De boeken van Lee Smolin en Peter Woit over superstrings

Niets gaat meer goed in de natuurkunde!

22 juni 2007 -

bijgewerkt op 6 maart 2008: het boek "Zelfs niet vals" van Peter Woit

Toegevoegd op 22 september 2007

: "Debat" op France culture, tussen

Thibaud Damour

(leden van de Académie des sciences, Institut des Hautes Études in Bures-sur-Yvette),

Veneziano

(professor aan het Collège de France) en Costa Bachas (onderzoeker bij het CNRS in het departement natuurkunde van de École Normale Supérieure in Parijs), op 21 september 2007

Dit artikel kondigde een ... debat aan. Ik heb deze lange en vervelende uitzending beluisterd. Detail: de drie "protagonisten" zijn allemaal betrokken bij dezelfde theorie! Mijn armen vallen bijna uit hun kom.

De opmerkingen van Smolin worden verdraaid, vooral door Damour, die de projecten van de "lussengravitatie" van Smolin en Rovelli tegenover die van de snaartheorie stelt en zegt: "de lussengravitatie heeft evenmin elementen voorgesteld die met waarnemingen kunnen worden vergeleken". Hij laat het centrale aspect van Smolins boek onvermeld, namelijk:

• We hebben volkomen nieuwe ideeën nodig, andere. Daarvoor moeten onderzoekers in staat zijn om zich op andere paden te begeven.

Wat schokkend is, is dat de snaartheorie de afgelopen dertig jaar de monopolisering van subsidies, middelen, functies en het afschrikken van elke aanpak die buiten dit kader valt heeft gekregen.

De schandalieuze misleiding van de snaartheorie, de enige "globale theorie" van de natuurkunde, eindelijk onthuld

Nonsens...

De theoretische natuurkundige Lee Smolin heeft een boek gepubliceerd getiteld "Niets gaat meer goed in de natuurkunde!", uitgegeven door Dunod.

Lee Smolin

Curriculum vitae en wetenschappelijke publicaties van Lee Smolin

Een dik boek van 485 pagina's. Maar ik raad het lezen aan. Ik denk dat dit werk een plek zal krijgen in de geschiedenis van de wetenschap.

20 juli 2007

: Een beetje gespecialiseerd:

de mening van de wiskundige Michel Mizony,

directeur van het IREM van Lyon

Ik weet niet of er een voorbeeld is van iets dergelijks. Smolin staat op het hoogtepunt van zijn carrière, die hij afsluit bij het Perimeter Institute in Canada. Dit boek herinnert terloops aan zijn loopbaan waarin hij gedurende dertig jaar deelnam aan wat men zou kunnen omschrijven als een gekoelde zoektocht van duizenden onderzoekers om de theoretische natuurkunde een nieuwe impuls te geven. Hij wijst er bijvoorbeeld op dat in dertig jaar duizenden onderzoekers enkele... honderdduizend artikelen hebben gepubliceerd over de snaartheorie, zonder dat dit tot iets concreets heeft geleid. Hij zelf heeft er achttien gepubliceerd.

Voordat ik hierover commentaar geef, raad ik u aan om het gesprek tussen Lee Smolin en Thibaud Damour te volgen, georganiseerd in de Cité des Sciences onder auspiciën van Dunod en de revue Ciel et Espace, met als moderator journalist David Fosset, werkzaam bij deze revue. De link om toegang te krijgen tot deze video:

Volgens een lezer is deze video leesbaar met Real Player.

Hij stelt voor om een "light"-versie te installeren,

zonder reclames en zonder dat deze versie automatisch als de voorkeursversie wordt geïnstalleerd.

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

Klik op de blauwe camera, links

Wie het boek van Smolin niet heeft gelezen, kan de reacties in dit debat nauwelijks waarderen. Ik wil alleen een paar opmerkingen maken. Op een bepaald moment zegt Smolin dat wanneer er in de wetenschap vooruitgang wordt geboekt, dingen zich vereenvoudigen, helderder worden, harmonieuzer. Damour noemt een voorbeeld om het tegendeel aan te tonen, door te spreken over een verandering van visie bij het zonnestelsel, van het model van Kepler naar dat van Newton.

Het model van Kepler was puur fenomenologisch. Het ging uit van zeer nauwkeurige waarnemingen van de Deense astronoom Tycho Brahe. Op basis van deze gegevens was het niet meer mogelijk, bij beschouwing van het heliocentrische model van Copernicus, te veronderstellen dat de banen van de planeten cirkels waren. U herinnert u misschien aan de wetten van Kepler.

• De banen van de planeten zijn ellipsen, met de zon op één van de brandpunten.

• De kwadraten van de omlooptijden zijn evenredig met de derde machten van de grote assen.

Kepler had dit vastgesteld, maar het "niet uitgelegd", hij had geen theoretisch model om dit te verantwoorden. Newton liet toe om deze banen wiskundig te construeren door simpelweg te veronderstellen dat de planeten "massapunten" zijn, aangezogen door de zon, ook een massapunt, volgens de wet die hij zijn naam gaf. Er is dus sprake van vereenvoudiging. De constatering van Kepler kan dan worden geïnterpreteerd als:

• De banen van de planeten volgen de wetten van de Newtoniaanse mechanica, waarbij twee objecten elkaar aantrekken evenredig met hun massa en omgekeerd evenredig met de afstand tussen hen.

Een wiskundige kan dan bewijzen dat deze banen vlak zijn, en preciezer gezegd cirkelvormig (cirkels, ellipsen, parabolen of hyperbolen in het geval van asteroïden of kometen).

Dit geeft dus gelijk aan Smolin. Maar Kepler probeerde ook uit te leggen waarom de planeten zich op bepaalde banen hadden geplaatst en niet op andere. Een empirische aanpak leidde tot de "wet van Titus-Bode", die tot op heden geen verklaring kent.

Kepler mislukte in een poging tot een beschrijving van een "geometrische natuur", waarbij de planetenbanen overeenkwamen met "in elkaar geschoven veelvlakken" (zie mijn strip Cosmi Story, gratis te downloaden op de site

http://www.savoir-sans-frontieres.com

. Meer specifiek

op deze link

. Het bleek dat het model van Kepler simpelweg niet overeenkwam met de waarnemingen.

In Newtons visie kunnen planeten zich op elke baan bevinden, de enige beperking is dat hun beweging voldoet aan de wetten van de mechanica. Damour gebruikt dit om te wijzen op het feit dat het planeetmodel van Newton "vrij parameters" heeft, deze parameters zijn de stralen van de banen. Hij houdt zich niet bezig met de wet van Titus-Bode, omdat hij haar ontologische oorsprong niet ziet. De poging van Kepler lijkt hem een poging om, al was het niet de waarden van de banen, dan toch hun verhoudingen te bepalen. Deze uitspraak doet denken aan het inspanningsgebrek in de theoretische natuurkunde (tot nu toe zonder succes) om te begrijpen wat deze "tijdelijk vrije parameters" zijn: de massa's van deeltjes en de verhoudingen tussen hen.

Zoals we zullen zien in het boek van Smolin, vertegenwoordigt de hedendaagse theoretische natuurkunde een karikatuur van het aantal vrije parameters, dat vaak in de honderden wordt geteld. Wat tot nu toe vrij goed verborgen is gebleven voor het publiek, is dat in de geavanceerdste benaderingen van de snaartheorie, aanhangers van deze vreemde discipline bekennen dat hun keuze moet vallen op één van de 10^500 mogelijke theorieën (...), elk een specifieke keuze van parameters en natuurwetten. Natuurlijk zou men kunnen zeggen dat het voldoende is om in dit "theoretisch landschap" de juiste wet te selecteren die rekening houdt met de waarnemingen gebaseerd op de onbetwiste verwervingen van de elementaire deeltjesfysica. Helaas geven aanhangers van deze snaartheorie toe geen idee te hebben hoe dit moet gebeuren.

Maar laten we teruggaan naar de verwijzing naar het overgangsproces van een pseudo-model, dat van Kepler, over het opstellen van banen, naar een terugkeer naar de grootste vrijheid, waarbij deze banen vrije parameters worden.

Is dit werkelijk zo?

Er bestaat

een werk van de wiskundige Jean-Marie Souriau

, dat laat zien dat een systeem van massa's die om een centrale ster, een zon, draaien, hun banen verdeelt volgens een "gouden wet", die bovendien zeer dicht bij de empirische wet van Titus-Bode ligt.

Ik verwijz de lezer naar het dossier op mijn site. In een paar woorden: de planeten, terwijl ze rond de zon cirkelen, veroorzaken op de zon een getijde-effect. Neem het voorbeeld van het koppel Aarde-Maan. Stel de aarde voor als een perfecte, homogene bol. De maan vervormt de aarde tot een ellipsoïde waarvan de lange as naar de satelliet wijst. Het gaat hier om getijden op aarde (een halve meter) en niet om "zeegeweld". Elke dag, wanneer de maan boven de aarde passeert, stijgt het aardoppervlak (de aardkorst) een halve meter.

Zelfde fenomeen wanneer een planeet rond de zon draait. Het "zonnesferische" (of bijna-sferische) object wordt tot een ellipsoïde, waarvan de lange as naar de betreffende planeet wijst. Het effect is omgekeerd evenredig met de derde macht van de afstand. Zo kan een planeet als Mercurius op het oppervlak van de zon hetzelfde effect veroorzaken als zijn grote broer Saturnus, wat uitmondt in een verheffing van enkele centimeters.

De planeten "gebruiken dus de zon" om hun respectieve posities te bepalen. De zon dient hen als "resonator", "antenne". Deze gecombineerde getijden effecten betekenen dat het gravitatieveld van de zon geen mooie sferische symmetrie meer heeft. Dit leidt tot veranderingen die de banen van de planeten beïnvloeden. Het eerste effect is dat ze allemaal in één vlak gaan cirkelen. Is dit het vlak loodrecht op de rotatieas (initieel) van de jonge zon?

Nee. Het hemellichaam dat het spel leidt, is hetgeen met het grootste "impulsmoment", dus het grootste MRV, waarbij M de massa van de planeet, R de straal van de baan en V de baansnelheid is. De zon heeft ook een impulsmoment, dat berekend wordt door integratie. Het is de som van alle elementaire MRV's. Maar vanuit dit oogpunt is het dominante hemellichaam niet de zon, maar ... Jupiter, de "konink van de goden".

Een kanttekening. Waar komen deze impulsmomenten vandaan? Toen het zonnestelsel zich vormde, behoorde de zon nog tot een sterrenhoop, die botsingsgevoelig was. Pas later zou deze hoop volledig uiteenlopen, iets waar astronomen pas ongeveer tien jaar geleden echt van bewust zijn geworden.

Vooraleer deze "losse", dynamisch instabiele hoop uiteen zou lopen, waren de proto-sterren relatief dicht bij elkaar. Om hen heen ontstonden planeetensystemen. Men zou beter kunnen spreken van proto-planeetensystemen.

Deze systemen raken elkaar, interageren. In boeken heb ik deze systemen vergeleken met eieren op een plaat die zich bewegen over een grote, goed geoliede pan. De "eiwitten" wrijven tegen elkaar, niet de "geel". Als de "eieren op het platte" uiteenlopen, hebben de "eiwitten" een rotatiebeweging, dus een "impulsmoment", terwijl het "geel" weinig energie-uitwisseling heeft gekregen. Dit is om te verklaren waarom een planeet aan de rand van het zonnestelsel het grootste deel van het impulsmoment van het systeem bevat.

De planeten zullen dus hun banen onderling wijzigen door getijde-effecten, net zoals ze de rotatieas van de zon zullen veranderen. In werkelijkheid dwingt Jupiter dit hele geheel ertoe om in zijn rotatievlak te draaien, dat zal worden het vlak van de ecliptica. We weten niet hoe de rotatieas van de zon oorspronkelijk was gericht. Maar omdat Jupiter een groter impulsmoment heeft dan de zon, is het hem die deze rotatieas heeft gedwongen om rechtop te staan en in een richting die vrijwel loodrecht staat op het vlak van de ecliptica, het vlak waarin Jupiter oorspronkelijk draaide, dat nu het vlak van de ecliptica is. Maar omdat Jupiter een groter impulsmoment heeft dan de zon, is het hem die de rotatieas van de zon heeft gedwongen om rechtop te staan en loodrecht op het vlak van zijn baan te staan.

Getijde-effecten leiden tot veranderingen in de banen. Een van deze effecten is hun circularisatie. Souriau heeft het resultaat van deze getijde-effecten op de verhoudingen van de banen geïdentificeerd.

