato".

Pagina 367 Smolin scrive:

• Non ho mai sentito un matematico riferirsi a un risultato come "vero e non dimostrato". In particolare, ciò che è sorprendente è che gli autori, due persone molto intelligenti, ignorano la differenza evidente tra i due casi di cui parlano. Al di là di ciò, non sappiamo se la teoria delle stringhe, né le teorie supersimmetriche di gauge esistono effettivamente come strutture matematiche. Infatti, la loro stessa esistenza fa parte del problema. Questa situazione afferma chiaramente che gli autori ragionano come se la teoria delle stringhe fosse una struttura matematica ben definita - nonostante il largo consenso che afferma che, anche se fosse così, non avremmo idea di cosa sarebbe questa struttura. Riguardo alla difesa della loro fede in congetture non dimostrate, i teorici delle stringhe notano spesso che qualcosa è "di comune accordo" nella comunità della teoria delle stringhe o "nessuna persona ragionevole dubiterà della sua verità". Hanno l'aria di credere che l'appello al consenso all'interno della loro comunità equivalga a un argomento razionale. ... (pagina 371) Capisco la difficoltà a riflettere chiaramente e in modo indipendente quando la riconoscenza della comunità richiede una fede cieca in un insieme di idee complesse di cui non si conoscono le prove. È un tranello che mi è costato anni per uscirne.

Qualsiasi lettore "dotato di ragione" resterà senza fiato leggendo queste righe. Confermano ciò che Souriau ha detto da 30 anni a proposito della teoria delle stringhe, e della fisica teorica in generale:

È diventata una fisica senza esperienza e una matematica senza rigore

Ciò che è nuovo è che un disertore della comunità della teoria delle stringhe, che sa esattamente di cosa parla, rivela questi fatti. Il giornalista di Ciel et Espace, David Fosset, non ha evidentemente percepito la gravità di questa situazione, presentando Smolin all'inizio del programma come un tipo di agitatore, un contestatore di carattere marginale. Il dibattito ha necessariamente una durata limitata. Smolin si mostra molto moderato, e persino intimidito. È vero che per affrontare una tale questione, quella della non dimostrazione della finitezza, i protagonisti rischiano di "perdere i loro spettatori". Ma i dibattiti scientifici non sono conversazioni in angolo di banco, o discorsi in salotto.

Ricordo ciò che un giornalista della rivista Actuel mi aveva detto un giorno:

• Nei media, non è ciò che dici che conta, ma ciò che trasmetti.

Avevo letto il libro di Smolin prima di vedere quel dibattito sul mio schermo. Non so quale impressione abbia avuto il telespettatore vedendo quelle immagini e ascoltando quelle parole. Tenderei a dire che questo confronto lascerà poche tracce nella mente del pubblico. E forse sarà lo stesso per il libro di Smolin. Le tracce dipendono dagli echi mediatici. Ora è chiaro che David Fosset, di Ciel et Espace, non ripeterà questo confronto, organizzato alla Cité des Sciences, nelle colonne della rivista, con le stesse parole che io uso qui. Nessun giornalista scientifico denuncerà l'inganno della "teoria globale", che è fatta... esiste solo nell'immaginazione dei suoi creatori. È il primo esempio di scienza totalmente immaginaria.

Al contrario, questa espressione di "teoria globale" ha avuto un'eco molto positiva nei media scientifici. Ricordo, alcuni anni fa, una precisazione fatta dal (giovane) giornalista di Science et Avenir, un certo Larousserie, in risposta a critiche che gli avevano indirizzato dei lettori che li qualificavano di "Fan di JP Petit". Aveva subito voluto marcare una distinzione tra i miei lavori e altri, "vagamente gemellari", ma provenienti da una nuova matrice, la teoria delle stringhe, che li qualificava di "teoria globale".

In cima a questa pagina trovate le parole dell'Accademico Thibaud Damour, presentando la teoria delle stringhe come "l'unica teoria globale della fisica". A questo punto, si può formulare la domanda

• Crederebbe realmente a ciò che dice, o ci prende per degli imbecilli?

La cosa più preoccupante sarebbe che credesse realmente alle sue parole, e penso che sia così. Infatti, considerando che ci sono 10 500 varianti possibili della teoria delle stringhe, come questo numero supera quello delle... particelle elementari che popolano l'universo conosciuto, si può dire che se esiste una teoria globale, deve far parte di questo insieme, in applicazione del principio enunciato dal defunto Pierre Dac:

Tutto è in tutto, e reciprocamente

È questa impressionante ricchezza potenziale che ha dato origine alla TOE (theory of everything: la teoria di tutto), immediatamente promossa da persone come Hawking, autore di frasi di rara profondità (in "Breve storia del Tempo") come:

• Se l'universo si contiene da solo e non ha né inizio né fine, a cosa serve Dio?

Se esistono effettivamente 10 500 teorie delle stringhe possibili, si può effettivamente chiedersi se Dio non faccia parte del "pacchetto", per riprendere la parola usata da Smolin. È una prospettiva interessante. All'interno di teorie possibili, potrebbe esserci posto, oltre che per la modellazione del "reale" per una modellazione della coscienza, di Dio, di tutti i suoi santi, della metafisica e oltre...

È probabile che "tutto rientrerà nel giusto ordine", che le agitazioni create dal libro di Smolin andranno attenuandosi. Non si può aspettare molto da un "dibattito di pubblico" che si svolga alla Cité des Sciences, per un tempo limitato. Evidentemente non c'era alcun scienziato in sala, solo persone curiose. Nessuna domanda offensiva, imbarazzante.

Nessuna rete televisiva penserebbe di trasmetterlo in un orario di grande ascolto. Ma perché non un dibattito tra Smolin e Damour, più Alain Connes in un luogo come... l'Accademia delle Scienze? È infatti il ruolo di questa illustre casa di cercare di chiarire le cose. Perché non un dibattito all'Institut des Hautes Études de Bures sur Yvette, la Mecca della fisica in Francia?

Quousque tandem abutere Catilina patientiam nostram?

diceva Cicerone.

Quid d'un convegno sui fondamenti della teoria delle stringhe?

