La teoria delle superstringhe e il declino dell'accademia americana

Ho provato per la terza volta nella mia vita a leggere un libro divulgativo di fisica teorica (nella versione originale, intitolata "The Trouble with Physics"), e anche questa volta la mia zucca, che credevo immodestamente di dimensioni leggermente superiori alla media, non è riuscita a capirci nulla. Esiste qualche fisico teorico fra i nostri lettori? Lo chiedo, perché magari sto leggendo i libri sbagliati.

Va detto subito che lo scopo principale di Lee Smolin con questo libro è solo in parte divulgativo. Piuttosto, vuole convincere il lettore che la teoria delle superstringhe non merita l'appellativo di teoria scientifica; l'ascesa al dominio dei suoi studiosi in gran parte dei maggiori dipartimenti di fisica mondiali è dovuta sostanzialmente a difetti nella struttura della ricerca di base in America, in particolare nel sistema di finanziamento della ricerca. Per questo motivo, il libro è di interesse generale, e Smolin si rivolge non all'accademia, ma alla persona comune, al taxpayer che con i suoi soldi queste ricerche finanzia. Va detto che Smolin è un teorico-pentito di questo campo della fisica, ed è quindi competente a scrivere in materia.

Per convincere i suoi lettori, Smolin deve però spiegare in modo comprensibile cosa siano queste superstringhe, e perché non sono buona scienza. Il primo problema in questa impresa è che questi superelastici nascono dal tentativo di trovare una spiegazione unica di tutte le forze della natura, e non è facile per il comune mortale capire nemmeno perché questo sia un problema degno di tanto sforzo. Per dare un'idea della qualità dei tentativi di spiegazione, vi cito un breve passaggio da pagina 103, dove si trova la prima descrizione delle famose stringhe che si trova nel libro:

According to this picture, particles cold not be seen as points, which is how they had always been seen before. Instead they were "stringlike", existing only in a single dimension, and they could be stretched, like rubber bands. When they gained energy, they stretched; when they gave up energy, they contracted -- also just like rubber bands. And like rubber bands, they vibrated.

[TRADUZIONE:] Secondo questa raffigurazione le particelle non possono essere viste come puntiformi, il modo in cui sono sempre state viste. Invece, sono come dei lacci, in una singola dimensione, e possono essere allungati, come degli elastici di gomma. Quando acquistano energia, si espandono, quando la rilasciano, si contraggono come, appunto, degli elastici. E, come gli elastici, vibrano.

L'immagine è accattivante, ma incomprensibile, anche dopo aver letto le 102 pagine precedenti, che cercano di spiegare i tentativi di unificare le forze. Per esempio, come farebbero degli elastici ad esistere in una singola dimensione? Cosa significa che si possono espandere? E perché questo è importante?

Da quel punto in poi ho smesso di pretendere di voler capire e ho proseguito la lettura a testa bassa. Il resto del libro racconta una storia avvincente di gruppi di scienziati che si combattono a mò di spazi multidimensionali. Passino le 4 dimensioni di Einstein, che riesco a visualizzare abbastanza bene pensando alle isoipse di una carta topografica, quella è roba da pivelli economisti. Ci viene rivelato che alcuni esperti superlaccisti hanno bisogno di nove dimensioni, altri di dieci. Ci sono delle correnti teoriche che rilanciano con ben venticinque, ma non vengono prese molto sul serio. Leggete questa esemplare citazione in presentazione di "nuova" teoria a cui servono "solo" di nove dimensioni (pagine 105 e 119) 

The new supersymmetric string theory also addressed two other problems. It had no tachyons, so that major obstacle to taking strings seriously was eliminated. And there were no longer twenty-five dimensions of space, just nine. Nine is not three, but it is closer. With time added, the new supersymmetric string (or superstring, for short) lives in a world of ten dimensions. This is one less than eleven, which, strangely, is the maximum number of dimensions for which one can write a theory of supergravity. [...] There were now six extra dimensions to curl up, and there were many ways to do it. Most involved a complicated six-dimensional space, and each gave rise to a different version of string theory.