Twee systemen kunnen energie uitwisselen via resonantie. Neem bijvoorbeeld een muziekinstrument met twee snaren. De eerste heeft een trillingsfrequentie N1 en de tweede een frequentie N2. Als je de eerste snaar aanraakt, blijft de tweede niet onverschillig voor de geluidsgolven die hij produceert. Als de twee frequenties gelijk zijn, is het effect maximaal. Het blijft bestaan als het verhouding van deze frequenties gelijk is aan een rationaal getal, dus het quotiënt van twee gehele getallen. Maar het effect begint af te nemen wanneer dit quotiënt nadert tot een ... irrationeel getal, zoals de vierkantswortel van 2.

Een wiskundige, Kantor, heeft toen een maat voor het niveau van irrationaliteit van een gegeven getal opgebouwd. Aan het einde van deze studie komt men uit op een vergelijking die "het meest irrationele getal" oplevert en dat is ... het gouden getal:

Aan het einde van zijn studie naar het niveau van irrationaliteit vindt Kantor dat het meest irrationele getal de oplossing is van de vergelijking:

Laten we teruggaan naar een planeetensysteem met een zon en twee planeten. Aanvankelijk zijn de banen willekeurig. De banen worden dan gewijzigd door getijde-effecten, waarbij de centrale ster de rol van antenne speelt. Het systeem evolueert tot het moment dat de verhouding van de baanperioden van de twee planeten gelijk is aan het gouden getal. Het systeem heeft dan convergeren naar een toestand van minimale resonantie.

Als er meer dan twee planeten zijn, is het systeem iets complexer, maar convergeert het naar de "gouden wet" van Souriau. Er zou een mooie doctoraalscriptie te maken zijn met dit alles, nu de rekenkracht van computers dit soort systemen kan beheren. Het zou in feite niet zo moeilijk zijn, aangezien de planeten kunnen worden geïdentificeerd als materiële punten. Alleen de zon moet voldoende nauwkeurig worden "gerasterd".

Damour heeft dus gelijk als hij zegt dat het overgangsproces van Kepler naar Newton heeft geleid tot een systeem met veel vrije parameters. Deze banen zijn beperkt en alles kan worden afgeleid uit een combinatie van de wet van Newton en de Navier-Stokes-vergelijkingen (vloeistofmechanica), die het gedrag van de zon beschrijven.

Weinigen kennen dit werk van Souriau, gepresenteerd tijdens een onbekend congres over astronomie in Genève in 1989, en bovendien in het Frans (Souriau schrijft, leest of spreekt geen Engels, zoals Shakespeare, en op zijn 85e is er weinig kans dat dit ooit zal veranderen). Ik denk niet dat André Brahic dit werk kent. Voeg eraan toe dat het gouden getal een slechte reputatie heeft, alsof het een geur van zwavel uitstraalt. Is Souriau misschien bezig met alchemie? Niet precies, maar zeg maar dat hij veel gelezen heeft...

Het gouden getal komt voor in vele oude bouwwerken. Nogmaals een zoektocht naar "niet-resonantie", maar nu ten opzichte van weerstand tegen seismische krachten. Maar dat, zoals Kipling zou zeggen, is een ander verhaal. Laten we terugkeren naar het debat tussen Smolin en Damour. Smolin noemt Leibniz, op zoek naar "eerste oorzaken". Direct daarop geeft Damour een verbazingwekkende reactie:

• Smolin is te fijn voor dit soort naïeve popperisme

(de exacte zin is zeer dicht bij dit).

Karl Popper is een filosoof die het concept van "falsifieerbaarheid" van een theorie heeft geïntroduceerd. De vertaling van dit woord is verwarrend. In het Frans betekent "falsifieren" "een valse kopie maken". Een correctere vertaling zou zijn: "zoeken naar de mogelijkheid dat een theorie wordt ontkracht, bijvoorbeeld door te voorspellen dat bepaalde effecten niet zullen worden waargenomen". Voor Smolin is deze aanpak onmisbaar. Voor Damour is het bij de snaartheorie simpelweg overtroffen. Hij noemt zelfs een bekende Italiaanse uitdrukking: "si non e vero, esta bella" ("als het niet waar is, dan is het tenminste mooi").

Kortom, wetenschappers kunnen ruimschoots hun drie decennia aan carrière van natuurkundige rechtvaardigen, zelfs als deze aanpak tot niets leidt, mits "het mooi is". Denk hierbij aan de titel van het boek van Michael Green "Het elegante universum" (he smart universe). In de snaartheorie ligt de nadruk op "elegantie". Maar hoe meet je dat, volgens welke criteria moet het worden beoordeeld?

Ik herinner aan het overzicht van de werkzaamheden over snaartheorie: honderdduizend artikelen in dertig jaar.

Daar laat ik de wiskundige Souriau het woord voeren. Volgens hem zijn deze wiskunde niet erg elegant. De berekeningen zijn bovendien afschuwelijk saai. Smolin spreekt over duizenden berekeningsregels, met tientallen termen, die theoretici moeten ordenen op enorme schriften, aangeschaft in winkels voor kunstenaars (...).

Het lijkt erop dat zijn persoonlijke definitie van theoretische natuurkunde bevestigd wordt:

Een natuurkunde zonder ervaring en een wiskunde zonder strikte redenering

Dit is een eerste commentaar op dit boek van Smolin. Ik zal er nog op terugkomen. Enkele flitsen terloops. Smolin plaatst de oorsprong van deze snaartheorie, die eigenlijk al bestond voordat het "standaardmodel" (leptonen plus hadronen, samengesteld uit quarks) verscheen. Het onderliggende idee is eenheid en dat is meteen erg aantrekkelijk. Dat gezegd zijnde, ben ik net als iedereen. Ik probeer me een (vage) voorstelling te maken van wat deze beroemde snaartheorie zou kunnen zijn. Er zijn geen populairwetenschappelijke of sensibiliserende boeken over deze aanpak. Smolin geeft enkele richtsnoeren.

Fysici kennen het concept van de Lagrangiaan en het principe van minimale actie. Een inleiding op dit concept vindt u in "De Avonturen van Nicolas Boubakov" (pagina 17 van het pdf), het resultaat van een samenwerking met de wiskundige Boris Kolev uit Marseille. Boris had een uitstekend idee om het concept van de Lagrangiaan af te leiden uit de exacte berekening van de vorm van een zeepbel die zich op twee coaxiale cirkels steunt. De zeepbel vormt zich zodanig dat zijn oppervlakte minimaal is. De oppervlakte van de zeepbel wordt berekend met een integraal. Men kan de vorm van deze oppervlakte berekenen (de vergelijking van de meridiaan van deze omwentelingsoppervlakte).

Boris gebruikt dit uitgangspunt om het veel verder uit te breiden. De oppervlakte van de zeepbel is dan slechts een "actie" die specifiek is, berekend via een "integraal", op basis van een functie die in deze integraal voorkomt en slechts een "specifieke Lagrangiaan" is. Wat betekent dit voor een niet-wetenschapper? Een "actie" is een hoeveelheid die wordt berekend via een "integraal", langs een "pad". Stel dit pad voor als het gedrag van een fysiek systeem in een soort configuratieruimte. Het blijkt dat veel oplossingen van fysieke problemen kunnen worden geïnterpreteerd als het zoeken naar een "minimale actie". Het minimaliseren van deze actie levert het "pad", de manier waarop het systeem zal evolueren of zich gedragen.

Een Lagrangiaan kan simpelweg een functie zijn die, ingevoerd in een actie-integraal, de afgelegde afstand berekent om van punt A naar punt B te gaan op een oppervlak. Als je deze afstand minimaliseert, komt het pad overeen met wat we een "geodeet" noemen. Het is een statisch beeld. Maar dit idee van geodeet, van "kortste weg", geldt ook in de ruimtetijd.

Waarom "snaartjes"? Volgens wat ik begrepen heb (...) is een "snaartje" bedoeld om twee ladingen te dragen, één aan elk eind, wanneer het open is. Smolin noemt dan het idee van een elektrisch veld, geïllustreerd door "veldlijnen":

Veldlijnen van elektrisch veld

Men zou dit veld kunnen "hercreëren" door te veronderstellen dat het zich in vacuüm uitstrekt door objecten in de ruimte te plaatsen die kleine "snaartjes" zijn, waar aan elk eind een elektrische lading, positief en negatief, zit, vergelijkbaar met elektron-positronparen.

Een beeld dat, heel vaag, suggereert dat snaartjes zowel "objecten" als "velden", krachten kunnen vertegenwoordigen. Het onderliggende idee is eenheid. De kwantumelektrodynamica vertegenwoordigt dit soort "verenigings"-aanpak waarbij conceptuele elementen van de natuur in één "familie" worden geplaatst, waar ze "een familie-achtige uitstraling" hebben. Zo is een geladen deeltje een

object

. Een elektromagnetische kracht is ... een kracht. Aanvankelijk lijken kracht en objecten die door deze krachten worden beïnvloed, of ze creëren, conceptueel van verschillende aard. In de kwantumelektrodynamica, wanneer twee geladen deeltjes interageren (elkaar wederzijds beïnvloeden), gebeurt deze kracht door uitwisseling van deeltjes die de kracht "vervoeren" (daarom de algemene term "carriers"). Geladen deeltjes interageren via uitwisseling van virtuele fotonen. Zo krijgen de kracht en het object dat de kracht creëert en ondergaat een vergelijkbare aard. Er is een

vereniging

. Zoals Smolin in zijn boek, hoofdstuk 4, opmerkt: "Vereniging wordt wetenschap", dit thema van vereniging staat centraal in de zorgen van hedendaagse natuurkundigen.

Later zal blijken dat het sterke idee van mensen van de "lussengravitatie", een van hun ideeën, is om een beschrijving van de wereld te zoeken waarin het "inhoudende" en het "inhoud" van dezelfde aard zijn, waarin "ruimte" en "materie" "emergente eigenschappen" zijn van eenzelfde "voor-geometrische" structuur.

De snaar kan a priori... alles zijn. Hij beweegt in de ruimte, trilt, kan breken, zichzelf sluiten. Al deze bewegingen zouden fenomenen moeten vertegenwoordigen. Overweeg een snaar die zich in de ruimte beweegt. Hij volgt een oppervlak:

Oppervlak dat wordt gevormd door de beweging van een geladen snaar

Op pagina 162 van zijn boek noemt Smolin wat de snaartheorie, het nieuwe "leggo" van de theoretische natuurkunde, zou moeten leveren. Hij benadrukt dat "de lijst indrukwekkend is":

• De snaartheorie biedt automatisch en "gratis" een vereniging van alle elementaire deeltjes; ze heeft ook de krachten onderling verenigd. Deze komen voort uit de trilling van een fundamenteel object, de snaar.

• De snaartheorie levert automatisch de gaugevelden, die verantwoordelijk zijn voor elektromagnetisme en nucleaire krachten. Deze ontstaan natuurlijk uit open snaartjes.

Elektromagnetisme is gerelateerd aan geladen deeltjes: proton, elektron. De nucleaire krachten werken in atomen, binden quarks, de bouwstenen van nucleonen (protonen, neutronen). De fenomenen worden geïnterpreteerd als het gedrag van snaartjes, en hun trilling duidt op een vereniging.

• De snaartheorie levert automatisch de gravitonen, die voortkomen uit de trilling van gesloten snaartjes. Hierdoor hebben we automatisch een vereniging van de zwaartekracht met de andere krachten verkregen.

Inderdaad. De elektromagnetische kracht en de nucleaire krachten, sterke en zwakke, en de zwaartekracht, ontstaan allemaal uit het gedrag van één en hetzelfde object: de snaar.

Zo is dit wat de snaartheorie mogelijk maakt, besluit Smolin. Men begrijpt dat deze aanpak natuurkundigen theoretici heeft aangetrokken als een lamp nachtvlinders. Stel je voor dat iemand aan het begin van de eeuw had gezegd:

• We gaan alles wat we tot nu toe deeltjes noemden vervangen door golven. Bovendien: we gaan golven en deeltjes verenigen. Dus de objecten die we dachten deeltjes te zijn, zijn ook golven. Omgekeerd zullen krachten, geïntegreerd met golven, worden geïdentificeerd als .. deeltjes, die we "carriers" (transporteurs) zullen noemen. Elk van de krachten, elk veld zal zijn eigen hebben. Het transporteurdeeltje dat bij de elektromagnetische kracht hoort, is het foton. Bij de sterke nucleaire kracht koppelen we deeltjes die we gluonen zullen noemen. We besluiten deze transporteurs van krachten bosonen te noemen. De kracht die wordt genoemd als zwakke interactie is verbonden met andere soorten bosonen.