Mi ricorda il discorso di apertura di un presidente di sessione, che mi aveva potuto Souriau quindici anni fa:

• Sebbene la teoria delle stringhe non abbia previsto alcun fenomeno, fornito alcun modello né spiegato nulla, data la quantità di articoli pubblicati, non possiamo che constatare l'estrema vitalità di questa nuova disciplina.

Era... quindici anni fa.

Il libro di Smolin, che lui stesso definisce nel testo come "requisito", assomiglia a una lunga Catilinaria, a un lungo discorso pronunciato da Cicerone contro Catilina, la frase sopra (il mio latino, usato, è stato corretto da Nicolas Montessuy) significando "fino a quando, Catilina, abuserai della nostra pazienza?"

Sì, fino a quando questa incredibile frode, di cui uno dei leader, Thibaud Damour, è un... membro dell'Accademia delle Scienze di Parigi, continuerà? Una frode dannosa, che soffoca ogni idea concorrente, scoraggia i giovani ricercatori dall'esplorare altre vie.

Damour ha pubblicato nel 2002 per le Edizioni Odile Jacob con Jean-Claude Carrière un libro intitolato:

Conversazioni sulla molteplicità del mondo e l'unicità delle idee

Avevo fatto una recensione a quel tempo, a cui si può accedere cliccando sul collegamento. Per me questo libro è... vuoto. Il lettore giudicherà scoprendo le innumerevoli tirate di Damour, davanti a Carrière, che svolge il ruolo di "faccia di cera". Ma va bene. Se un tipo come me lo dice, non conta. È stato necessario che un uomo come Lee Smolin parlasse perché questo prendesse una tutta altra consistenza.

Ho molto commentato il libro di Smolin, come al solito. Ciò che posso fare è estrarre frasi dal suo libro citando le pagine. Spero che possa illuminare un po' il lettore.

Pagina 10, nell'introduzione:

Nonostante molti lavori, la teoria delle stringhe non ha fatto nessuna previsione nuova che possa essere verificata da un esperimento che potremmo realizzare oggi, o da un esperimento che potremmo realizzare in futuro.

Una parte delle ragioni per cui la teoria delle stringhe non produce nuove previsioni è che essa si ramifica da sola in un numero infinito di versioni. Anche se fissiamo come vincolo di considerare solo le teorie che si accordano con i fatti sperimentali fondamentali riguardanti il nostro universo, come la sua dimensione o l'esistenza dell'energia oscura, ci restano ancora 10

500

(...) teorie delle stringhe diverse.

Pagina 10, nell'introduzione:

Nonostante molti lavori, la teoria delle stringhe non ha fatto nessuna previsione nuova che possa essere verificata da un esperimento che potremmo realizzare oggi, o da un esperimento che potremmo realizzare in futuro.

Una parte delle ragioni per cui la teoria delle stringhe non produce nuove previsioni è che essa si ramifica da sola in un numero infinito di versioni. Anche se fissiamo come vincolo di considerare solo le teorie che si accordano con i fatti sperimentali fondamentali riguardanti il nostro universo, come la sua dimensione o l'esistenza dell'energia oscura, ci restano ancora 10

500

(...) teorie delle stringhe diverse.

**

Pagina 11, nell'introduzione:

Dopo tutto il lavoro dedicato alla teoria delle stringhe, non possiamo dire se esista una teoria completa e coerente, alla quale si potrebbe dare il nome di "teoria delle stringhe". Quello che abbiamo, in realtà, non è una teoria, ma una vasta raccolta di calcoli approssimativi che vengono accompagnati da un intero network di congetture che, se vere, tendono all'esistenza di una teoria. Ma questa teoria non è mai stata scritta su carta. Non sappiamo quali siano i suoi principi fondamentali. Non sappiamo in quale linguaggio matematico si esprimerà. Potrebbe essere un linguaggio che dovremo inventare. Dato che mancano principi fondamentali e formulazione matematica, non possiamo nemmeno dire che si sappia cosa afferma la teoria delle stringhe.

Pagina 11, nell'introduzione:

Dopo tutto il lavoro dedicato alla teoria delle stringhe, non possiamo dire se esista una teoria completa e coerente, alla quale si potrebbe dare il nome di "teoria delle stringhe". Quello che abbiamo, in realtà, non è una teoria, ma una vasta raccolta di calcoli approssimativi che vengono accompagnati da un intero network di congetture che, se vere, tendono all'esistenza di una teoria. Ma questa teoria non è mai stata scritta su carta. Non sappiamo quali siano i suoi principi fondamentali. Non sappiamo in quale linguaggio matematico si esprimerà. Potrebbe essere un linguaggio che dovremo inventare. Dato che mancano principi fondamentali e formulazione matematica, non possiamo nemmeno dire che si sappia cosa afferma la teoria delle stringhe.

Pagina 12, nell'introduzione:

Un tempo, un eminente teorico della teoria delle stringhe, >Joseph Polchinski, che lavora all'istituto Kavli dell'università di Santa Barbara, fu invitato a tenere una conferenza intitolata "Le Alternative alla Teoria delle Stringhe". Quando ricevette questa invito, la sua prima reazione fu dire "È stupido. Non esiste alcuna alternativa alla teoria delle stringhe (....), tutte le buone idee ne fanno parte (...)

Lubos Motl, professore assistente a Harvard, ha recentemente scritto nel suo blog: "la ragione più probabile per cui nessuno ha convinto gli altri della possibilità di esistenza di un'alternativa alla teoria delle stringhe è che non esiste alcuna alternativa (...)"

Pagina 12, nell'introduzione:

Un tempo, un eminente teorico della teoria delle stringhe, >Joseph Polchinski, che lavora all'istituto Kavli dell'università di Santa Barbara, fu invitato a tenere una conferenza intitolata "Le Alternative alla Teoria delle Stringhe". Quando ricevette questa invito, la sua prima reazione fu dire "È stupido. Non esiste alcuna alternativa alla teoria delle stringhe (....), tutte le buone idee ne fanno parte (...)

Lubos Motl, professore assistente a Harvard, ha recentemente scritto nel suo blog: "la ragione più probabile per cui nessuno ha convinto gli altri della possibilità di esistenza di un'alternativa alla teoria delle stringhe è che non esiste alcuna alternativa (...)"