[TRADUZIONE] La nuova teoria supersimmetrica delle stringhe risolveva anche altri due problemi. Non aveva tachioni, cosicché il maggiore ostacolo per prendere sul serio l'idea delle stringhe veniva eliminato. E lo spazio non aveva non più venticinque dimensioni, solo nove. Nove non sono tre, ma ci va più vicino. Aggiungendoci il tempo, la nuova teoria supersimmetrica delle stringhe (o superstringhe, per farla breve) vive in un mondo a dieci dimensioni. Una meno di undici, che, stranamente, è il massimo numero di dimensioni con il quale uno può scrivere una teoria della supergravità. [...] Ci sono ora sei dimensioni extra da ripiegare, e ci sono molti modi per farlo. La maggioranza presuppone l'uso di un complicato spazio a sei dimensioni, e ciascuno di questi modi corrisponde ad una verisone diversa di teoria delle stringhe.

C'è di che rimanere sbalorditi/affascinati/delusi (scegliere a piacere). Questi tipi snocciolano dimensioni spazio-temporali come fossero arachidi. Ad un'economista il paragone fra teorie fisiche e modelli economici viene naturale: infatti sembra che ci siano più o meno tante superstring theories quanti modelli di small open economy. Ma almeno ciascuno di questi modelli serve a spiegare un'aspetto diverso dell'economia. Le cosiddette teorie invece, pretendono di spiegare tutte il medesimo fenomeno!

Mi sbaglierò, ma a me sembra che le extra-dimensioni vengano usate per avere gradi di libertà nello spiegare l'evidenza empirica che contraddice le teorie precedenti. Un po' come quegli studenti di economia in erba che aggiungono variabili nelle loro regressioni o modelli. Cosi' facendo, le implicazioni dei loro modelli non contraddicono i dati. E questo qualche volta va bene farlo, qualche volta no. Molto spesso, corrisponde a mancanza di "disciplina" teorica: troppo facile!, rispondono gli advisors. Insomma, ciò che rimane dalla lettura del libro, da economista, è una minore deferenza verso le cosiddette "scienze pure". Non che ne avessi molta, ma insomma quando si viene trattati in continuazione da scienziati di serie B si rischia di finire per crederci.

Questi miei dubbi sono però complementari alla critica che Smolin rivolge alla sua professione. Smolin ritiene che le superstring theories siano teorie non-scientifiche, e che nell'intera disciplina si sia oramai persa la tensione verso la ricerca del riscontro empirico, al punto tale che in tutti i dipartimenti sono diventate oramai dominanti teorie che non sono, a suo parere, nemmeno verificabili empiricamente. Su questo non posso giudicare, ma l'argomentazione è piuttosto convincente. Il passaggio successivo è una critica all'accademia americana che passa attraverso la descrizione dell'imperfezione del sistema di peer-review e del sistema di finanziamento della ricerca. Critiche lette dal sottoscritto con il sorriso/amarezza (in alternanza) sulle labbra pensando agli equivalenti istituzionali italici.

Nel libro si lamenta anche del sistema di promozione universitario che incentiva i nuovi professori alla ricerca "facile", che possa produrre risultati velocemente e di contenuto non troppo diverso da quanto possa essere approvato dall'establishment della metodologia dominante (cui spetta il compito di scrivere le lettere che raccomandano la promozione). Per Smolin, la Fisica ha bisogno alla svelta di qualcuno che se ne esca con un'idea davvero innovativa, ed il sistema non favorisce quanti vogliano rischiare di spendere anni nell'oscurità del proprio laboratorio/ufficio per trovarla.