De verleiding van de snaartheorie is voortgekomen uit dezelfde "verenigings"-aanpak. De kwantummechanica vertegenwoordigde een vereniging van golven en deeltjes. Daar is het goed gelukt. Uiteindelijk leidde dit tot wat we het

standaardmodel

noemen, dat de nucleaire krachten, sterke en zwakke, en de elektromagnetische krachten beheert. De nucleonen, proton en neutron, zijn "ontled" in quarks, verbonden door de sterke interactiekracht, door "uitwisseling van gluonen". Alles heeft zich als complex, maar voorspellend ontplooid. We konden "protonen en neutronen breken". Maar het bleek dat de krachten die de quarks binden toenemen met de afstand (of tenminste zo is de onmogelijkheid om het gedrag van vrije quarks te observeren, die identificeerbaar zouden zijn door hun fractie elektrische lading, geïnterpreteerd). Deze konden niet vrij bewegen en hercombineerden direct, om andere, instabiele deeltjes te vormen, enzovoort.

Een mooi bouwspel, dat deze "jets" oplevert die u allemaal hebt gezien en die het resultaat zijn van een "gebeurtenis", een botsing die plaatsvindt bij hoge energie in een deeltjesversneller. Binnen korte tijd stelden de theoretici zichzelf voor: de zwaartekracht moet ook "tot de familie behoren": hiervoor is het voldoende om het bestaan van een nieuwe deeltje dat deze kracht "vervoert" te overwegen: het graviton. Maar sinds een half eeuw is het niet gelukt om een fatsoenlijk graviton te produceren, de zwaartekracht te kwantificeren. En nu lijkt deze nieuwe aanpak, gebaseerd op een model dat erg eenvoudig lijkt, met één object, de snaar, open of gesloten, de gewenste vereniging te beloven. De zwaartekracht is niet langer "exotisch". Het is simpelweg verbonden aan de trilling van gesloten snaartjes, zoals de academici Thibaud Damour met veel nadruk herinnerde tijdens de ontmoeting in de Cité des Sciences van de Vilette, het tegenover elkaar staan met Lee Smolin.

Smolin voegt een snelle lamp toe die we even kunnen oppakken. Wanneer de snaar zich beweegt in de ruimtetijd, volgt hij een oppervlak, creëert een tweedimensionaal object, een oppervlak. Het onderstaande plaatje toont een interactie tussen twee gesloten snaartjes die samensmelten.

Snaartjes omvatten een oppervlak met minimale oppervlakte

Smolin schrijft, pagina 163:

• Hier is dus het droombeeld dat de snaartheorie mogelijk maakt. Al het standaardmodel met zijn twaalf soorten quarks en leptonen en zijn drie krachten, plus de zwaartekracht, zou kunnen worden verenigd, alle fenomenen zouden voortkomen uit trillingen van snaartjes die zich uitstrekken in de ruimtetijd volgens de eenvoudigste mogelijke wet: dat hun oppervlakte minimaal is. .... De snaartheorie was zo veelbelovend dat het niet verwonderlijk is dat Schwarz en zijn medewerkers, weinig in aantal op dat moment, overtuigd waren van haar waarheid. Wat de vereniging betreft, heeft geen andere theorie zoveel geboden uit zo'n eenvoudig idee.

Het feit dat het oppervlak minimaal is herinnert ons eraan dat in de theoretische natuurkunde veel dingen draaien om het zoeken naar "extreme" situaties.

Ik ga hier niet het boek van Smolin herhalen. Wat wel duidelijk is, is dat dit spel niet kon plaatsvinden in een simpel ruimtetijd met drie ruimtedimensies en één tijddimensie. Er verschenen wat hij "anomalieën" noemt, aspecten die niet konden worden aangepast aan de natuurkunde. Het was dan nodig om extra dimensies toe te voegen, het idee te hebben dat het spel van natuurverschijnselen zich afspeelde in een rijkere geometrische context, met tien dimensies, wat Smolin omschrijft als "negen ruimtedimensies en één tijddimensie". Zo zouden de snaartjes "bewegen in een ruimte van negen dimensies".

En daar begonnen de dingen dramatisch te verwarren. Deze extra dimensies moeten worden beheerd. Maar wanneer je het aantal ruimtedimensies vergroot, worden de dingen... "exponentieel" ingewikkelder. Begin met een ruimte van één dimensie. Je kunt alleen twee objecten voorstellen: een gesloten kromme en een segment bepaald door twee punten. Voeg er één dimensie aan toe. De familie van oppervlakken, de tweedimensionale objecten, wordt direct veel rijkere. Gesloten oppervlakken bevatten de bol, de ... Boy-oppervlak (zie "Le Topologicon", gratis te downloaden), de torus, de Klein-fles, en een oneindig aantal "halsvormige" oppervlakken. Voeg "oppervlakken met rand" toe: je komt er niet meer uit. Hoe meer dimensies, hoe ingewikkelder het wordt.

Ga naar pagina 175.

• Een interessant probleem was gesteld. Kan men de geometrie van de zes extra dimensies zodanig kiezen dat er precies "het goede type supersymmetrie" ontstaat? Kunnen we ervoor zorgen dat ons driedimensionale wereld een versie van de deeltjesfysica heeft zoals beschreven door de supersymmetrische versies van het standaardmodel? Philip Candelas, Gary Horowitz, Andrew Strominger en Edward Witten hebben aangetoond dat de voorwaarden die nodig zijn om de snaartheorie een supersymmetrische versie van het standaardmodel te laten reproduceren, zijn dat de zes extra dimensies een geometrische structuur vormen die voor het eerst door de wiskundigen Eugenio Calabi en Shing-tung Yau zijn onderzocht. Dit beperkte de overdaad aan mogelijkheden.

Wat u niet werd verteld over mensen zoals Michael Greene in zijn boek "Het elegante universum", is dat er minstens

honderdduizend

verschillende Calabi-Yau-structuren bestaan.

Michael Greene, op het moment van de publicatie van zijn boek "Het elegante universum"

Populariserende tijdschriften hebben talloze malen het uiterlijk van één van deze objecten of een "ouder" object nagemaakt, omdat het onmogelijk is om een zesdimensionale hypersuperficie te tekenen. U vindt dit raadselachtige plaatje in

het boek van Greene

, dat ik al eerder heb besproken op mijn site.

En Smolin voegt eraan toe:

• Elk van deze ruimtes produceerde een andere versie van de deeltjesfysica. Elk had zijn eigen lijst van constanten die zijn grootte en vorm bepaalden.

Smolin schrijft in zijn boek, bladzijde 359: "Ik zal mijn aanklacht nog uitbreiden...". Deze zin staat in een passage waarin hij beschrijft hoe de theorieën van snaartheoretici op een bijzonder onaangename manier twijfel aan de professionele competentie van mensen kweezen die een andere weg zijn ingeslagen. En het is inderdaad een aanklacht waar het om gaat. Wanneer men het gezicht-tot-gezichtgesprek tussen Smolin en Damour volgt, houdt Smolin zich veel matiger op dan in zijn boek. Damour verschijnt met een soort verfijnde zelfverzekerdheid. Hij noemt "vooruitgangen" waar Smolin in zijn boek aantoont dat ze simpelweg onwaar zijn. Omgekeerd noemt Damour de pogingen van de lusgravitatie, die nu de aandacht van Smolin trekken, een "toy model" ("speelgoedmodel"). Maar Smolin is in zijn boek absoluut duidelijk. Het gaat hem er niet om "de fantastische successen en vooruitgangen van de lusgravitatie" te claimen. Hij presenteert het als een andere aanpak en benadrukt:

"In de natuurkunde hebben we globaal gefaald. Er ontbreekt iets, iets nieuws", een idee die blijkbaar helemaal niet bij Damour opkomt, die zich zeer tevreden voelt. Hij illustreert perfect de zelfgenoegzaamheid van de snaartheoretici die Smolin op vele bladzijden veroordeelt.

De Franse Alain Connes, Fieldsmedaille-winnaar, heeft ingestemd met het schrijven van een voorwoord voor het boek. Hier is een citaat uit pagina VI van zijn voorwoord:

• So, where is the trouble?

( Dus, waar ligt het probleem? )

Het probleem, opmerkelijk geanalyseerd in zijn boek door Lee Smolin, komt voort uit de steeds duidelijkere afwijking tussen de misschien wel onverhoudelijk grote verwachtingen die werden gewekt door de eerste wiskundige successen van de theorie (van de snaar) en haar werkelijke impact. Deze ongemakkelijkheid wordt versterkt (waarschijnlijk onbedoeld) door een onbeperkte media-aandacht, krantenartikelen, boeken en tv-programma’s die dingen presenteren als waarheden terwijl het nog slechts ideeën zijn die nog geen bevestiging van de natuur hebben ontvangen.

Met "tv-programma’s" bedoelt Connes de twee tv-uitzendingen die Brian Greene heeft opgezet over snaartheorie, volkomen groteske producties van het type:

Als mijn tante er een had, zou het mijn oom zijn.

Wie ze heeft gezien, moet zich hebben voorgesteld voor een kloon van de broers Bogdanoff in hun slechtste optredens. Toch is deze jonge Greene wereldwijd beroemd geworden. Zijn boek is in alle talen vertaald en zijn programma’s zijn uitgezonden in vele landen. Maar zoals Smolin op vele bladzijden laat zien, is dit alles maar lucht, schuim. Er is voldoende om volledig geïrriteerd te raken.

Laten we verder gaan met het voorwoord van Connes:

• Wat zeggen populariserende werken en krantenartikelen? Dat de snaartheorie niet alleen het standaardmodel verklaart, maar ook zijn interacties met de zwaartekracht. Omdat ik lang op dit model heb gewerkt, wilde ik er zeker van zijn en ging ik in juni 2006 naar een congres over snaartheorie in Cargèse. Ik luisterde naar de voordrachten van de grootste deskundigen op het gebied en welke verbazing was mijn gevoel toen ik zag dat zelfs na het koken van tientallen recepten om de juiste Calabi-Yau-variëteit te maken, het antwoord er weinig op leek van het standaardmodel (technisch gezien, bijvoorbeeld een Higgs-dubbelton per generatie). Er is hier echt een probleem, want wetenschap gaat niet vooruit zonder confrontatie met de werkelijkheid. Het is volkomen normaal om een theorie in ontwikkeling tijd te geven om zich zonder externe druk te ontwikkelen. Het is niet normaal dat een theorie het monopolie op de theoretische natuurkunde heeft verworven zonder ooit enige confrontatie met de natuur of experimentele resultaten te hebben gehad (...). Het is ongezond dat dit monopolie jonge onderzoekers belemmert in hun keuze voor andere wegen, en dat sommige leiders van de snaartheorie zo zeker zijn van hun sociaal dominantie dat ze kunnen zeggen: als een andere theorie daar waar wij gefaald hebben, succes heeft, noemen we het dan snaartheorie.

Ik kan mijn lezers alleen maar aanraden om het boek van Smolin aandachtig te lezen. Het is opmerkelijk. Men vindt, als men wil, de sleutel tot zijn aanpak op bladzijde 363 van zijn werk, waar hij schrijft:

• In 2002 werd me gevraagd een overzicht te geven van het hele gebied van kwantumgravitatie tijdens een congres ter ere van professor John Wheeler, een van de grondleggers. Ik besloot dat de beste manier om zo’n overzicht te geven was om een lijst te maken van alle belangrijke resultaten die door verschillende benaderingen waren bereikt. Ik schreef een eerste versie van mijn lijst, en natuurlijk stond er een van de resultaten op: de eindigheid van de supersnaartheorie.

Smolin geeft niet aan wat hij precies bedoelt met deze "eindigheid van de theorie". Ik kan alleen maar een interpretatie gissen. Als een van mijn lezers denkt dat ik een onzin zeg, laat het me dan weten. In de natuurkunde worden oplossingen van vergelijkingen vaak uitgedrukt in reeksen. Voor een niet-wetenschappelijk lezer: wat is een reeks? Neem bijvoorbeeld de functie:

Y = sin(X)

Die kan worden opgebouwd met een reeks die oneindig veel termen bevat, en die is:

In de wiskunde noteren we met een uitroepteken wat we een "faculteit" noemen.