**

Pagina 209:

La teoria delle stringhe non ha previsto l'energia oscura; peggio ancora: il valore rilevato è stato molto difficile da adattare alla teoria delle stringhe. Per questo motivo, questa scoperta ha creato una vera crisi all'interno di questa disciplina.

Pagina 209:

La teoria delle stringhe non ha previsto l'energia oscura; peggio ancora: il valore rilevato è stato molto difficile da adattare alla teoria delle stringhe. Per questo motivo, questa scoperta ha creato una vera crisi all'interno di questa disciplina.

**

Pagina 217:

Se si desidera adattare la teoria a un valore della costante cosmologica positivo, corrispondente alle osservazioni, allora esiste un numero finito di varianti della teoria; fino ad oggi abbiamo indizi sull'esistenza di circa teorie di questo tipo. È un numero enorme di teorie delle stringhe. Inoltre, ciascuna è diversa dalle altre. Ogni teoria dà previsioni diverse per la fisica delle particelle elementari e anche per i valori dei parametri del modello standard.

Pagina 217:

Se si desidera adattare la teoria a un valore della costante cosmologica positivo, corrispondente alle osservazioni, allora esiste un numero finito di varianti della teoria; fino ad oggi abbiamo indizi sull'esistenza di circa teorie di questo tipo. È un numero enorme di teorie delle stringhe. Inoltre, ciascuna è diversa dalle altre. Ogni teoria dà previsioni diverse per la fisica delle particelle elementari e anche per i valori dei parametri del modello standard.

- La fisica teorica è diventata un vasto ospedale psichiatrico, dove sono i pazzi ad aver preso il potere * Jean-Marie Souriau * **

Pagina 345:

Nelle modalità di reclutamento, si dà meno importanza ai giudizi dei professori confermati che alle misure di successo statistiche, come il finanziamento o i livelli di citazioni universitarie.

Pagina 345:

Nelle modalità di reclutamento, si dà meno importanza ai giudizi dei professori confermati che alle misure di successo statistiche, come il finanziamento o i livelli di citazioni universitarie.

Pagina 349:

La domanda non è se la teoria delle stringhe meriti di essere studiata o sostenuta, ma perché questa, nonostante la mancanza di previsioni sperimentali, ha monopolizzato le risorse disponibili per la ricerca in fisica fondamentale, e quindi ha ostacolato ogni esplorazione di altre approcci che mostravano promesse paragonabili alle sue.

Pagina 349:

La domanda non è se la teoria delle stringhe meriti di essere studiata o sostenuta, ma perché questa, nonostante la mancanza di previsioni sperimentali, ha monopolizzato le risorse disponibili per la ricerca in fisica fondamentale, e quindi ha ostacolato ogni esplorazione di altre approcci che mostravano promesse paragonabili alle sue.

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Pagina 351:

Alcuni teorici delle stringhe preferiscono credere che i segreti della teoria siano troppo complessi per essere compresi dagli esseri umani ( !!!)

Pagina 351:

Alcuni teorici delle stringhe preferiscono credere che i segreti della teoria siano troppo complessi per essere compresi dagli esseri umani ( !!!)

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Pagina 352:

Nathan Seiberg, noto teorico dell'Istituto di Studi Avanzati di Princeton, ha recentemente dichiarato, con un sorriso: "se c'è qualcosa al di là della teoria delle stringhe, allora lo chiameremo teoria delle stringhe"

Pagina 352:

Nathan Seiberg, noto teorico dell'Istituto di Studi Avanzati di Princeton, ha recentemente dichiarato, con un sorriso: "se c'è qualcosa al di là della teoria delle stringhe, allora lo chiameremo teoria delle stringhe"

Un po' più in alto, nella bolla che accompagna la foto di Thibaud Damour che accompagna un'intervista datata 2002, vediamo che egli menziona la teoria delle stringhe "come teoria globale". Questa parola copre una fantastica frode intellettuale e si riferisce alla "teoria M" la cui esistenza è stata suggerita da Edward Witten. Quest'ultimo avrebbe mostrato che le teorie delle stringhe si raggrupperebbero in cinque grandi famiglie, tutte emergenti da una "teoria M" di cui ha evocato l'esistenza senza dare ulteriori dettagli. Perché la lettera M? È per "mother theory" o per "mysterious theory". Nessuno lo sa. È stupefacente vedere persone che riprendono questa frode intellettuale sconvolgente, parlare della ricchezza dei vestiti del re, mentre

Il re è nudo

Esco dalla lettura di questo libro un po' sbalordito e perplesso. L'accesso al seminario dell'Istituto delle Alte Studi di Bures sur Yvette mi è stato negato due volte da Thibaud Damour, responsabile del "settore cosmologia". E senza alcuna critica formulata, argomentata. Non parliamo del comportamento lamentevole delle persone dell'Istituto di Astrofisica di Parigi, Alain Riazuelo in testa. Tuttavia sarei pronto, in qualsiasi momento, a scendere in arena per difendere le mie idee e i miei lavori. Leggendo il libro del canadese, che sa di cosa parla, poiché ha lavorato per tre decadi in questo settore, realizzo quanto i miei propri lavori siano più solidi e costruiti rispetto alle elucubrazioni di queste persone, punteggiate da "congetture". Ma cosa fare? Nel 1997, dieci anni fa, ho pubblicato presso le edizioni Albin Michel un libro divulgativo sui miei lavori, intitolato "Abbiamo perso metà dell'universo". Dio sa quanto questo libro fosse pieno di conferme osservative, di aperture feconde, basate su simulazioni numeriche. Eco mediatico nullo. È ancora distribuito da Hachette nella sua collana "le Point Science", credo. Si può trovare una variante nei testi scaricabili che propongo nel mio sito, cliccando su "il lato oscuro dell'universo". David Fosset, di Ciel et Espace, oserebbe mai leggerlo e farmi alcune domande, o si accontenterebbe di frasi di persone in posizione, come Damour, o come Hubert Reeves che, a proposito dei miei lavori, aveva risposto a un giovane studente:

- A tuo posto eviterei di perdere tempo con tutto questo

È un punto di vista. In realtà, questa approccio è sconcertante per un non-geometra. Non sono una personalità in geometria differenziale. Ho semplicemente imparato due o tre cose in questo campo, e questo basta per rendere le mie affermazioni incomprensibili per gli astrofisici e i cosmologi di oggi. Penso che Damour non capisca il mio approccio (che dire di Riazuelo!). Ho cercato di capire perché. Qualche mese fa ho avuto l'opportunità di tenere un seminario in un centro di ricerca in India dove ero stato invitato. Mi ero detto "nessuno è profeta nel suo paese". È stato semplicemente catastrofico. Daddish, direttore di questo istituto, fondato da Narlikar, mi ha attaccato immediatamente dicendo che il mio modello era assurdo "perché uno spazio non può possedere due sistemi distinti di geodetiche".