Questa parte del libro è certamente di interesse generale, e direi che anche noi economisti faremmo bene a pensare seriamente a queste tematiche, visto l'andazzo che sta prendendo la nostra disciplina da circa 10-15 anni. Ma questa è un'altra storia. Che un sistema di finanziamento e promozione della ricerca basato sulla peer-review possa portare una corrente metodologica "errata" ad avere una posizione dominante mi pare possibile, spero di non dovervi scrivere le formule del modello evolutivo che ho in mente. Ne ho scritto, in un diverso contesto, in questo post quasi due anni or sono. Nel complesso sono meno catastrofista di Smolin: il modello che ho in mente mi dice anche che il cattivo equilibrio è instabile, e le buone idee finiscono sempre per prevalere in un modo o nell'altro. Tuttavia, una riflessione sul sistema e sui meccanismi che rendano questi fenomeni meno probabili e dal decorso più breve non può che fare bene.

 

48 commenti (espandi tutti)

Situazione che ricorda quello che scrive L Russo in "La rivoluzione dimenticata"

Anche in questo caso residui scientifici
vengono usati all’interno di un quadro concettuale che solo
ottimisticamente può definirsi alto- medievale. L’attuale
crisi della scienza non può essere analizzata in questa sede.
Occorrerebbe almeno un altro libro per inserire i casi qui accennati
in una spirale coerente di degrado basata sulle influenze reciproche
che, a mio parere, legano strettamente la crescita esponenziale del
numero dei ricercatori e degli articoli scientifici pubblicati,
l’abbassamento, anch’esso esponenziale, del loro livello
medio, il ruolo crescente di mode scientifiche effimere, l’imporsi
del relativismo nel dibattito epistemologico e la profonda
trasformazione del ruolo sociale della scienza, che si sposta sempre
più dalla produzione al consumo.

che a semplificar brutalmente per Russo è tutta colpa del progressivo abbandono del "metodo"ellenistico. Testo caldamente consigliato se non l'hai letto

"La rivoluzione dimenticata" di Lucio Russo e' un libro meraviglioso. E' stato anche tradotto in inglese per i tipi di Springer.

Non conoscevo, ringrazio per la reference. La Biblioteka, chiaramente, è cosa utile. Grazie al GT per averla messa su, ed a Calvin (currently Vincenzo) e Sabino per averla suggerita. Grande idea.

Appena ordinato il signor Lucio Russo in traduzione inglese (unica disponibile su Amazon). Chi era? 

Appena ordinato il signor Lucio Russo in traduzione inglese (unica disponibile su Amazon). Chi era? 

 

E' un professore di Probabilità a Tor Vergata. Diciamo che leggendo i suoi libri si scorge il profilo di quella buona cultura che c'era anche in Italia quando si faceva un buon Liceo (senz'altro il Classico per Russo) e una buona Università, comune - per intenderci - a quella intellettualità, soprattutto scientifica, che oggi è in pensione.

Molto successo ha avuto anche il suo Segmenti e bastoncini sulla didattica scolastica (della matematica) degli anni '90.

E' un po' più a sinistra di te.

RR

Qui trovi ampi estratti del libro, in italiano (tutto il libro?)

Il libro di Russo è molto interessante ed originale. L'autore ha una profonda conoscenza del greco e della scienza matematica e fisica. Questo gli consente di "leggere" nei testi antichi quello che non erano riusciti a leggere gli esperti di storia della scienza. Esemplare è la sua interpretazione di un passo di Vitruvio che viene prima tradotto nel greco originale e poi ritradotto correttamente per poterlo interpretare. Così il latino "signum" diventa "punto" e non "segno" ed gli ordinali "primo",  "secondo" ecc. diventano le lettere A, B ecc. trasformando un oscuro passo astrologico in una lucida illustrazione geometrica (che spiega come agisce la gravità). Tuttavia le sue opinioni sulla scienza moderna sono intelligenti quanto discutibili. Io penso che le mode associate ad eccessiva pressione per pubblicare esistono ma hanno una influenza marginale sui veri progressi della scienza. Almeno in matematica il progresso vero è in mano anche al ricercatore isolato ed ignorato da tutti purché sia in grado di produrre un risultato rilevante. Quanto alla teoria delle stringhe, non saprei che dire, eccetto che ha prodotto un rinnovato interesse per certi aspetti della geometria. Non mi preoccuperei poi troppo della unidimensionalità di questi "elastici". Se non mi sbaglio sono unidimensionali nella dimensione complessa.