Dus "faculteit vijf", wat 5! is, is gelijk aan 5 × 4 × 3 × 2 × 1. O

Men kan goed inzien hoe deze oneindige reeks van termen wordt opgebouwd. Het teken wisselt van een term naar de volgende. De exponenten zijn oneven. Maar stel nu dat we ons plaatsen in de huid van een theoretisch fysicus die op zoek is naar een oplossing voor een bepaalde vergelijking, bijvoorbeeld, en die op de functie stuit, gedefinieerd als een reeks:

Dan zal hij zich moeten afvragen:

• Wanneer ik een waarde geef aan X, is de som van deze termen eindig of oneindig?

In de wiskunde zeggen we: "Convergeert deze reeks?"

Ik weet niet welke eindigheid Smolin bedoelt. Het is waarschijnlijk veel ingewikkelder. In de theoretische natuurkunde komt veel voor in de vorm van reeksen en dan is het aanbevolen om te weten of deze sommen van oneindig veel termen eindige of oneindige hoeveelheden geven. Bij de reeks die de sinusfunctie geeft, krijg je met een paar eerste termen al een zeer goede benadering van de exacte waarde, die natuurlijk oneindig veel decimalen kan hebben. We noemen dat een benadering. Als je extra termen toevoegt, raak je alleen maar aan steeds verder weg gelegen decimalen. In de natuurkunde is het vaak gebruikelijk om een oplossing te bouwen met twee termen: een "term van orde nul" en een tweede term die een "perturbatie" vertegenwoordigt. Ik heb zelf een deel van mijn doctoraatscriptie gebouwd door een functie op te stellen volgens een reeks van twee termen, die me de elektrische geleidbaarheid van een plasma gaf. Heeft het mij beziggehouden of deze manier van oplossen via een reeks geldig was? Of convergeerde deze reeks?

Ik moet bekennen dat ik dat niet heb gedaan. Gewoon omdat het berekenen van de volgende term verschrikkelijk ingewikkeld zou zijn. Ik deed theoretische natuurkunde, geen wiskundige natuurkunde, een belangrijk onderscheid. In dit specifieke geval probeerde ik de geldigheid van mijn berekening te beoordelen door de numerieke waarden die ik vond te vergelijken met gemeten waarden uit experimenten, en het werkte redelijk goed. Maar dit soort gebied dat "kinetische theorie van plasma’s" heet, gaat meestal niet verder. Dat noemt Smolin handwerk. Je staat voor een probleem. In het geval waar ik mee bezig was ging het om de elektrische geleidbaarheid van een geïoniseerd gas met twee temperaturen, waarbij de elektronentemperatuur aanzienlijk hoger was dan de ionentemperatuur. Voor de zoveelste keer, al is het niet leuk voor deze polytechnicus genaamd Alain Riazuelo, was ik de eerste die een theoretisch model produceerde dat dit gaf, waarmee je deze waarden kon berekenen. Ik heb dit gepubliceerd in verschillende tijdschriften. Ik gebruik deze gelegenheid om een episode te noemen die de gebreken van het peer-review-systeem illustreert, waarbij artikelen worden onderworpen aan kritiek van een "referee", een "expert". In dit geval had ik dit werk gestuurd naar het "Journal de Mécanique" (later "The European Journal of Mechanics"). De ontvangst was dramatisch. Ik had bijna mijn aanstelling bij het CNRS gemist door dit. René Germain, later secretaris van de Académie des Sciences van Parijs, was directeur van dit tijdschrift. Hij had mijn werk toevertrouwd aan een professor genaamd Cabannes (waarschijnlijk overleden, rust in vrede). Het artikel, afgewezen, kwam terug met de opmerking:

• Dit werk toont diepe onkunde in de kinetische theorie van gassen.

Ik voelde me slecht, zeer slecht. De voorzitter van de commissie die moest beslissen of ik wel of niet definitief zou worden aangenomen bij het CNRS was... Germain.

De maanden voor de vergadering, waarin de aanvragen (voor een functie als onderzoeker) werden beoordeeld, bracht ik in duisternis door. Op een dag zat ik verslagen in mijn kamer toen een groep Russen aan mijn deur klopte. Een tolk, fors als een kustwachtcommandant, vertaalde hun woorden als een mitrailleur.

• Meneer Petit?

• Ja.

• Ik stel u voor de professor Luikov.

• Aangenaam.

• De professor wilde een omweg maken naar Marseille om u te ontmoeten, omdat zijn collega Vélikhov veel over u heeft verteld.

• Ik ben er erg blij mee.

• De professor Luikov vraagt wat uw laatste werk is.

Ik legde mijn theorie van de elektrische geleidbaarheid van tweetemperaturenplasma’s uit, waarbij de elektronentemperatuur en de gas temperatuur aanzienlijk verschillen. Na mijn uiteenzetting zei de tolk:

• De professor feliciteert u. U hebt een probleem opgelost waar hij en zijn team jarenlang niet in waren geslaagd. Hij vraagt waar dit werk is gepubliceerd.

Verwonderd stamelde ik:

• Euh, ik had me nog niet afgevraagd welk tijdschrift ik het zou sturen...

en de tolk vervolgde:

• Wij zouden zeer vereerd zijn om dit te publiceren in de Sovjet-Unie.

Ik aarzelde geen moment en gaf hem het papier direct. Twee maanden later verscheen het artikel in het Russische tijdschrift, vertaald. Zodra ik een exemplaar terugkrijg, scannen en plaats ik de eerste pagina hier &&&. Een maand later kreeg ik een brief van Pergamon Press, de Amerikaanse uitgever:

• Onze correspondent in Moskou heeft uw artikel gelezen. Mogen wij het in het Engels publiceren in een tijdschrift in de Verenigde Staten?

Ik accepteerde meteen (maar daar moet ik toegeven dat ik de naam van dat tijdschrift ben vergeten). In het voorjaar kwam de vergadering van het CNRS, die moest beslissen of ik zou blijven of elders moest gaan. Ik had al meerdere malen gefaald bij deze toelatingsproef en volgens de statuten was dit mijn laatste kans. Ik had een syndicaal leider als steun, die mijn zaak slecht zag, tot ik hem de kopieën van de twee artikelen gaf – Oh, leuk! Nu denk ik dat ik het leuk ga vinden.

De datum van de vergadering kwam. Paul Germain, voorzitter, opende mijn dossier met nadruk:

• We gaan nu het geval bekijken van een onderzoeker die de meeste van u al te goed kennen. Het gaat om Jean-Pierre Petit.

Sommigen knikten. Anderen keken naar de hemel. Germain bladerde door mijn dossier:

• Deze onderzoeker heeft geen goede relatie met zijn baas, professor Valensi, directeur van het Instituut voor Vloeistofmechanica in Marseille. Daarom is hij naar een ander laboratorium overgeplaatst. Hij heeft meerdere keren zijn onderzoeksonderwerp gewijzigd. Hij lijkt verspreid, rommelig. Sommigen twijfelen aan zijn competentie.

Hij haalde een papier uit het dossier.

• En hier hebben we een oordeel van de referee van het Journal de Mécanique, dat ik leid, die ons vertelt dat het werk dat hij heeft ingediend, over het berekenen van de elektrische geleidbaarheid van een plasma, duidt op diepe onkunde in de kinetische theorie van gassen. Ik stel voor om te stemmen. Wie is voor de vaststelling van deze onderzoeker? Wie is tegen?

In zulke momenten zou men kunnen denken aan het geknars van een guillotine.

De syndicale vertegenwoordiger kwam toen in actie en gooide meteen exemplaren van mijn papier, in het Russisch en Engels, als kaarten op tafel. Germain bekeek de Engelse versie. Zijn gezicht veranderde onmiddellijk. De "politici" zijn goed in snelle koerswijzigingen.

• Ah... nou, ik denk dat dit een nieuwe informatie is! Laten we stemmen.

Zo kwam ik, op het laatste moment, aan als onderzoeker. Tegelijkertijd kreeg de Franse referee, Cabannes, die zichzelf voordeed als de Franse expert op het gebied van kinetische theorie van gassen, een flinke klap. Ik had immers een nieuwe berekeningsmethode ingevoerd, "bi-parametrisch", die hij simpelweg niet begreep. Het artikel werd bovendien gepubliceerd in het Franse tijdschrift waar het eerder was afgewezen (het Journal de Mécanique). Ik wilde deze zaak op deze manier afsluiten.

Einde van de anekdote (er zijn er nog veel meer van dezelfde soort. De meeste artikelen die ik in mijn loopbaan heb gepubliceerd zijn... besmeurd met bloed, losgemaakt uit lange en pijnlijke worstelingen, met veranderingen van referees). Ja, ik heb nooit kunnen doen zoals iedereen, in niets. Toch was dit berekeningsmodel gebaseerd op een reeks die beperkt was tot twee termen. Zoals ik al zei, zou het me nooit zijn ingevallen om te tonen dat deze reeks convergeert. Dat zou veel te ingewikkeld zijn geweest. Zo ontdekt u een aspect van de theoretische natuurkunde waarin de theorie wordt gevalideerd... omdat het redelijk werkt, omdat het nuttig is. Het is handwerk, geen wiskundige precisie, ook al zijn de gebruikte instrumenten (hier tensoren) soms vrij geavanceerd.

Bij de snaartheorie moesten mensen hun aanpak baseren op wiskundige criteria, gewoon omdat ze niet wisten... wat ze precies berekenden. Maar als ze bijvoorbeeld resultaten presenteerden in de vorm van een reeks termen, was het minstens logisch om te bepalen of hetgeen ze berekenden eindig was of niet. Blijkbaar bestond er dus een probleem met de "eindigheid", dat Smolin cruciaal en centraal vond. Aangezien hij een overzicht wilde geven van de snaartheorie en haar prestaties, zocht hij de artikelen (van de honderdduizenden gepubliceerd in dertig jaar) die dit onderwerp behandelde. Hij kwam toen op het werk van een bepaalde Mandelstam, waar "iedereen" meende dat "hij de eindigheid van de snaarbenadering had aangetoond". Hij liet het lezen door wiskundigen, die niet overtuigd waren en hem antwoordden dat het werk onvolledig was. Bladzijde 364 schrijft hij:

• Ik begon de theorieën van snaartheoretici die ik persoonlijk of per e-mail kende, te vragen wat de status van de eindigheid was en of ze een referentie hadden voor het artikel waarin de bewijsvoering stond. Ik stelde deze vraag aan een tiental mensen, jong en oud. Praktisch iedereen die me antwoordde, bevestigde dat dit resultaat waar was. De meesten hadden geen referentie voor het bewijs, en degene die wel een referentie hadden, verwijzen naar het artikel van Mandelstam. Dus wendde ik me tot samenvattende artikelen. De meerderheid zei expliciet dat de theorie eindig was. Of deze artikelen elkaar citeerden, of ze verwezen naar het oorspronkelijke artikel van Mendelstam. Maar ik vond een artikel van een Russische fysicus die zei dat het resultaat niet was aangetoond. Ik kon moeilijk geloven dat hij gelijk had terwijl de mensen die het tegenovergestelde beweerden allemaal uitgesproken deskundigen waren, soms zelfs mensen die ik persoonlijk kende en voor wie ik groot respect had.

Smolin, nieuwsgierig, begon toen een zorgvuldige onderzoeking om dit duidelijk te krijgen. Hij kwam tot de conclusie dat het probleem verre van opgelost was en beschreef zijn aanpak, schrijvend bladzijde 365:

• Toen ik deze situatie beschreef in mijn presentatie voor het congres ter ere van Wheeler, werd het met scepticisme ontvangen. Ik kreeg berichten, niet allemaal vriendelijk, die zeiden dat ik fout zat, dat de theorie eindig was en dat Mendelstam dat had bewezen. De meeste snaartheoretici waren geschokt toen ik ze vertelde dat het bewijs van eindigheid nooit tot een einde was gebracht. Niemand kon zich herinneren dat snaartheoretici dit probleem ooit als een open vraag hadden voorgesteld. Ik had ingestemd met dit werk vanwege mijn interesse in de snaartheorie, waar ik destijds al mijn tijd aan besteedde (ik heb 18 artikelen over het onderwerp gepubliceerd). Toch namen sommige snaartheoretici mijn presentatie als een vijandige daad op.