Non era "mi piacerebbe che mi spiegassi meglio..." ma "è assurdo perché..."

A questo ho risposto

• Completamente d'accordo. Non c'è uno spazio, ma due, e ciascuno ha il suo sistema di geodetiche.

Daddish confondeva spazio e "varietà". Ho provato invano a illuminare la sua lanterna.

Ma "la corrente non è passata". Alla fine del mio intervento un ricercatore ha fatto questa osservazione:

- Daddish ha cercato più volte di mettere Petit in difficoltà, ma è andato contro di lui.

Tutto questo è durato un'ora e mezza e alla fine non sono riuscito a entrare nel vivo del mio vero intervento, basato sui gruppi. Ma Daddish, un tipo simile a Damour, non se ne curava. Ancora un altro per cui la fisica teorica è soprattutto un modo per divertirsi tra amici (selezionati con cura per la loro comunità di pensiero e idee).

Questo scambio, che evoca un duello tra due duellanti, è esattamente ciò che sarebbe successo se avessi potuto tenere un intervento all'IHES. Damour sarebbe andato dritto e si sarebbe sfracellato, come l'indiano (o come Riazuelo, se avessi potuto tenere un seminario all'Istituto di Astrofisica di Parigi). In questo tipo di scambio non ho mai perso una battaglia, in trent'anni, e lo sanno tutti. Dopo aver mostrato a Daddish qual era il suo errore, in cosa faceva confusione, ho detto:

- Onestamente. Credi davvero che avrei corso il rischio di apparire davanti a voi senza aver prima ben chiarito queste questioni?

Dopo essere stato respinto da Damour, avevo cercato di contattare Jean-Pierre Bourguignon, geometra e direttore dell'Istituto delle Alte Studi di Bures. Quest'ultimo aveva perfettamente capito i dettagli del mio intervento, che può essere riassunto in termini tecnici molto "compatti":

- Il gruppo di Poincaré, in quanto gruppo dinamico che gestisce la dinamica del punto materiale relativistico, eredita una proprietà del gruppo di Lorentz, intorno al quale è costruito, ed è dotato di uno spazio dei movimenti composto da due sottoinsiemi: i movimenti con energia positiva e i movimenti con energia negativa.

- Suggerisco di fare ricorso a un gruppo il cui spazio dei movimenti non è connesso.

Bourguignon mi ha detto "che lo spazio dei movimenti non sia connesso, non mi disturba affatto".

Dietro questa parola "spazio dei movimenti non connesso" c'è tutta la problematica universo-universo gemelli, che gli astrofisici e i cosmologi non vogliono sentire parlare. Anche i teorici delle stringhe. A meno che non siano loro stessi, un giorno, a proporre questo concetto.

Cosa fare? Contattare Smolin? Contattare Alain Connes, che è un geometra?

Concluderò questa pagina menzionando l'ultima parte del libro del canadese, dove egli menziona alcune piste possibili, che potrebbero portare a una rivoluzione in fisica, tra l'altro la non costanza della velocità della luce. Cita a tale proposito i lavori di un ricercatore, Magueijo, autore di un libro tradotto in una lingua e pubblicato da Dunod, intitolato "Più veloce della luce". Potrei anch'io proporre la mia idea e proporla a questo editore. Ma se nessun media scientifico dà seguito, come è stato il caso nel 1997 con "Abbiamo perso metà dell'universo" (Albin Michel), sarà un nuovo colpo di spada nell'acqua. Sa Smolin che il precursore di questa idea è un certo ... Jean-Pierre Petit? Il primo, pubblicato su Modern Physics Letters A risale al ... 1O988.

Per accedere a questi articoli.

Cosa succederebbe se gli inviassi i miei lavori? Cosa farebbe il suo collega e amico Magueijo? Avevo inviato dei lavori anni fa con Magueijo e Moffat, canadese come Smolin. Nessuno mi ha mai risposto.

Smolin menziona poi la sua collaborazione con Carlo Rovelli, del Centro di Fisica Teorica di Marsiglia, che lavora, come lui, sulla gravità a loop (Quantum Loop Gravity). Bisogna andare al capitolo 15, pagina 315, intitolato "La fisica dopo la teoria delle stringhe". Trovo le idee abbastanza interessanti. Smolin scrive, pagina 315:

*- L'idea unificatrice principale è facile da formulare: non iniziare da uno spazio dato, né da qualcosa che si muove nello spazio. Al contrario, iniziare da qualcosa che non abbia una struttura spaziale, ma una struttura puramente quantistica. Se la teoria è buona, allora lo spazio emergerebbe come rappresentazione di alcune proprietà medie della struttura - proprio come la temperatura emerge come rappresentazione del movimento degli atomi. **Così, molti teorici della gravità quantica credono che esista un livello più profondo della realtà dove lo spazio non esiste. *

Alla pagina seguente, una frase molto interessante:

*- Ciò che noi, che lavoriamo in gravità quantica, vogliamo far capire dicendo che lo spazio è emergente, è che il continuo dello spazio è un'illusione. Proprio come l'aspetto liscio, apparente, dell'acqua o della seta nasconde una materia composta da atomi discreti, sospettiamo che l'aspetto liscio dello spazio non sia reale, ma emerga dall'approssimazione di qualcosa di fondamentalmente diverso, che è in realtà costituito da blocchi costruttivi numerabili. *

Là, si vede emergere un'antica idea, già esplorata da Heinsenberg stesso. Che non sia "il reale" a essere quantizzato ma ... che sia l'universo stesso a esserlo. Ho spesso evocato questa idea in libri o fumetti. L'immagine di una struttura quantizzata è il gioco degli scacchi. Le pedine non esistono. La materia non esiste. C'è solo il comportamento. Se C rappresenta la coordinata riga e L la coordinata colonna, una pedina che si muove in modo che

D C = più o meno 1 ; D L = più o meno 1

è ... un re (modulo questa restrizione di non poter uscire dalla scacchiera).