Va detto subito che lo scopo principale di Lee Smolin con questo libro è solo in parte divulgativo. Piuttosto, vuole convincere il lettore che la teoria delle superstringhe non merita l'appellativo di teoria scientifica; l'ascesa al dominio dei suoi studiosi in gran parte dei maggiori dipartimenti di fisica mondiali è dovuta sostanzialmente a difetti nella struttura della ricerca di base in America, in particolare nel sistema di finanziamento della ricerca. Per questo motivo, il libro è di interesse generale, e Smolin si rivolge non all'accademia, ma alla persona comune, al taxpayer che con i suoi soldi queste ricerche finanzia.

Mah, la scientificità di una teoria fisica è, più o meno da 5 secoli a questa parte, fondata in primis sulla possibilità di sperimentarne (del)le conseguenze empiriche. Per la teoria delle stringhe si è sempre detto che le previsioni che eventualmente la discosterebbero dall'attuale teoria in uso per particelle e interazioni elementari (tranne la gravità) - il Modello Standard - sono sperimentabili solo alla scala di Planck, cioè ad una energia che non è pensabile di raggiungere con nessun accellatore di particelle, neanche agli eventuali figli dell'LHC.

Per questo la teoria delle stringhe è essenzialmente una teoria matematica, che sistemerebbe varie esigenze "metateoriche" generali che un fisico vorrebbe veder soddisfatte, e in particolare l'unificazione con la teoria della gravità (che è la Relatività Generale), cioè una teoria completamente diversa. La Relatività Generale si basa sulla geometrizzazione dell'interazione, mentre il Modello Standard sulla quantizzazione del campo mediatore dell'interazione.

Strano che Smolin non sia riuscito a comunicare questo concetto - invero ho comprato anch'io il libro ma senza (ancora) leggerlo...

Va detto che Smolin è un teorico-pentito di questo campo della fisica, ed è quindi competente a scrivere in materia.

Invero Smolin è un praticante della Gravità Quantistica, cioè quella linea di ricerca che vorrebbe quantizzare l'interazione gravitazionale secondo canoni tradizionali - analoghi a quelli del Modello Standard per le altre 3 forze - ma le procedure canoniche, applicate meccanicamente, portano a difficoltà insormontabili. Smolin ed altri, comunque, seguono vie collaterali su questa linea.

Invece la teoria delle stringhe si muove su un principio opposto, cioè parte dal presupposto di voler geometrizzare le 3 interazioni non gravitazionali. Per questo Smolin è più che altro un "protestante" rispetto agli stringhisti "cattolici". Non so come mai tutto ciò non sia venuto fuori dal libro di Smolin e come lui abbia comunicato il tutto, ma leggerò anch'io... 

Nel libro si lamenta anche del sistema di promozione universitario che incentiva i nuovi professori alla ricerca "facile", che possa produrre risultati velocemente e di contenuto non troppo diverso da quanto possa essere approvato dall'establishment della metodologia dominante (cui spetta il compito di scrivere le lettere che raccomandano la promozione). Per Smolin, la Fisica ha bisogno alla svelta di qualcuno che se ne escacon un'idea davvero innovativa, ed il sistema non favorisce quanti voglianorischiare di spendere anni nell'oscurità del proprio laboratorio/ufficio per trovarla.

Sì, ma ricorda che sta criticando la gerarchia, e lui cerca spazio per idee diverse. Da un punto di vista generale ha le sue ragioni, ma la sociologia della scienza non è la scienza, e quindi c'è spazio e anche motivo per muovere le proprie critiche e argomentazioni.

RR 

Strano che Smolin non sia riuscito a comunicare questo concetto - invero ho comprato anch'io il libro ma senza (ancora) leggerlo...

Che gli stringhisti abbiano piu' a cuore la coerenza matematica dei loro modelli che la verifica empirica traspare abbastanza chiaramente. Smolin pero' non riesce a capacitarsi del fatto che ormai stiano dominando tutti i dipartimenti di fisica; se questo e' vero non gli do torto.