Bladzijde 366 spreekt Smolin hierover met zijn goede vriend Carlo Rovelli (van het Centre de Physique Théorique in Marseille). Die antwoordt dat hij, net als ik, veel berichten had gekregen die bevestigden dat Mandelstam de eindigheid van de theorie had aangetoond. Hij had uiteindelijk contact opgenomen met Mandelstam zelf. Smolin vervolgt:

• Mandelstam is nu in pension, maar hij antwoordde snel. Hij legde uit dat het enige wat hij had bewezen was dat een bepaalde soort oneindige term nergens in de theorie voorkomt. Maar hij zei ook dat hij eigenlijk niet had aangetoond dat de theorie eindig was, omdat andere soorten oneindige termen konden opkomen. Geen enkele snaartheoreticus met wie ik dit probleem had besproken, toen het bewijs van eindigheid nog niet bestond, had besloten om zijn werk aan de snaartheorie te staken. Als het probleem van eindigheid ooit opgelost wordt (als dat gebeurt), zullen we ons moeten afvragen hoe het mogelijk is dat zoveel onderzoekers niet op de hoogte waren van de echte status van een centraal resultaat binnen hun vakgebied, waarom zoveel snaartheoretici zo gemakkelijk konden praten over hun vak voor buitenstaanders en nieuwkomers, gebruikmakend van een taal die doet vermoeden dat de theorie volkomen eindig en coherent is. En eindigheid is niet het enige voorbeeld van een veronderstelling waar iedereen in gelooft zonder dat het bewezen is.

Tijdens dit congres van 2002, Lee Smolin, die meer dan twintig jaar aan de snaartheorie had gewerkt, kwam tot het besef dat hij de grondslagen moest onderzoeken van een gebouw dat al afschrikwekkend complex was geworden. Zodra hij een van de basisprincipes van deze theorie, de eindigheid, onderzocht, ontdekte hij dat duizenden onderzoekers handelden alsof dit aspect volledig helder en bewezen was, terwijl dat niet het geval was. Maar hij was nog lang niet klaar met zijn verrassingen. Hij begon de geschriften van de grootste deskundigen te lezen en ontdekte uitspraken die hem verbaasden. Een veronderstelling is een "bewering" die door een wiskundige wordt gedaan, zonder dat er een bewijs voor is. Dat komt vaak voor in de wiskunde. Een veronderstelling is een eigenschap die men "in zeer veel gevallen" constateert en waarvoor men geen tegenvoorbeeld heeft gevonden. Als men heeft aangetoond dat de eigenschap waar is in alle gevallen, dan wordt de veronderstelling een stelling (een bewering die "waar is in alle gevallen"). Maar het is niet zo dat als iets "in zeer veel overwogen gevallen" werkt, het automatisch waar is in al zijn algemeenheid.

Voorbeeld van een veronderstelling. Er zijn al enige jaren (in &&&?) een veronderstelling geuit dat vier kleuren voldoende zijn om landen op een kaart te kleuren zonder dat dezelfde kleur aan beide zijden van een grens voorkomt. Men noemde dit het "vierkleurenprobleem". In feite moest men tot het bewijs (in &&&) nog spreken van de "vierkleurenveronderstelling". Toen het bewijs verscheen, lang en het resultaat van een zware zoektocht, werd de veronderstelling een stelling.

Veronderstellingen komen voor in vele domeinen. In het gebied van snaartheorie noemt Smolin er een, geformuleerd door Maldacena. In 2002 stuitte hij op een tekst, onder andere geschreven door een van de topdeskundigen van de snaartheorie, Gary Horowitz, en las hij:

• Samenvattend zien we overtuigende redenen om de veronderstelling van Maldacena in de categorie van het "waar, maar niet bewezen" te plaatsen.

Bladzijde 367 schrijft Smolin:

• Ik heb nog nooit een wiskundige horen verwijzen naar een resultaat als "waar en niet bewezen". Vooral verbazingwekkend is dat de auteurs, twee zeer intelligente mensen, de duidelijke verschillen tussen de twee gevallen die ze bespreken, niet kennen. Bovendien weten we niet zeker of de snaartheorie of de supersymmetrische gauge-theorie werkelijk bestaan als wiskundige structuren. Eigenlijk maakt hun bestaan zelfs deel uit van het probleem. Wat dit duidelijk laat zien, is dat de auteurs redeneren alsof de snaartheorie een goed gedefinieerde wiskundige structuur is – ondanks het grote consensus dat, zelfs als dat zo zou zijn, we geen idee zouden hebben wat die structuur zou zijn. Wat betreft de verdediging van hun geloof in niet-bewijzen veronderstellingen, merken snaartheoretici vaak op dat iets "algemeen geloofd" is binnen de gemeenschap van snaartheorie of "geen redelijke persoon zou twijfelen aan zijn waarheid". Ze lijken te denken dat het beroep op consensus binnen hun gemeenschap een rationeel argument is. ... (bladzijde 371) Ik begrijp de moeilijkheid om helder en onafhankelijk na te denken wanneer er een vertrouwensverklaring van de gemeenschap vereist is, gebaseerd op blind geloof in een complexe verzameling ideeën waarvan je zelf de bewijzen niet kent. Het is een val waar het mij jaren heeft gekost om uit te stappen.

Elke lezer met gezond verstand zal sprakeloos zijn bij het lezen van deze regels. Ze bevestigen wat Souriau al 30 jaar zegt over de snaartheorie en de theoretische natuurkunde in het algemeen:

Het is geworden een natuurkunde zonder experiment en een wiskunde zonder precisie.

Wat nieuw is, is dat een voormalig lid van de snaartheoriegemeenschap, die precies weet waarover hij praat, deze feiten onthult. De journalist van Ciel et Espace, David Fosset, heeft blijkbaar de ernst van deze situatie niet begrepen, en Smolin wordt in het begin van de uitzending voorgesteld als een soort agitator, een marginaal tegenstander. Het debat heeft per definitie een beperkte duur. Smolin toont zich er zeer matig, zelfs wat onzeker. Het is waar dat het voor de belangrijkste partijen riskant is om een zulke vraag te bespreken, namelijk die van de niet-bewijsbare eindigheid, omdat hun publiek mogelijk verloren zou raken. Maar wetenschappelijke debatten zijn geen gesprekken bij de koffie of salonpraat.

Ik herinner me wat een journalist van het tijdschrift Actuel eens tegen me zei:

• In de media gaat het niet om wat je zegt, maar om wat je uitstraalt.

Ik had het boek van Smolin gelezen voordat ik het debat op mijn scherm zag. Ik weet niet welke indruk het publiek heeft gehad bij het zien van deze beelden en het horen van deze woorden. Ik zou zeggen dat dit gezichtspunt weinig indruk zal maken op het publiek. En misschien is dat ook het geval met het boek van Smolin. De indruk hangt af van de media-echo’s. Het is duidelijk dat David Fosset van Ciel et Espace dit debat, georganiseerd in de Cité des Sciences, niet zal weergeven in de kolommen van het tijdschrift in dezelfde termen als ik hier doe. Geen enkele wetenschappelijke journalist zal de misleiding van de "globale theorie" blootleggen, die... alleen bestaat in de fantasie van haar scheppers. Het is het eerste voorbeeld van volledig geïmagineerde wetenschap.

Aan de andere kant heeft deze uitdrukking "globale theorie" zeer positieve echo’s gekregen in de wetenschapsmedia. Ik herinner me, een paar jaar geleden, een correctie van de (jonge) journalist van Science et Avenir, een zekere Larousserie, in reactie op kritiek van lezers die hij "Fans van JP Petit" noemde. Hij benadrukte meteen het verschil tussen mijn werk en andere, "vage tweelingen", maar afkomstig uit een nieuwe matrix, de snaartheorie, die hen de titel "globale theorie" gaf.

Boven aan deze pagina vindt u de woorden van academicien Thibaud Damour, die de snaartheorie presenteert als "de enige globale theorie van de natuurkunde". Op dit moment kan men zich afvragen:

• Geloof hij werkelijk in wat hij zegt, of neemt hij ons voor gek?

Het meest bezorgend zou zijn als hij echt in zijn eigen woorden gelooft, en ik denk dat dat zo is. Inderdaad, gezien er 10^500 mogelijke varianten van de snaartheorie zijn, en aangezien dit aantal groter is dan het aantal elementaire deeltjes in het bekende universum, kunnen we zeggen dat als er een globale theorie bestaat, die moet behoren tot deze verzameling, volgens het principe van de vermaarde Pierre Dac:

Alles zit in alles, en omgekeerd

Deze indrukwekkende potentieel rijkdom heeft geleid tot de TOE (Theory of Everything: theorie van alles), direct geïntroduceerd door mensen zoals Hawking, die zinnen van zeldzame diepgang schreef (in "Korte geschiedenis van tijd") zoals:

• Als het universum zichzelf bevat en geen begin of einde heeft, waarom zou God dan nodig zijn?

Als er werkelijk 10^500 mogelijke snaartheorieën zijn, kunnen we ons inderdaad afvragen of God misschien wel onderdeel is van het "pakket", om het woord te gebruiken dat Smolin gebruikte. Een interessante visie. Binnen mogelijke theorieën zou er misschien ruimte zijn, naast de modellering van het "werkelijke", ook voor de modellering van bewustzijn, God, al zijn heiligen, metafysica en verder...

Het is waarschijnlijk dat "alles weer in orde zal komen", dat de opwinding veroorzaakt door het boek van Smolin zal afnemen. Men kan niet veel verwachten van een "publiek debat" dat plaatsvindt in de Cité des Sciences, voor een beperkte tijd. Het was duidelijk dat er geen wetenschapper in de zaal zat, alleen nieuwsgierige mensen. Geen scherpe of vervelende vragen.

Geen enkele tv-zender zou dit op een tijdstip van grote kijkcijfers uitzenden. Maar waarom niet een debat tussen Smolin en Damour, met Alain Connes in een plek als... de Académie des Sciences? Dat is toch het doel van deze vermaarde instelling om duidelijkheid te scheppen. Waarom niet een congres over de grondslagen van de snaartheorie in het Institut des Hautes Études in Bures-sur-Yvette, de mecca van de natuurkunde in Frankrijk?

Quousque tandem abutere Catilina patientiam nostram?

zei Cicero.

Wat dacht u van een congres over de grondslagen van de snaartheorie?

Dat herinnert me aan de openingsrede van een voorzitter van een sessie, die Souriau mij vijftien jaar geleden had gegeven:

• Hoewel de snaartheorie tot op heden geen enkel verschijnsel heeft voorspeld, geen enkel model heeft geleverd of iets heeft verklaard, gezien het aantal gepubliceerde artikelen kan men alleen constateren hoe extreem levendig deze nieuwe discipline is.

Dat was... vijftien jaar geleden.

Het boek van Smolin, dat hijzelf in de tekst zelf een "aanklacht" noemt, lijkt op een lange Catilinarië, een van die lange toespraken die Cicero hield tegen Catilina, waarin bovenstaande zin (mijn Latijn, versleten, is gecorrigeerd door Nicolas Montessuy) betekent: "Tot wanneer, Catilina, zul je onze geduld misbruiken?"

Ja, tot wanneer zal deze verbazingwekkende misleiding, waarvan een van de leiders, Thibaud Damour, een... lid is van de Académie des Sciences van Parijs, voortduren? Een schadelijke misleiding die alle concurrente ideeën onderdrukt en jonge onderzoekers afschrikt om andere wegen te verkennen.

Damour publiceerde in 2002 bij Éditions Odile Jacob samen met Jean-Claude Carrière een boek getiteld:

Gesprekken over de veelvoud van de wereld

en de eenheid van ideeën.

Ik had destijds een leesnotitie gemaakt, die je kunt raadplegen door op de link te klikken. Voor mij is dit boek... leeg. De lezer zal oordelen bij het ontdekken van de talloze monologen van Damour, voor Carrière, die de rol van een kruik speelt. Maar goed. Als iemand als ik dat zegt, draagt het niets. Het heeft pas een andere dikte gekregen toen Lee Smolin begon te praten.

Ik heb het boek van Smolin veel aangevuld, zoals gewoonlijk. Wat ik kan doen is enkele zinnen uit zijn boek citeren met de bladzijden. Ik durf te hopen dat dit de lezer een beetje zal verhelderen.

Bladzijde 10, in de inleiding:

Ondanks vele studies heeft de snaartheorie geen nieuwe voorspelling gedaan die experimenteel kan worden getoetst met een experiment dat we vandaag kunnen uitvoeren, of dat we ooit kunnen uitvoeren.