Una pedina tale che il prodotto

D C x D L = 0

è ... una torre

(che può muoversi solo lungo una riga o una colonna)

Una pedina tale che i valori assoluti di D C e di D L siano uguali è ... un alfiere

ecc.

Il gioco degli scacchi è un gioco che può essere completamente gestito da un computer, che manipola solo bit, "ignora che lo spazio e il tempo esistano". Gli scacchi, le pedine, i movimenti, sono rappresentazioni geometriche comode, che Smolin chiama "oggetti emergenti". Quando si fanno affrontare due computer l'uno contro l'altro, non hanno bisogno ... di scacchiera.

Pagina 326:

*- Una geometria quantica è un certo tipo di grafo. Uno spazio-tempo quantico è una sequenza di eventi in cui il grafo evolve attraverso cambiamenti locali della sua struttura. *

Oh quanto mi piace e mi parla. Posso capire come fanno queste persone? Quali sono i loro strumenti? Nel Topologicon (1985) si trova, pagina 39, lo schema di una "dislocazione in un cristallo" che crea un insieme di singolarità coniugate.

Il poliedrico, non c'è niente di meglio per capire le cose. Prendete quindi un foglio quadrettato. Potrete così realizzare la dislocazione in "3d". Sarebbe sicuramente una cosa molto divertente da fare in immagini di sintesi, con un piccolo film.

E, alla pagina 40 del Topologicon, si può leggere:

Certo, si possono concepire dislocazioni in spazi a più dimensioni, dislocazioni che si propagano.

- Pfff... direbbe Damour agitando la sua criniera da Accademico, spettinato davanti, non sono che dei toy models!

**È meglio sentire che essere sordo **

Resta il fatto che tutto questo è molto interessante. Personalmente, consiglierei un mix di gravità a loop e di gemellare. Spero che Rovelli e Smolin escano con qualcosa. Perché, dal lato delle stringhe, si inizia a crederci sempre meno.

**PHILIP W. ANDERSON

**PHILIP W. ANDERSON

Fisico e premio Nobel, Università di Princeton

La teoria delle stringhe è un esercizio futile in fisica, come io credo? È una specialità interessante in matematica che può produrre cose interessanti in un altro contesto, ma non mi sembra che questo settore della matematica abbia una importanza cruciale, più di altri settori di matematica molto astratta o specializzata, e non giustifica in base a ciò gli enormi sforzi dedicati a questo settore.

La mia convinzione si basa sul fatto che la teoria delle stringhe è la prima scienza in centinaia di anni a essere perseguita in modo pre-baconiano, senza alcuna guida sperimentale adeguata. Propone che la natura sia come vorremmo che fosse, invece di come la vediamo essere; e è improbabile che la natura pensi come noi.

La cosa triste è che, come alcuni giovani teorici mi hanno spiegato, è così sviluppata che è un lavoro a tempo pieno solo per tenere il passo. Questo significa che altre direzioni non vengono esplorate dai giovani brillanti e immaginativi, e che le carriere alternative sono bloccate.

Università di Princeton. Premio Nobel di fisica

La teoria delle stringhe è un esercizio futile in fisica, come io sono tentato di credere. È una specialità interessante in matematica che può produrre cose interessanti in un altro contesto, ma non mi sembra che questo settore della matematica abbia una importanza cruciale, più di altri settori di matematica molto astratta o specializzata, e non giustifica in base a ciò gli enormi sforzi dedicati a questo settore.

La mia convinzione si basa sul fatto che la teoria delle stringhe è la prima scienza in centinaia di anni a essere perseguita in modo pre-baconiano, senza alcuna guida sperimentale adeguata. Propone che la natura sia come vorremmo che fosse, invece di come la vediamo essere; e è improbabile che la natura pensi come noi.

La cosa triste è che, come alcuni giovani teorici mi hanno spiegato, è così sviluppata che è un lavoro a tempo pieno solo per tenere il passo. Questo significa che altre direzioni non vengono esplorate dai giovani brillanti e immaginativi, e che le carriere alternative sono bloccate.

Fisico e premio Nobel, Università di Princeton

Is string theory a futile exercise as physics, as I believe it to be? It is an interesting mathematical specialty and has produced and will produce mathematics useful in other contexts, but it seems no more vital as mathematics than other areas of very abstract or specialized math, and doesn't on that basis justify the incredible amount of effort expended on it.

My belief is based on the fact that string theory is the first science in hundreds of years to be pursued in pre-Baconian fashion, without any adequate experimental guidance. It proposes that Nature is the way we would like it to be rather than the way we see it to be; and it is improbable that Nature thinks the same way we do.

The sad thing is that, as several young would-be theorists have explained to me, it is so highly developed that it is a full-time job just to keep up with it. That means that other avenues are not being explored by the bright, imaginative young people, and that alternative career paths are blocked.

Université de Pinceton. Prix Nobel de physique

La théorie des cordes est-elle un exercice futile en physique, comme je suis tenté de la croire . C'est une spécialité intéressante en mathématiques qui peut produire des choses intéressantes dans un autre contexte, mais il ne me semble pas que ce secteur des mathématiques ait une une importance cruciale, plus que d'autres secteurs des mathématiques. Cela ne justifie pas les énormes efforts qu'on a consacré à ce domaine.

Ce que je pense c'est que c'est la première fois depuis des sciècles qu'une qu'on se trouve en scance face à une démarche pré-Baconienne, qui n'est pas guidée par l'expérimentation. On propose un modèle de la Nature en souhaitant qu'elle s'y conforme et non en cherchant à s'approcher plus près du réel. Il est peu probable que la Nature se conforme à ce qui n'est autre qu'un souhait de notre part.