Fico! Crisi finanziaria mondiale in atto, catastrofe alitalica, ed eccoci qua! Strana gente, "voi" economisti!!!

Allora. Io sarei un fisico teorico, in teoria (scusa il gioco di parole). Purtroppo - o per fortuna? non lo saprò mai - riconvertito all'economia subito dopo la laurea. Mi sento comunque in qualche modo tirato in causa, e quindi in dovere di esprimere qualche pensierino sparso. Cercherò di contenermi.

1. Non ne so NULLA nè di stringhe nè di superstringhe!!! :D (Ma mi sembra comunque di capire che per "elastici a una dimensione" si debba intendere elastici in grado di allungarsi solo su una dimensione, immaginarsi tipo un segmento che si allunga e si accorcia... anche se dubito di aver risolto così i tuoi problemi!) Una delle prime differenze tra fisica ed economia a colpirmi, dopo solo pochi mesi di master in economics, è che le scienze economiche appaiono infinitamente meno ramificate, specialistiche, splittate (per usare un termine caro ai fisici!) in correnti e correntine della fisica. Esempio: una persona con 4-5 anni di studio di fisica alle spalle, magari con specializzazione in fisica teorica, conosce discretamente le più importanti teorie fisiche sino al 1865 (equazioni di Maxwell, che descrivono l'elettromagnetismo "classico") più qualcosina di meccanica quantistica più o meno relativistica e/o qualcosina sulla relatività. Se vogliamo essere generosi, si arriva al massimo a roba detta negli anni '70. Se si chiede a un dottorando in fisica chi sia l'ultimo premio nobel e che cosa abbia detto di rilevante, non solo non lo sa (a meno che non sia uno specialista del suo settore), ma anche se glielo si spiegasse non sarebbe in grado di capirci un gran che. Altro esempio: in una seduta di laurea (almeno, la vecchia quadriennale), almeno una metà della commissione non sa neanche di cosa si stia parlando. Al contrario, dopo un master in economics, uno più o meno ha i mezzi per intuire, almeno, il senso di buona parte delle ricerche più rilevanti.

2. Non è difficile capire che tipo di effetti possa generare tale situazione sul sistema di peer review. Voi che, al contrario di me, siete veri economisti non avrete difficoltà a spiegarlo meglio di come potrei fare io, che invece preferisco ricordare le teorie di Lakatos sui gruppi di ricerca e sulla loro azione nel determinare le linee del progresso scientifico. Probabilmente, nella fisica contemporanea, i "gruppi di ricerca" tendono a isolarsi e si sentono autorizzati a difendere il proprio territorio con uno scudo stellare di ipotesi ad hoc.

3. Inoltre, se in economia alcune ipotesi, postulati, assiomi, metodologie alla base di teorie diverse e contrapposte possono essere scelte da uno scienziato (mi pare) anche in base alla propria sensibilità sociale, culturale, politica, estetica individuali, in fisica relazioni del genere appaiono meno immediate. Per fare un esempio stupido ma chiaro, posso pensare di poter capire perchè persone diverse scelgano di credere che gli individui siano o meno razionali macchine ottimizzatrici, e anche perchè secoli fa uno scegliesse di credere che la terra girasse intorno al sole o viceversa... un po' meno mi saprei spiegare perchè le persone scelgano di affidarsi a un numero di dimensioni di superstringhe di 8, 12, 43 o 419.

3. La fisica teorica. Bah. Io sono arrivato a studiare un po' di teoria dei campi (meccanica quantistica relativistica, seconda quantizzazione) ci ho preso un favoloso 30 ad un esame tostissimo (scusate la modestia :D) senza capire assolutamente di che diavolo si stesse parlando. Il fatto è che da un certo punto in poi l'intuizione la si deve buttare nel cesso, e tutto ciò che esiste in natura diventa solo un pezzettino di formula matematica o un picco su un display. E' un'idea che a un certo punto si deve accettare. Sarà un mio limite, ma mi è sempre parso che chi riesca a trovare in tali astrazioni qualcosa di immediato e immediatamente accettabile(comprensibile (e ce ne sono) sia sostanzialmente un genio e/o un alienato. In altri termini: l'insanabile frattura tra realtà è modello diviene sempre più drammatica. (In attesa del prossimo Maxwell o Einstein, ovviamente).