Een deel van de redenen waarom de snaartheorie geen nieuwe voorspellingen produceert is dat ze zichzelf uitdrukt in een oneindig aantal versies. Zelfs als we stellen dat we alleen theorieën moeten overwegen die overeenkomen met de fundamentele experimentele feiten over ons universum, zoals zijn grootte of het bestaan van donkere energie, blijven er nog steeds 10^500 verschillende snaartheorieën over.

Bladzijde 11, in de inleiding:

Na al het werk dat aan de snaartheorie is besteed, kunnen we niet zeggen of er een volledige en coherent theorie bestaat die we "snaartheorie" kunnen noemen. Wat we hebben, is eigenlijk geen theorie, maar een grote verzameling benaderende berekeningen die vergezeld gaan van een uitgebreid netwerk van veronderstellingen die, als ze waar zijn, leiden tot het bestaan van een theorie. Maar deze theorie is nooit op papier gezet. We weten niet wat haar fundamentele principes zijn. We weten niet in welke wiskundige taal ze zal worden uitgedrukt. Het zou zelfs een taal kunnen zijn die we moeten uitvinden. Gezien het gebrek aan fundamentele principes en wiskundige formulering kunnen we zelfs niet zeggen dat we weten wat de snaartheorie beweert.

Bladzijde 12, in de inleiding:

Er was een keer een beroemde theorie van snaartheorie, Joseph Polchinski, die werkt aan het Kalvi-instituut van de universiteit van Santa Barbara, werd uitgenodigd om een lezing te geven, genaamd "De Alternatieven van de Snaartheorie". Toen hij deze uitnodiging kreeg, was zijn eerste reactie "Dat is dom. Er zijn geen alternatieven voor de snaartheorie (...), alle goede ideeën zijn daar onder opgenomen (...)

Lubos Motl, assistent-professor aan Harvard, schreef onlangs in zijn blog: "De meest waarschijnlijke reden waarom niemand anderen heeft overtuigd van de mogelijkheid van het bestaan van een alternatief voor de snaartheorie is dat er geen alternatief bestaat (...) "

Pagina 209:

De snaartheorie heeft geen voorspeld de donkere energie; erger nog: de waargenomen waarde was zeer moeilijk aan te passen aan de snaartheorie. Daardoor ontstond er een echte crisis binnen deze discipline.

Pagina 217:

Als men de theorie wil aanpassen aan een positieve waarde van de kosmologische constante, overeenkomend met waarnemingen, dan bestaan er slechts een eindig aantal varianten van de theorie; tot op heden hebben we aanwijzingen voor de bestaans van ongeveer theorieën van dit type. Dit is een enorm aantal snaartheorieën. Bovendien zijn ze allemaal verschillend van elkaar. Elke theorie geeft verschillende voorspellingen voor de deeltjesfysica en ook voor de waarden van de parameters van het standaardmodel.

• De theoretische fysica is geworden tot een grote psychiatrie, waarin de gekken de macht hebben

Jean-Marie Souriau

Pagina 345:

Bij het rekruteringsproces wordt minder aandacht besteed aan de oordelen van gepromoveerde professoren dan aan statistische prestaties, zoals financiering of citatieniveaus.

Pagina 349:

De vraag is niet of de snaartheorie het bestuderen of ondersteunen waard is, maar waarom deze, ondanks het gebrek aan experimentele voorspellingen, de beschikbare middelen voor fundamentele natuurkunde heeft geïnformeerd, en daardoor elke exploratie van andere benaderingen die vergelijkbare beloften hadden, heeft tegengehouden.

Pagina 351:

Enkele snaartheoretici willen liever geloven dat de geheimen van de theorie te complex zijn om door mensen te worden begrepen (!!!)

Pagina 352:

Nathan Seiberg, beroemde theoreet van het Institute for Advanced Study in Princeton, zei onlangs met een glimlach: "Als er iets is buiten de snaartheorie, dan noemen we het snaartheorie"

Een beetje hoger, in de balon die bij de foto van Thibaud Damour hoort, die bij een interview uit 2002 hoort, zien we dat hij de snaartheorie "als een globale theorie" noemt. Dit woord omvat een fantastische intellectuele misleiding en verwijst naar de "M-theorie" waarvan de bestaans is voorgesteld door Edward Witten. Deze zou hebben aangetoond dat de snaartheorieën in vijf grote families zouden vallen, allemaal afkomstig van een "M-theorie" waarvan hij de bestaans heeft aangeduid zonder meer details te geven. Waarom de letter M? Is het voor "mother theory" of voor "mysterious theory". Niemand weet het. Het is verbluffend om te zien dat mensen deze schokkende intellectuele misleiding overnemen, en spreken over de rijkdom van de kleding van de koning, terwijl

de koning naakt is

Ik kom uit de lezing van dit boek een beetje verward en verward. De toegang tot het seminarie van het Institut des Hautes Études in Bures-sur-Yvette is me twee keer door Thibaud Damour, verantwoordelijk voor het "secteur kosmologie", verboden. En zonder enige kritische formulering, onderbouwd. Praat er niet over het schandelijke gedrag van de mensen van het Institut d'Astrophysique de Paris, met Alain Riazuelo aan de voorste lijn. Toch zou ik bereid zijn, op elk moment, om in de arena te stappen om mijn ideeën en werk te verdedigen. Bij het lezen van het boek van de Canadees, die weet waarover hij spreekt, omdat hij dertig jaar in dit vak heeft gewerkt, realiseer ik me hoe mijn eigen werk beter onderbouwd en opgebouwd is dan de gekke gedachten van deze mensen, opgevuld met "vermoedens". Maar wat moet ik doen? In 1997, tien jaar geleden, heb ik een populariserend boek gepubliceerd bij Albin Michel, genaamd "We hebben de helft van het universum verloren". God weet hoeveel observatieve bevestigingen dit boek bevatte, vruchtbare openingen, gebaseerd op numerieke simulaties. Geen media-echo. Het wordt nog steeds verspreid door Hachette in hun "le Point Science" collectie, denk ik. Je kunt een variant vinden in de te downloaden teksten die ik op mijn site aanbied, door op "de donkere kant van het universum" te klikken.

David Fosset van Ciel et Espace zou het waarschijnlijk lezen en me vragen stellen, of zou hij zich tevreden stellen met zinnen van mensen in functie, zoals Damour, of zoals Hubert Reeves die, over mijn werk, antwoordde op een jonge student:

• Ik zou uw tijd niet verspillen met dat soort dingen

Dat is een mening. In feite is deze aanpak voor een niet-geometrisch persoon verwarrend. Ik ben geen top in differentiële geometrie. Ik heb gewoon een paar dingen in dit vak geleerd, en dat is genoeg om mijn uitspraken onbegrijpelijk te maken voor astrofysici en kosmologen van vandaag. Ik denk dat Damour mijn aanpak niet begrijpt

( wat moet ik zeggen over Riazuelo!). Ik heb geprobeerd te begrijpen waarom. Enkele maanden geleden had ik de kans om een seminar te geven in een onderzoeksinstituut in India waar ik uitgenodigd was. Ik had me gezegd "niemand is profeet in zijn eigen land". Het was gewoon catastrofaal. Daddish, directeur van dit instituut, opgericht door Narlikar, aanviel me direct door te zeggen dat mijn model absurde was "omdat een ruimte niet twee verschillende stelsels van geodeten kan hebben".

Dat was niet "ik zou graag willen dat u mij beter uitlegt....." maar "het is absurde omdat ..."

Daarop antwoordde ik

Volledig eens. Er is geen ruimte, maar twee, en elk heeft zijn eigen stelsel van geodeten.

Daddish verward ruimte en "variëteit". Ik probeerde in het vervolg zijn lantaarn te verlichten.

Maar "de stroom ging niet door". Aan het einde van mijn voordracht maakte een onderzoeker deze opmerking:

• Daddish probeerde me verschillende keren in de problemen te brengen, maar het ging tegen hem zelf in.

Alles duurde een uur en een half en ik kon uiteindelijk niet in het hart van mijn echte voordracht komen, gebaseerd op groepen. Maar Daddish, soort Indiase Damour, had er niets aan. Nog iemand voor wie de theoretische fysica vooral een manier is om te ontspannen met vrienden (zorgvuldig geselecteerd voor hun gemeenschappelijke denkmanier en ideeën).

Deze wisselwerking, die een gevecht tussen twee duellisten op het zwaard lijkt, is precies wat zou zijn gebeurd als ik een voordracht had kunnen geven bij het IHES. Damour zou er rechtstreeks op af zijn gegaan en zou erop zijn aangekomen, zoals de Indiër (of zoals Riazuelo, als ik een seminar had gegeven bij het Institut d'Astrophysique de Paris). In dit soort wisselwerking heb ik nooit verloren, in dertig jaar, en ze weten het allemaal. Nadat ik Daddish had laten zien wat zijn fout was, in welke mate hij zich vergiste, zei ik:

• Echt waar. Denkt u dat ik het risico zou nemen om voor u op te treden zonder deze vragen eerst goed te hebben uitgelegd?

Na dat ik door Damour was afgewezen, probeerde ik contact op te nemen met Jean-Pierre Bourguignon, een geometrist en directeur van het Institut des Hautes Études in Bures. Die begreep perfect de inhoud van mijn voordracht, die zich kan samenvatten in technische termen zeer "compact":

• De Poincaré-groep, als dynamische groep die de dynamiek van het relativistische puntdeeltje beheert, erfde een eigenschap van de Lorentz-groep, rondom welke hij is opgebouwd, en is uitgerust met een bewegingsruimte bestaande uit twee onderverzamelingen: bewegingen met positieve energie en bewegingen met negatieve energie.

• Ik stel voor om gebruik te maken van een groep waarvan de bewegingsruimte niet-verbonden is.

Bourguignon zei: "dat de bewegingsruimte niet-verbonden is, maakt me niets uit."

Achter het woord "niet-verbonden bewegingsruimte" zit het hele probleem van het universum - universum, waar astrofysici en kosmologen niets van willen horen. Ook de snaartheoretici. Tenzij het juist zij zijn die ooit dit concept zullen voorstellen.

Wat moet ik doen? Contact opnemen met Smolin? Contact opnemen met Alain Connes, die een geometrist is?

Ik eindig deze pagina met het noemen van het laatste deel van het boek van de Canadees, waarin hij enkele mogelijke wegen noemt, die kunnen leiden tot een revolutie in de fysica, onder andere de niet-constante snelheid van het licht. Hij citeert hierbij de werk van een onderzoeker, Magueijo, auteur van een boek dat in een taal is vertaald en bij Dunod is verschenen, genaamd "Faster than Light". Ik zou ook mijn eigen voorstel kunnen doen en het aan deze uitgever geven. Maar als geen enkel wetenschappelijk medium daarop reageert, zoals het geval was in 1997 met "We hebben de helft van het universum verloren" (Albin Michel), dan is het weer een zwaai in het water. Weet Smolin dat de voorloper van deze idee een bepaalde ... Jean-Pierre Petit is? De eerste, verschenen in Modern Physics Letters A date van .. 1O988.

Om toegang te krijgen tot deze artikelen.

Wat zou er gebeuren als ik mijn papieren daarheen stuur? Wat zou de gezichtsuitdrukking van zijn collega en vriend Magueijo zijn? Ik heb al jaren geleden papieren gestuurd met Magueijo en Moffat, Canadees zoals Smolin. Geen van hen heeft me ooit beantwoord.

Smolin noemt vervolgens zijn samenwerking met Carlo Rovelli, van het Centre de Physique Théorique in Marseille, die, net als hij, werkt aan de

lussengravitatie

(Quantum Loop Gravity). Ga naar hoofdstuk 15, pagina 315, genaamd "De fysica na de snaartheorie". Ik vind de ideeën erg interessant. Smolin schrijft op pagina 315:

• De belangrijkste unificerende idee is eenvoudig te formuleren: begin niet met een gegeven ruimte, noch met iets dat zich in de ruimte beweegt. Integendeel, begin met iets dat geen ruimtestuctuur heeft, maar een zuiver kwantumstructuur. Als de theorie goed is, dan zal de ruimte als een representatie van enkele gemiddelde eigenschappen van de structuur ontstaan, net zoals de temperatuur als een representatie van de beweging van atomen ontstaat.

Zo denken veel kwantumgraviteitsdoden dat er een dieper niveau van de realiteit bestaat waarin de ruimte niet bestaat.