Ce qui est triste, comme certains jeunes théoriciens me l'ont expliqué c'est que ce secteur est si développé que c'est devenu un activité à plein temps, auto-suffisante. Ceci signifie de d'autres directions ne seront pas explorées par de jeunes chercheurs imaginatifs et que toute carrière tentant de se situer en dehors de ce domaine des cordes sera bloqué.

Avant di concludere, vorrei tornare su un tema caro a Smolin, quello che una teoria deve essere falsificabile (rifutabile), cioè deve poter proporre osservazioni future, che non sono state ancora fatte. Se ciò è confermato, allora è un buon punto per la teoria. Altrimenti, effetto inverso. Questa idea di falsificabilità è stata proposta dall'epistemologo Karl Popper. Smolin ci aderisce, non Damour, che, nel loro confronto, dubitava "che un uomo così fine come Smolin possa essere abitato da un poppérismo così naïf".

Perciò, farò una previsione, falsificabile e spiegherò in un altro articolo perché dico così. Avete senza dubbio visto una "falsa foto" del cielo, scattata dal telescopio Hubble.

**"Anello di materia oscura" ricostruito attraverso l'analisi dell'effetto lensing debole, intorno all'ammasso di galassie ZwCI0024 + 1652, situato a 5 miliardi di anni luce.
Immagine: telescopio Hubble. In realtà l'anello non è visibile otticamente. L'ho laboriosamente cancellato, ma non so dove ho messo questa maledetta immagine. **

Articolo http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=4076 del 17 maggio 2007 proveniente dal sito http://www.techno-science.net

L'immagine mostrata mostra questo "alone di materia oscura", praticamente centrato su un ammasso di galassie. Interpretazione: si tratterebbe di una struttura analoga a un "anello di fumo", che si è riusciti a riprodurre durante la collisione di due grandi strutture, che si passano attraverso lasciando questo oggetto come traccia di questa collisione. Una collisione tra cosa e cosa? La storia non lo dice. Ma su un piano statistico è del tutto straordinario che l'"anello di fumo" abbia il suo asse diretto verso di noi. C'è circa una possibilità su 500 che sia così.

Voici ma prédiction :

On va trouver de nouveaux halos de matière sombre ( "détectés "par effet de lentille gravitationnelle, décodage du "weak lensing" ) autour des amas de galaxies et tous seront centrés sur l'amas. Dès qu'on en aura trouvé un second ayant cette apparence, la chance que cela soit du au hasard passera à une sur 250.000. Etc... La conclusion des astronomes sera alors qu'il ne s'agit pas de halos mais de coques creuses, de matière noire. Ca deviendra très difficile d'expliquer comment ces machins peuvent tenir. Peut être quelqu'un écrira-t-il qu'ils sont "haubannés à l'aide de cordes cosmiques". Dans un prochain papier ( où diable l'ai-je mis ? ) je donnerai ma propre interpération. Il s'agit d'un " effet de halo de matière sombre ". Je pense que ces halos n'existent simplement pas, mais révèlent la présence de l'environnement de matière gémellaire. Il y a dix ans que j'ai fait des calculs, par ailleurs publiés dans une revue, qui prédisaient ce phénomène.

Même pas fausse ! La physique renvoyée dans ses cordes

6 mars 2008

Commentaires sur l'ouvrage de Peter Woit

J'ai lu l'ouvrage de Peter Woit, enseignant en mathématiques dans le département de maths de l'université de Colombia, Etats-Unis.

Quand on regarde les dates de parution on voit que ce livre a été, comme celui de Lee Smolin, publié sous sa forme originale en 2006. Tout cela traduit donc un début de fronde anti-supercordes. Les conclusions de Woit sont les mêmes que celles de Smolin. Doit-on qualifier de science ce que Souriau qualifiait il y a déjà vingt ans comme :

Une physique sans expérience et une mathématique sans rigueur

Pour la physique sans expérience, le premier venu pouvait s'en apercevoir, puisque cette " théorie " n'expliquait rien et ne prévoyait rien. Par contre ses chantres n'étaient pas avares en grande phrases. Woit reprend certaines d'entre elles :

- La théorie des supercordes est une physique du 21° siècle accidentellement tombée dans le 20°

Woit cite un " grand vulgarisateur " :

Je ne savais pas qu'un jour, dans une grande envolée celui-là avait déclaré qu'il n'était pas surprenant "que l'on ne comprenne pas le sens de cette théorie des cordes puisque c'étaient les mots mêmes de Dieu". Ainsi la phraséologie des supercordes constituerait-elle une sorte de " Coran scientifique ".

Woit rappelle une phrase du prix Nobel Richard Feynman, que je ne connaissais pas non plus et qui est savoureuse :

*- Les théoriciens des cordes ne font pas de prédictions, ils font des excuses. *

Ceci étant, l'ouvrage de Woit est très inhomogène. Il débute par une initiation très claire aux expériences conduites en matière de physique des hautes énergies. Il explique très bien par exemple que les super-accélérateurs de particules sont de fantastiques consommateurs d'électricité et que c'est en particulier cela qui limite la construction de nouveaux engins. Dans la suite du livre Woit retrace la genèse du "modèle standard", puis de théories comme la supersymétrie. Mais comme il décide de ne faire figurer ni équation, ni image didactique, ni schéma visuel le lecteur non-initié perd vite de fil. On retrouve ses esprits deux cent pages plus loin, quand il s'agit de conclure.