4. Le prove empiriche. Bah. Da una parte c'è chi ha spiegato molto bene (a partire da Popper) che l'osservazione empirica non possa mai prescindere da una qualche teoria. Dall'altra l'esperimento - ciò che appunto distingue la scienza sperimentale - è sempre più costoso. Spendere fantastiliardi per capire quale teoria sull'unificazione delle forze sia vincente è un fine nobilissimo, ma al momento non mi pare se ne intuiscano ritorni immediati. Il che ovviamente non significa che racchiudere le forze che regolano l'universo in un pugno di equazioni non sarebbe una gran figata. Solo che in pochi pagherebbero di tasca loro fantastiliardi, peraltro a fronte di un elevatissimo rischio di fallimento, per sapere, che so? se tra qualche miliardo di anni l'universo collasserà o continuerà a espandersi e a divenare gelido. E in più, è roba su cui non può essere la concorrenza a decidere chi ha ragione... è qualcosa di simile a una specie di concorrenza monopolistica? :D

Ecco. Dopo la marea di boiate che ho scritto, nessuno mai più su questo blog mi prenderà sul serio! Ammesso che ciò sia mai successo. (Ed è tutta colpa tua, Andrea Moro!).

Magari cercherò tra i vecchi amici un fisico vero, per provare a risponderti! 

fatto è che da un certo punto in poi l'intuizione la si deve
buttare nel cesso, e tutto ciò che esiste in natura diventa solo
un pezzettino di formula matematica o un picco su un display. E'
un'idea che a un certo punto si deve accettare. Sarà un mio
limite, ma mi è sempre parso che chi riesca a trovare in tali
astrazioni qualcosa di immediato e immediatamente
accettabile(comprensibile (e ce ne sono) sia sostanzialmente un genio
e/o un alienato.

Mah, e' vero che la meccanica quantistica e' controintuitiva per uno che e' abituato a ragionamenti meccanici classici, pero' questa percezione e' dovuta soltanto al fatto che parecchi hanno problemi a pensare in termini probabilistici.

Resta il fatto che la meccanica quantistica e' la teoria scientifica piu' di successo come aderenza tra predizioni e osservazioni sperimentali, cosa che, come nota anche Peter Voit , manca del tutto alla teoria delle stringhe malgrado la correttezza formale e parecchia matematica rigorosa. Non a caso, Richard Feynman in una famosa intervista disse "string theorists don't make predictions, they make excuses".

Che alla fine e' il succo di qualunque teoria scientifica: non spiegare ex post, ma fare predizioni. Immagino pero' che qui sia un terreno scivoloso per chi si occupa anche di economia :-)

e' vero che la meccanica quantistica e' controintuitiva per uno che e'
abituato a ragionamenti meccanici classici, pero' questa percezione e'
dovuta soltanto al fatto che parecchi hanno problemi a pensare in
termini probabilistici

 

Ciò che dici è sicuramente vero per la meccanica quantistica non relativistica... ma quando si entra in seconda quantizzazione, quando si inizia a parlare di interazione debole, o quando si deve cominciare a pensare a particelle le cui proprietà sono descritte da numeri quantici incomprensibili (tipo: sinchè si parla di livelli energetici, spin o momenti angolari ok, l'intuizione non basta ma aiuta... ma i numeri quantici dei quark???) diventa un po' più complicato e non è solo questione di pensarla o meno in termini probabilistici.

C'e' sempre da imparare dagli economisti ...  Io conosco un altro testo di critica alla teorie delle stringhe, Peter Woit , "Not even wrong" (vedi anche il suo blog), ora ne conosco un secondo leggendo NFA.