Op de volgende pagina staat nog een zeer interessante zin:

• Wat wij, die in kwantumgravitatie werken, willen laten begrijpen wanneer we zeggen dat de ruimte emergent is, is dat het continuüm van de ruimte een illusie is. Net zoals het gladde, uiterlijk van water of zijde een materie verbergt die bestaat uit discrete atomen, vermoeden we dat het gladde uiterlijk van de ruimte niet echt is, maar dat het ontstaat uit de benadering van iets fundamenteel anders, dat in werkelijkheid bestaat uit meetbare bouwstenen.

Daaruit komt een oude idee naar voren, al eerder geopperd door Heinsenberg zelf. Dat het niet de realiteit is die gequantiseerd is, maar dat het universum zelf dat is. Ik heb deze idee vaak geopperd in boeken of stripverhalen. Het beeld van een gequantiseerde structuur is het schaakspel. De stukken bestaan niet. De materie bestaat niet. Er zijn alleen gedragingen. Als C de lijncoördinaat en L de kolomcoördinaat is, is een stuk dat zich zo verplaatst dat

DC = plus of min 1;

DL = plus of min 1

is ... een koning (modulo de beperking dat hij niet van het bord mag afkomen).

Een stuk waarvan het product

DC x D

L = 0

is ... een toren

(ze kan alleen langs een lijn of kolom bewegen)

Een stuk waarvan de absolute waarden van

DC en van

DL gelijk zijn is ... een loper

etc....

Het schaakspel is een spel dat volledig door een computer kan worden beheerd, die alleen bits verwerkt, "weet niet dat ruimte en tijd bestaan". Het schaakbord, de stukken, de zetten, zijn nuttige geometrische representaties, wat Smolin "emergente objecten" noemt. Wanneer twee computers tegen elkaar spelen, hebben ze niet ... een schaakbord nodig.

Pagina 326:

• Een kwantummeetkunde is een bepaald type graaf. Een kwantumruimtetijd is een rij gebeurtenissen waarin de graaf verandert door lokale veranderingen in zijn structuur.

Oh, hoe leuk en duidelijk dat is. Kan ik begrijpen hoe deze mensen het aanpakken? Wat zijn hun tools? In het Topologicon (1985) vindt men op pagina 39 het schema van een "dislocatie in een kristal" die een reeks geconjugeerde singulariteiten creëert.

De polyhedrale, er is niets beters om dingen te begrijpen. Neem dus papier met rooster. Je kunt dan de dislocatie in "3d" realiseren. Het zou vast een leuk ding zijn om in beeld te maken met een klein filmje.

En op pagina 40 van het Topologicon kan men lezen:

Natuurlijk kun je dislocaties in ruimtes met meer dan drie dimensies maken, dislocaties die zich voortplanten.

• Puh.. zou Damour zeggen terwijl hij zijn haar wapperde, kaal op de voorzijde, het zijn maar speelgoedmodellen!

Het is beter om dat te horen dan doof te zijn

Het blijft interessant. Persoonlijk zou ik een mengsel van lussengravitatie en gémellaire aanraden. Ik hoop dat Rovelli en Smolin iets zullen bereiken. Omdat aan de kant van de snaartheorie men steeds minder gelooft.

PHILIP W. ANDERSON

Fysicus en Nobelprijswinnaar, Princeton University

Is string theory een nutteloos oefening als fysica, zoals ik denk dat het is? Het is een interessante wiskundige specialiteit en heeft en zal wiskunde produceren die nuttig is in andere contexten, maar het lijkt geen grotere belangrijkheid te hebben als andere gebieden van zeer abstracte of gespecialiseerde wiskunde, en daarom is het niet gerechtvaardigd dat zoveel inspanningen worden besteed aan het.

Mijn overtuiging is gebaseerd op het feit dat de snaartheorie de eerste wetenschap in honderden jaren is die in een pre-Baconiaanse manier wordt gevolgd, zonder voldoende experimentele richting. Het stelt dat de natuur is zoals wij willen dat het is, in plaats van zoals we zien dat het is; en het is onwaarschijnlijk dat de natuur hetzelfde denkt als wij.

Het vervelende is dat, zoals verschillende jonge theorieërs me hebben uitgelegd, het zo verder ontwikkeld is dat het een volledige baan is geworden om ermee te blijven bijhouden. Dit betekent dat andere richtingen niet worden verkend door briljante, creatieve jonge mensen, en dat alternatieve carrières worden geblokkeerd.

PHILIP W. ANDERSON

Universiteit van Princeton. Nobelprijs voor fysica

Is de snaartheorie een nutteloos oefening in de fysica, zoals ik denk dat het is? Het is een interessante wiskundige specialiteit die interessante dingen kan produceren in een andere context, maar het lijkt me niet dat dit vakgebied een cruciale betekenis heeft, meer dan andere gebieden van de wiskunde. Het rechtvaardigt niet de enorme inspanningen die aan dit vak zijn besteed.

Wat ik denk is dat het de eerste keer is in eeuwen dat we te maken hebben met een voorbeeld van een voor-Baconiaanse aanpak, die niet wordt begeleid door experimenten. Het stelt een model van de natuur voor dat wij willen dat het is, in plaats van dat we proberen dichter bij de werkelijkheid te komen. Het is onwaarschijnlijk dat de natuur hetzelfde denkt als wij.

Wat vervelend is, zoals sommige jonge theorieërs me hebben uitgelegd, is dat dit vakgebied zo ver ontwikkeld is dat het een volledige baan is geworden om ermee te blijven bijhouden. Dit betekent dat andere richtingen niet worden verkend door briljante, creatieve jonge mensen, en dat alternatieve carrières worden geblokkeerd.

Voor ik eindig, wil ik terugkomen op een thema dat Smolin dierbaar is, namelijk dat een theorie falsificeerbaar moet zijn (verwerpelbaar), dat wil zeggen dat het moet kunnen voorstellen aan te tonen observaties die nog niet zijn gedaan. Als dit wordt bevestigd, is het een goed punt voor de theorie. Anders het omgekeerde. Deze idee van falsificeerbaarheid is voorgesteld door de epistemoloog Karl Popper. Smolin is ermee akkoord, niet Damour, die in hun tegenoverstelling twijfelde "dat een man zo fijn als Smolin zo naïef popperisme zou kunnen hebben".

Dus ik stel een voorspelling, falsificeerbaar en ik zal u in een ander artikel uitleggen waarom ik dat zeg. U hebt waarschijnlijk een "pseudo foto" van de hemel gezien, genomen door de Hubble-telescoop.

"Anneau de matière sombre" hersteld door analyse van het weak lensing effect, rondom de galaxiecluster ZwCI0024 + 1652, gelegen op 5 miljard lichtjaar.

Afbeelding: Hubble-telescoop. In werkelijkheid is de ring niet optisch zichtbaar. Ik had hem moeizaam verwijderd, maar ik weet niet waar ik deze foto heb opgeslagen.

Artikel

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=4076

van

17 mei 2007

afkomstig van de site

http://www.techno-science.net

De afbeelding toont deze "donkere materie halo", vrijwel gecentreerd op een galaxiecluster. Interpretatie: het zou een structuur zijn zoals een "rookring", die we konden reproduceren bij de botsing van twee grote structuren, die door elkaar heen gingen, achterlatend dit object als spoor van deze botsing. Wat botste met wat? De geschiedenis zegt het niet. Maar op een statistische manier is het ongelooflijk dat de "rookring" zijn as naar ons gericht is. Er is ongeveer 1 kans op 500 dat dit zo is.

Dit is mijn voorspelling:

We zullen nieuwe donkere materie halos ( "gedetecteerd" door het effect van gravitationele lensing, het ontcijferen van het "weak lensing" ) rond galaxieclusters vinden

en ze zullen allemaal gecentreerd zijn op het cluster

. Zodra we er een tweede gevonden hebben met deze vorm, zal de kans dat het toeval is, dalen naar 1 op 250.000. Enzovoort. De conclusie van de astronomen zal dan zijn dat het niet om halos gaat, maar om

lege schalen

, van donkere materie. Het zal erg moeilijk zijn om uit te leggen hoe deze dingen kunnen blijven bestaan. Misschien schrijft iemand dat ze "met kosmische snaarbevestigingen zijn bevestigd". In een volgend artikel (waar heb ik het eigenlijk opgeslagen?) geef ik mijn eigen interpretatie. Het gaat om een "donkere materie halo-effect". Ik denk dat deze halos niet bestaan, maar de aanwezigheid van het omgeving van de gémellaire materie tonen. Tien jaar geleden heb ik berekeningen gedaan, die ook in een tijdschrift zijn gepubliceerd, die dit fenomeen voorspelden.

Niet eens fout! De fysica teruggebracht naar haar snaar

6 maart 2008

Commentaren over het boek van Peter Woit

Ik heb het boek van Peter Woit gelezen, wiskundeleraar in het wiskundeprogramma van de universiteit van Colombia, Verenigde Staten.

Als je de publicatiedata bekijkt, zie je dat dit boek, net als dat van Lee Smolin, in 2006 in zijn oorspronkelijke vorm is gepubliceerd. Dit vertaalt dus een begin van een opstand tegen de superkoorden. De conclusies van Woit zijn dezelfde als die van Smolin. Moeten we dit wetenschap noemen, zoals Souriau al twintig jaar geleden noemde:

Een fysica zonder ervaring en een wiskunde zonder precisie

Voor de fysica zonder ervaring kon iedereen het zien, want deze "theorie" verklaarde niets en voorspelde niets. Maar de verdedigers waren niet spaarzaam met grote zinnen. Woit herhaalt enkele daarvan:

• De superkoordentheorie is een fysica van de 21e eeuw die per ongeluk in de 20e is gevallen.

Woit citeert een "grote popularisator":

Ik wist niet dat er ooit een grote opwelling zou zijn, die had gezegd dat het niet verontrustend is "dat we de betekenis van deze snaartheorie niet begrijpen, omdat het de woorden zelf zijn van God". Dus zou de terminologie van de superkoorden een soort "wetenschappelijke Koran" vormen.

Woit herinnert een zin van de Nobelprijswinnaar Richard Feynman, die ik ook niet kende en die smakelijk is:

• De snaartheoretici maken geen voorspellingen, ze maken excuses.

Hoewel, het boek van Woit is erg ongelijk. Het begint met een duidelijke inleiding in de experimenten die zijn uitgevoerd in de hoge-energiefysica. Het verklaart bijvoorbeeld goed dat superdeeltjesversnellers fantastische elektriciteitsverbruikers zijn en dat het vooral dit is wat de bouw van nieuwe apparaten beperkt. In de rest van het boek herinnert Woit de oorsprong van het "standaardmodel", en theorieën zoals supersymmetrie. Maar omdat hij beslist geen vergelijking, geen didactische afbeelding, geen visueel schema opneemt, verliest de ongeïnstructureerde lezer snel de draad. Je herkent je weer twee honderd pagina's verder, wanneer het tijd is om te concluderen.

De vorm van het boek komt door de strategie van Woit, die oorspronkelijk anders was dan die van Smolin, een fysicus. Hij richtte zich op een publicatie in een universitaire uitgeverij zoals Cambridge University Press, Pergamon Press, Mac Graw Hill Books Cie etc .... Daar worden boeken gepubliceerd die goed opgebouwd zijn in het schrijven, waar "er geen bout ontbreekt". Woit maakte dus zijn boek als een pleidooi dat hij onaantastbaar wilde maken, dus noodzakelijkerwijs vol met veel precisie en technische ontwikkelingen die volledig onbegrijpelijk zijn voor de lezer, zelfs als hij een wetenschappelijke hobbyist of niet-specialist is. Hij probeerde via dit boek de mening van een wiskundige over dit snaarwereldje te uiten. Het boek werd dus gericht op een universitaire uitgeverij en daarom "aan experts van de discipline" voorgelegd, met wie Woit verwachtte dat hij zou moeten vechten, op basis van concrete kritieken. Dat bleek niet zo. De leesnotities die de uitgever kreeg, bevatten geen specifieke, gerichte kritiek, waarin de "referee" kon zeggen "hier zegt Woit een onzin". Deze notities bevatten eigenlijk ... geen enkele argumentatieve kritiek, maar eindigden allemaal met het advies om het boek niet te publiceren, als ongepast. Een expert gaf zelfs de mening "dat de geschillen binnen de wetenschappelijke gemeenschap op familievoet moesten worden opgelost en niet openbaar gemaakt".

Begrijpend dat hij dit boek niet in deze grote uitgeverijen zou kunnen publiceren, wendde Woit zich tot een "gewone" uitgever, die zijn manuscript niet liet beoordelen en het direct publiceerde. Smolin deed hetzelfde.