La forma dell'opera deriva dal fatto che la strategia di Woit era inizialmente diversa da quella di Smolin, fisico. Si rivolse a una casa editrice universitaria come Cambridge University Press, Pergamon Press, Mac Graw Hill Books Cie ecc. È lì che vengono pubblicati libri ben strutturati dal punto di vista della scrittura, dove "non manca un solo bullone". Woit concepì quindi il suo libro come un appello che voleva inattaccabile, quindi necessariamente ricco di numerose precisazioni e sviluppi tecnici che non potevano essere compresi dal lettore, anche se fosse un appassionato di scienza o un non specialista. Tentò attraverso questo libro di esprimere l'opinione di un matematico su questo mondo delle stringhe. Il libro fu quindi indirizzato a una casa editrice di orientamento universitario e di conseguenza sottoposto "a esperti della disciplina" con i quali Woit si aspettava di dover combattere, sulla base di critiche concrete. Fu perduto. Le note di lettura ricevute dall'editore non contenevano alcuna critica precisa, mirata, dove il "referee" potesse dire "qui Woit dice una sciocchezza". In realtà, queste note non contenevano alcuna critica argomentata, ma si concludevano tutte con una raccomandazione semplice di non pubblicare l'opera, giudicata inopportuna. Un esperto espose perfino l'opinione "che queste discussioni all'interno della comunità scientifica dovessero essere risolte in famiglia e non esposte al pubblico".

Capendo che non sarebbe riuscito a pubblicare questo libro presso queste grandi case editrici, Woit si rivolse a un editore "ordinario" che non sottopose il suo manoscritto a revisione e lo pubblicò così com'era. Smolin fece lo stesso.

Questi libri sono stati tradotti in molte lingue. Diremmo che attraverso gli scritti di Smolin e Woit il pubblico ha scoperto cosa nascondesse questa teoria delle stringhe.

Il lettore troverà, a titolo di conclusione, ciò che è già stato spiegato da Lee Smolin, vale a dire che questo strano modello avrebbe 100500 varianti possibili, più di quanti atomi ci siano nell'universo. Etc.

Woit, matematico, dà grande importanza al talento di Edwards Witten, medaglia Fields, vero "eroe della saga delle superstringhe". Lo descrive come un ricercatore immaginativo, talentuoso, precoce, prolifico.

Il matematico Edwards Witten

Aggiunge che in un periodo in cui si stava profilando la grande crisi della nostra fisica teorica, che oggi è esplosa, l'entusiasmo di migliaia di ricercatori (...) deve molto al fatto che un uomo così brillante abbia indicato più di vent'anni fa questa via come promettente. Witten divenne quindi "the man in the spot". Negli anni ha moltiplicato annunzi, l'ultimo dei quali la previsione dell'emergere di una "teoria M" di cui non si sa nemmeno in quale linguaggio potrebbe essere formulata, che avrebbe avuto virtù unificatrici definitive.

Questa teoria M sembra che la fisica teorica contemporanea potrebbe essere stata scritta da ... Molière

Ma essa beneficia a alcuni, come al molto famoso Michael Greene, diventato un vero uomo d'affari, che Woit risparmia dalle sue critiche, ma che poté esporre i grandi tratti di queste avanzate in una serie di trasmissioni commissionate e finanziare da una casa di produzione americana per una bella somma di tre milioni e mezzo di dollari, che sono state trasmesse in molti paesi, in particolare in Francia.

**Il matematico Michael Greene
diventato "l'Hubert Reeves delle stringhe" **

Siamo arrivati a questo punto.

Ho messo alcuni dei miei lavori di cosmologia su arXiv e continuerò. È lavoro di rielaborazione poiché alcuni di questi risultati risalgono al ... inizio degli anni '90. Diremmo che grazie alle riunioni dell'estato scorso, con matematici, tutto è stato riformulato in modo più "di classe", ma non è molto diverso da ciò che avevo pubblicato 11 anni fa in "On a perdu la moitié de l'univers" (Albin Michel, poi Hachette). Quando avrò messo su arXiv il prossimo articolo che dovrò finalizzare a breve cercherò di contattare Smolin e Woit. Ho provato a contattare Alain Connes, matematico geometrico, senza successo. Gli ho inviato i miei articoli per e-mail e via posta: nessuna risposta. I miei colleghi matematici mi hanno detto "Connes è una star. Non ti risponderà". Si è verificato.

Penso che questa prospettiva "bimetrica" (nuovo nome "controllato" di ciò che chiamavo un tempo "geminale") offra prospettive molto interessanti in molti settori e probabilmente non solo in astrofisica e cosmologia. In un'epoca in cui si trattano i dati astronomici con semplici parole come "materia oscura" e "energia oscura", ciò che ho costruito ha il vantaggio di essere chiaro e fruttuoso. Ora, se nessuno decide di interessarsene non crollerò nel disperato come fece Ludwig Boltzmann, che finì per ... suicidarsi perché nessuno si interessava ai suoi lavori. Lo tradurrò in ... fumetti.

Nel suo libro Woit passa in rassegna i suoi conti con i fratelli Bogdanoff dedicando loro un capitolo intero. Loro almeno hanno una possibilità: vengono attaccati. Non io. Di fronte a un muro di silenzio, a non risposte a proposte di seminari non si può fare nulla. La bolla è chiusa.

C'è una cosa divertente: nello stesso tempo in cui si costruiscono lavori scientifici nascono gli elementi di future vignette. Concetti molto sottili possono essere illustrati in modo estremamente semplice. Il modello cosmologico classico si basa su ciò che è stato a lungo considerato un' "ipotesi fondamentale", vale a dire che l'universo doveva essere isotropo e omogeneo. Lo si concepiva come un tipo di gas le cui "molecole" sarebbero state ... le galassie. Poiché le velocità relative di queste galassie sono piccole rispetto alla velocità della luce (1000 km/s contro 300.000 km/s) è nata l'immagine dell'"universo di polvere": oggetti molto piccoli poco agitati l'uno rispetto all'altro. Riguardo a questa bassa velocità di "agitazione" che gli astronomi chiamano "velocità residue", la cosa è confermata. Al contrario, il miglioramento costante delle misure riguardanti la struttura su larga scala dell'universo mostra che è tutto tranne che omogeneo. Con omogeneità si intende che "oggetto" sarebbe identico a se stesso se si effettuasse una traslazione. Ma è totalmente falso: si veda questa struttura "lacunare" in cui la materia si distribuisce attorno a immensi vuoti di diametro di centinaia di milioni di anni luce.

Inoltre, cosa si espande e dove? La domanda è divertente. Non l'avete mai posta a voi? Avete mai interrogato un astronomo su questo argomento?