Cerchero' di stimolare un mio collega che lavora sulle superstringhe perche' esponga il suo punto di vista. Come fisico sperimentale non mi sento molto competente: non saprei fare un conto che sia uno di teoria delle stringhe, e gia' sudo per fare i conti piu' semplici di QED (quantum electrodynamics, la parte piu' abbordabile del Modello Standard). La critica di base che viene fatta alle teorie delle stringhe e' che si tratta di speculazioni matematiche che non hanno realistiche prospettive di venire falsificate o confermate con esperimenti. Dal punto di vista della Fisica, effettivamente si tratta di una linea di ricerca discutiibile per questo motivo. Personalmente ritengo che la teoria stessa sia interessante come speculazione matematica, e che come tale potrebbe in futuro anche beneficiare la Fisica. Einstein nei suoi lavori esordisce sempre ringraziando il matematico Levi Civita che aveva elaborato la teoria dei tensori che poi Einstein stesso ha usato per formulare la Relativita' Ristretta e Generale, e dal punto di vista Fisico il lavoro di Levi Civita sarebbe stato discutibile prima dell'uso che ne ha fatto Einstein.

Inoltre va aggiunto che anche se dal 1975 circa disponiamo di una teoria fisica delle particelle e delle interazioni fondamentali, il Modello Standard, che ha uno straordinario successo e le cui predizioni vengono regolarmente confermate da ogni misura di precisione che siamo riusciti ad escogitare. Tuttavia tale teoria ha evidenti e conosciuti problemi a predire fenomeni ad energie piu' elevate di quelle finora investigate, e poi non esiste una teoria che combini la descrizione dei fenomeni gravitazionali, per cui vale la Relativita' Generale di Einstein, con la Meccanica Quantistica che sta alla base del Modello Standard.

Oltre ai problemi appena elencati, tutta la Meccanica Quantistica Relativistica che sta alla base del Modello Standard soffre di problemi di divergenze infinite che devono venir rimosse con procedure di rinormalizzazione, e tali divergenze sono in qualche modo collegate con la natura puntiforme delle particelle fondamentali.  Mentre e' possibile elaborare teorie predittive con tutte le divergenze rinormalizzate per 3 delle 4 interazioni fondamentali (forza elettromagnetica, debole e forte) non e' possibile (seguendo la via piu' immediata) elaborare una teoria rinormalizzabile che descriva e includa anche la forza di gravita'. Data questa situazione, e' abbastanza naturale speculare che particelle e interazioni debbano essere descritti matematicamente con una corda, cioe' un oggetto esteso, monodimensoinale, piuttosto che con un punto.

Il punto di partenza e' facile e intutivo.  Quando pero' si vuole trattare una stringa (=corda) nel contesto della meccanica quantistica relativistica accade di tutto. Si scopre che non e' possibile elaborare teorie sensate (che siano prive di divergenze e abbiano capacita' predittiva) in 3 dimensioni spaziali. Si scopre che sono necessarie 10 dimensioni (non ricordo se il tempo e' incluso) per avere una teoria di stringa sensata. In generale i calcoli in teoria delle stringhe sono complicatissimi e praticamente mancano predizioni che possano essere messe alla prova con esperimenti. La teoria delle stringhe appare in grado di combinare la gravita' con le altre forze, ma non esistono al momento esperimenti in grado di sondare dove la Relativita' Generale e il Modello Standard abbiano problemi a predire cosa accade.