Deze boeken zijn in veel talen vertaald. Zeg maar dat via de schrijven van Smolin en Woit het publiek heeft ontdekt wat deze snaartheorie verborg.

De lezer vindt, als afsluiting, wat al eerder is uitgelegd door Lee Smolin, namelijk dat dit vreemde model 100

500

mogelijke varianten heeft, meer dan er atomen zijn in het universum. Enzovoort.

Woit, wiskundige, heeft veel waarde gehecht aan het talent van Edward Witten, Fieldsmedaille, ware "held van de snaartheorie". Hij beschrijft hem als een creatieve, talentvolle, vroegrijpe, productieve onderzoeker.

De wiskundige Edward Witten

Hij voegt toe dat op een moment waarop de grote crisis van onze theoretische fysica begon, die vandaag de dag als olieplek is, de enthousiasme van duizenden onderzoekers (...) veel te danken had aan het feit dat een zo briljante man al meer dan twintig jaar deze weg als toekomstig had aangewezen. Witten werd dus "de man in de spot". Hij maakte in de loop der jaren veel aankondigingen, de laatste was de voorspelling van de opkomst van een "M-theorie" waarvan we zelfs niet weten in welke taal het zou kunnen worden geformuleerd, die onvergelijkelijke unificerende eigenschappen zou hebben.

Deze M-theorie geeft de indruk dat de hedendaagse theoretische fysica zou kunnen zijn geschreven door ... Molière

Maar het is goed voor sommigen, zoals de zeer beroemde

Michael Greene

, die een echte zakenvrouw is geworden, die Woit niet kritiseert, maar die de grote lijnen van deze vooruitgang kon uitleggen in een reeks van programma's die zijn opgedragen en gefinancierd door een Amerikaanse productiebedrijf voor een aanzienlijk bedrag van drie miljoen vijfhonderd duizend dollar, die zijn verspreid in veel landen, met name in Frankrijk.

De wiskundige Michael Greene

die "Hubert Reeves van de snaartheorie" is geworden

We zijn hier.

Ik heb een aantal van mijn kosmologie werk op arXiv geplaatst en ik ga door. Het is werk dat is opgezet, want sommige resultaten dateren van ... de jaren tachtig. Zeg maar dat dankzij de ontmoetingen van de zomer laatst, met wiskundigen, alles is herformulerd in een meer "klasse" manier, maar het is niet veel anders dan wat ik 11 jaar geleden in "We hebben de helft van het universum verloren" (Albin Michel, en daarna Hachette) heb gepubliceerd. Als ik het volgende artikel dat ik binnenkort moet afmaken op arXiv plaats, probeer ik Smolin en Woit te benaderen. Ik heb geprobeerd contact op te nemen met Alain Connes, wiskundige geometrist, zonder succes. Ik heb mijn artikelen per e-mail en post gestuurd: geen antwoord. Mijn collega wiskundigen zeiden me "Connes is een ster. Hij zal je niet beantwoorden". Dat is gebleken.

Ik denk dat deze "bimetrische" perspectief (nieuwe aanduiding "gecontroleerd" van wat ik vroeger de "gémellaire" noemde) interessante perspectieven biedt in veel gebieden en waarschijnlijk niet alleen in astrofysica en kosmologie. In een tijd waarin astronomische gegevens worden behandeld met eenvoudige woorden zoals "donkere materie" en "donkere energie", heeft wat ik heb opgebouwd het voordeel van duidelijkheid en vruchtbaarheid. Nu, als niemand besluit er aandacht aan te besteden, zal ik niet in wanhoop raken zoals Ludwig Boltzmann, die eindigde door ... zelfmoord te plegen omdat niemand zijn werk interesseerde. Ik zal het vertalen in ... stripverhalen.

In zijn boek regelt Woit op de een of andere manier zijn rekeningen met de broers Bogdanoff, en besteedt hij een volledig hoofdstuk aan hen. Ze hebben tenminste een kans: ze worden aangevallen. Niet ik. Aangezien ik tegen een muur van stilte sta, tegen

geen antwoorden op seminarievoorstellen

, is er niets meer te doen. De lus is gesloten.

Wat leuk is, is dat terwijl wetenschappelijke werk wordt gedaan, elementen van toekomstige stripverhalen verschijnen. Zeer subtile concepten kunnen op zeer eenvoudige manier worden geïllustreerd. Het klassieke kosmologische model is gebaseerd op wat lang als een "fundamentele hypothese" is beschouwd, namelijk dat het universum isotroop en homogeen moet zijn. Het werd gezien als een soort gas waarvan de "moleculen" ... de sterrenstelsels zijn. Aangezien de relatieve snelheden van deze sterrenstelsels laag zijn ten opzichte van de lichtsnelheid (1000 km/s tegen 300.000 km/s) is de afbeelding van het "stofuniversum" ontstaan: zeer kleine objecten die weinig bewegen ten opzichte van elkaar. Met betrekking tot deze lage waarde van de "bewegingsnelheden" die astronomen "residuele snelheden" noemen, is de zaak bevestigd. Maar de constante verbetering van metingen betreffende de grote schaalstructuur van het universum toont aan dat het verre van homogeen is. Door homogeniteit wordt bedoeld dat dit "object" identiek is aan zichzelf als er een translatie wordt uitgevoerd. Maar dat is volledig onjuist: zie deze "lacunaire" structuur waarin de materie zich rond enorme lege ruimtes van honderd miljoenen lichtjaar in diameter verspreidt.

Daarnaast, wat dilateert en waar? De vraag is leuk. Heeft u die ooit gesteld? Heeft u ooit een astronoom hierover gevraagd?

Volgen planetenstelsels de kosmische uitdijing: nee. Ze zouden onstabiel zijn. Hetzelfde geldt voor sterrenstelsels. Toch moet het ergens kunnen uitdijen om de roodverschuiving te kunnen verklaren. Bijvoorbeeld in de grote lege ruimtes tussen de sterrenstelsels. Het herinnert aan een idee dat je vindt in een van mijn stripverhalen. Maar op dit moment herinner ik me niet welk. Het idee dat materie een soort "gevriesde ruimte" is. Het beeld is dat van een persoon die een glas met ijsblokjes omkeert. Het water is de "leegte", gevuld met "kosmische fotonen". Deze hebben een golflengte die tegelijkertijd toeneemt met de "grootte" R van het universum. De ijsblokjes vertegenwoordigen de materie, met een golflengte die de Compton-lengte is, die niet verandert. Met andere woorden, het universum is een combinatie van "dingen die zich ontspannen" (de fotonen) en "dingen die zich niet ontspannen" (de materiële elementen). Ik heb dit gemodelleerd in mijn volgende artikel in de vorm van een reeks tekeningen, die ik hier reproduceer:

Het beeld van de "fundamentele symmetriebreuk"

Rechts het beeld van ons huidige universum, voorgesteld als een kubus, waarvan de topologie die van een bol is, met acht "massa's" (de afgeronde hoeken) aangesloten door euclidische elementen, kwartcylinders en stukjes vlak. Volgens dit schema groeien de euclidische elementen, maar de afgeronde hoeken verplaatsen zich niet. Deze hoeken zijn waar wij wonen.

Terug in het verleden eindigen deze "massa's" uiteindelijk in elkaar (hier zijn deze acht achtste bollen). Het teken 2 komt overeen met een "symmetriebreuk". Voor de object had de symmetrie van de bol, na de symmetrie niet meer. Als je dit uitbreidt naar een object met een dimensie meer, krijg je het soort driedimensionale polyhedron waarin we verondersteld worden te wonen met gebogen delen (waar de materieconcentraties zijn) en grote euclidische gebieden.

Deze gebogen gebieden dilateren niet. Bijvoorbeeld jij, ik, het huis, de aarde, de melkweg.

Naast de materiedichtheden uitgebreidt het zich. Toch zal, wanneer je terugreist in het verleden, op een bepaald moment noodzakelijk een moment komen waarop deze concentraties samenkomen en er een "faseovergang" plaatsvindt. Het ruimte tijd zal dan de symmetrieën van een S3-sfeer hebben. Het zal homogeen en isotroop zijn. Wat grappig is, is dat deze visie dan onverenigbaar is met het idee dat de lichtsnelheid (en andere natuurconstanten) constant zijn. Dan duik je in het model van "variabele constanten", dat Moffat en Magueijo zouden hebben uitgevonden, de ene in 1999, de andere in 2001, terwijl ik al jaren eerder, tussen 1988 en 1989, veel uitgebreidere dingen heb gepubliceerd in Modern Physics Letters A. Ik zal schrijven naar Moffat en Magueijo. Maar ik had dat al zeven of acht jaar geleden gedaan zonder antwoord te ontvangen. Ik twijfel er niet aan dat ze ook nu niet zullen antwoorden.

Waarom?

Waarom zou je reageren op een onbekende Fransman die je stoor? Maar Dunod publiceerde het boek van Magueijo "Faster than Light". Grote verkoop. Niets te maken met de flop van "We've Lost Half the Universe", 1997.

Ik zal mijn werk op arXiv zetten, dan schrijf ik aan iedereen (Smolin zegt dat hij geïnteresseerd is in nieuwe ideeën). En wanneer alles daarmee vergeefs blijkt te zijn, ga ik weer aan mijn stripverhalen werken.

10 mei 2008

: Poging tot contact met Woit. Resultaat:

Woit heeft een blog, die in principe redelijk gevolgd wordt. Mijn wiskundige vrienden zeiden: "Waarom probeer je niet een gesprek aan te knopen met Woit via zijn blog? Je hoeft alleen maar op een onderwerp te reageren dat hij behandelt en waarop je iets kunt zeggen." Dat was het geval op 7 mei 2008, zoals mijn collega's aangaven. Woit behandelde het onderwerp van de donkere energie en commenteerde recente uitspraken van Witten hierover na een symposium.

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

Hier is de pagina van zijn blog.

Je merkt meteen verschillende dingen op. Deze blog verwijst naar het uitgeverijnaam WordPress, die het boek uitgeeft, dat overal op alle pagina’s aanwezig is.

Maar goed, ik heb een reactie geplaatst, waarin ik erop wees dat de volledige Poincaré-groep deeltjes met negatieve energie genereert, inclusief fotonen met negatieve energie, wat een goede kandidaat zou zijn voor die steeds minder identificeerbare "donkere energie".

Het bericht bleef een uur staan en werd toen verwijderd. Ik plaatste toen een protestbericht en kreeg daarna deze e-mailreactie van Woit:

Daarna probeerde ik alleen maar zijn aandacht te trekken op het feit dat groepentheorie, symplectische meetkunde en de coadjointe actie van een groep op zijn momentenruimte de basis vormen van de wiskundige fysica, en geen "onconventionele ideeën in de fysica". Geen reactie, einde van het verhaal.

Het lijkt erop dat mensen zoals Woit een soort club vormen waar men vooral praat, en waar geen spoor van een echt nieuw idee te bespeuren is. Deze mensen waren de eersten die zeiden: "De koning is naakt!" Terecht. Maar nu willen veel mensen graag een nieuwe kroon opzetten. "Onconventioneel" kan ook betekenen "niet-conformistisch". Op dit moment is het erg moeilijk om onderscheid te maken tussen de ideeën. Zoals Woit zelf opmerkt, werd hij direct overspoeld door berichten van mensen die probeerden hun eigen ideeën via zijn blog te promoten. In de praktijk blijkt dat je op deze blog zelfs geen vragen kunt stellen, geen opmerkingen kunt maken, niets kunt doen om mensen tot nadenken te brengen – en wel met het meest klassieke taalgebruik van de wiskundige fysica.

Het is dus hopeloos. Woit wil dat men afstand neemt van conformisme, maar heeft zelf ook een eigen conformisme.

Dit is mijn idee en ik deel het.

Ik heb zojuist een nieuw werk over kosmologie naar arXiv gestuurd. Maar ik ben pessimistisch over de mogelijkheid om een gesprek aan te knopen met mensen zoals Woit of Smolin. Voor iemand als Woit kan een nieuw idee alleen ontstaan "uit het hof", van Columbia of Princeton. Hoe zou ik, een Fransman, hun aandacht kunnen trekken?

Daar komt nog bij dat de wetenschappelijke wereld net als andere sferen is. Ambitie en de zoektocht naar bekendheid zijn er niet uitgesloten.

Terug naar Nieuwigheden

Terug naar Gids