I sistemi planetari seguono l'espansione cosmica: no. Sarebbero instabili. Lo stesso per le galassie. Tuttavia, per spiegare il redshift, bisogna che si espanda da qualche parte. Nei grandi vuoti che separano le galassie, ad esempio. Questo ricorda un'idea che si trova in una delle mie vignette. Ma adesso non mi ricordo quale. L'idea che la materia sia una sorta di "spazio congelato". L'immagine è quella di un personaggio che rovescia su un tavolo un bicchiere pieno di cubetti di ghiaccio. L'acqua è il "vuoto", pieno di "fotoni cosmologici". Questi ultimi hanno una lunghezza d'onda che cresce contemporaneamente alla "dimensione" R dell'universo. Al contrario, i cubetti rappresentano la materia, con una lunghezza d'onda che è la lunghezza di Compton, che non varia. In altre parole, l'universo è una sovrapposizione di "cose che si rilassano" (i fotoni) e di "cose che non si rilassano" (i materiali). L'ho modellato nel mio prossimo articolo sotto forma di una serie di disegni, che riproduco qui:

**L'immagine della "rottura di simmetria" fondamentale **

A destra l'immagine del nostro universo nel suo stato attuale, rappresentato da un cubo, la cui topologia è quella di una sfera, dotato di otto "masse" (i bordi arrotondati) collegati da elementi euclidei, quarti di cilindri e pezzi di piano. Secondo questo schema, gli elementi euclidei "crescono" ma i bordi arrotondati non si muovono. Questi bordi sono dove abitiamo.

Risalendo nel passato, queste "masse" finiscono per unirsi (qui questi otto ottavi di sfera). Il disegno 2 corrisponde a una "rottura di simmetria". Prima l'oggetto aveva le simmetrie della sfera, dopo no. Se si estende questo a un oggetto con una dimensione in più, si otterrà un poliedro tridimensionale in cui siamo supposti abitare con aree curve (dove ci sono concentrazioni di materia) e ampie aree euclidee.

Queste aree curve non si espandono. Ad esempio, voi, io, la casa, la Terra, la Via Lattea.

Fuori dalle concentrazioni di materia, si espande. Tuttavia, quando si risale nel passato, necessariamente ci sarà un momento in cui queste concentrazioni si uniranno e ci sarà "una transizione di fase". Lo spazio avrà quindi le simmetrie di una sfera S3. Sarebbe omogeneo e isotropo. È interessante notare che questa visione è incompatibile con il fatto di considerare la velocità della luce (e le altre costanti della "fisica") come invariabili. Si entra così nel modello "a costanti variabili" che Moffat e Magueijo credono di aver inventato, il primo nel 1999, il secondo nel 2001, mentre io ho pubblicato cose molto più elaborate nel 1988-1989, su Modern, Physics Letters A. Scriverò a Moffat e Magueijo. Ma l'ho già fatto sette o otto anni fa senza ottenere risposta. Non penso che risponderanno questa volta.

Perché?

Perché rispondere a un francese sconosciuto che crea problemi? Ma Dunod ha pubblicato il libro di Magueijo "Più veloce della luce". Un grande successo di vendite. Niente a che vedere con il fallimento di "On a perdu la moitié de l'univers", 1997.

Metterò i miei lavori su arXiv, poi scriverò a tutti questi persone (Smolin dice di essere interessato a nuove idee). E quando tutto questo si rivelera inutile tornerò alle mie vignette.

**10 maggio 2008: Tentativo di contatto con Woit. Risultato: **

Woit ha un blog, in teoria abbastanza seguito. I miei amici matematici mi hanno detto "perché non provi a contattare Woit attraverso il suo blog? Sarebbe sufficiente che ti collegassi a un argomento che lui affronta e che ti permettesse di intervenire". Questo è accaduto il 7 maggio 2008, come segnalato da questi colleghi. Woit affrontava la questione dell'energia oscura e commentava le recenti dichiarazioni di Witten su questo argomento, a seguito di un simposio.

http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/

Ecco la pagina del suo blog.

Noterete immediatamente diverse cose. Questo blog rimanda al nome dell'editore Word Press, che pubblica il libro, che è presente ovunque sulle pagine.

Ma, comunque, ho lasciato un commento, ricordando che il gruppo di Poincaré completo generava particelle a energia negativa, compresi fotoni a energia negativa e che questo rappresenterebbe un buon candidato per questa "energia oscura" sempre meno identificabile.

Il messaggio è rimasto in attesa per un'ora ed è stato cancellato. Ho allora inviato un altro messaggio in forma di protesta e ho ricevuto questa risposta via e-mail da Woit:

Poi ho cercato semplicemente di attirare la sua attenzione sul fatto che la teoria dei gruppi, la geometria simplettica, l'azione coadjunta di un gruppo sul suo spazio dei momenti costituiscono le basi stesse della fisica matematica e non delle "idee non convenzionali in fisica". Nessuna risposta, fine della storia.

Sembra che persone come Woit costituiscano un tipo di club in cui si chiacchiera più che altro e in cui non si vede neppure l'ombra di un'idea un po' nuova. Queste persone sono state le prime a dire "il re è nudo!". Certamente. Ma allora, molti vorrebbero mettersi in testa una nuova corona. Non convenzionale può significare anche "non conformista". Oggi è molto difficile distinguere tra le idee. Come dice Woit, è stato immediatamente sommerso da messaggi di persone "che cercavano, sul suo blog, di promuovere le proprie idee". Si scopre che non si può nemmeno, su questo blog, porre domande, fare osservazioni, far interrogare le persone, utilizzando il linguaggio più classico della fisica matematica.

Allora è senza speranza. Woit vuole che ci si distolga da un conformismo, ma ha il suo.

C'è la mia idea e la condivido

Ho appena inviato un nuovo lavoro di cosmologia a arXiv. Ma sono pessimista riguardo alla possibilità di intraprendere un dialogo con persone come Woit, Smolin. Per un uomo come Woit, un'idea nuova potrebbe emergere solo "dall'interno", dall'università di Columbia, o da Princeton. Come potrei, io francese, attrarre per un solo momento l'attenzione di queste persone?

Bisogna aggiungere che il mondo scientifico è come le altre sfere. L'ambizione, la ricerca di notorietà non è assente.