Sulla deriva della fisica delle stringhe non sono competente a commentare. Posso solo dire che l'inizio delle loro speculazioni a me sembra giustificato. La fisica comunque non e' solo teoria delle strighe, quello e' solo un settore della fisica teorica delle particelle elementari. Molti fisici teorici usano il Modello Standard e studiano teorie che superano il Modello Standard ma non basate su stringhe (e quasi sempre senza ardire a includere la gravita'). C'e' scambio fruttuoso tra quest'ultima parte della fisica teorica e chi fa esperimenti sulle particelle elementari.  Certamente come in tutto il mondo ci sono problemi, tuttavia a me almeno sembra che vi sia un progresso costante anche se complicato dall'entita' dei finanziamenti necessari per gli esperimenti di avanguardia come LHC e dall'assenza di deviazioni significative rispetto alle predizioni del Modello Standard.

scusa, una curiosità matematica, che è al limite della banalità. Quando dici  " è abbastanza naturale speculare che particelle e interazioni debbano essere descritti matematicamente con una corda, cioe' un oggetto esteso, monodimensionale" lo intendi, "as opposed to" una cosa che ha dimensione zero (un punto)? Così si spiega anche la perplessità di Andrea nel post.

A proposito di libri divulgativi di fisica teorica e letture giuste, suggerisco vivamente "ABC of Relativity" di Bertrand Russell.

suggerisco "Che cosa è lo spazio ? Che cosa è il tempo ?" di Carlo Rovelli , tra l'altro amico di Smolin e abbondantemente citato del libro suggerito da Andrea.

Rovelli è uno dei "padri della "quantum loop gravity", teoria alternativa a quella delle stringhe e, al contrario di questa, potenzialmente verificabile. Si tratta di un libro di lettura assai agevole che, se io fossi un professore italiano in America troverei familiare.

Per chi invece vuole sentire una campana "pro-stringhe" suggerisco l'Universo Elegante di Green, già indicato di sopra.

Solo che mentre  il libro di  Smolin è, tutto sommato comprensibile anche da chi  - come me - è del tutto ignorante in materia, il libro di Green richiede molto più sforzo (detto in altri termini ho avuto difficoltà ad arrivare alla fine), soprattutto dal punto in cui  inzia a magnificare le possibili multidimensioni dell'universo e le teoria matamatiche connesse.

Segnalo solo che il seme inziale della teoria delle stringhe è nella intuizione del fisico italiano Gabriele_Veneziano

Io sono un profano interessato.

Per una divulgazione suggerisco i due libri di Greene, che è favorevole alla teoria e fa i salti mortali per cercare di spiegarla. Sono veramente libri molto buoni.

 Anche l'ultimo libro di Penrose (The road to reality) sembra buono ma non ho ancora avuto vacanze abbastanza lunghe da leggerlo.

 Greene sostiene che in realtà la teoria fa previsioni sperimentali, per esempio prevede l'esistenza di particelle - i partner supersimmetrici delle particelle esistenti - con massa superiore a quella rilevabile finora (e che potrebbero essere rivelate dall'LHC).

 Credo che giudicare una teoria solo dal giudizio di un suo critico feroce sia un po' pericoloso. 

Credo ci sia un video di Greene anche su TED e un documentario che potete trovare per i canali (ahem) "non ufficiali".

 

Greene sostiene che in realtà la teoria fa previsioni sperimentali, per
esempio prevede l'esistenza di particelle - i partner supersimmetrici
delle particelle esistenti - con massa superiore a quella rilevabile
finora (e che potrebbero essere rivelate dall'LHC).

Questa osservazione non mi sembra corretta, ma non ho letto direttamente Greene. La teoria che oggi funziona, il Modello Standard, descrive particelle e interazioni con campi corrispondenti a particelle puntiformi, e come ho scritto altrove ha problemi di divergenze specie legati alla gravita' ma non solo.

L'ipotesi che distingue la teoria delle stringhe dal MS e' la descrizione di particelle e interazioni con oggetti matematici corrispondenti a corde monodimensionali invece che con punti. Poi questa ipotesi di partenza viene elaborata con le tecniche delle teorie di campo della meccanica quantistica relativistica.

La supersimemtria e' un'altra ipotesi indipendente dall'ipotesi delle stringhe, secondo cui ogni particella conosciuta ha una particella speculare con spin (velocita' quantizzata di rotazione su se' stessa) che differisce di 1/2 del quanto fondamentale.  Ad oggi non abbiamo visto alcuna traccia di queste particelle supersimmetriche, che cerchiamo almeno dal 1989. Tuttavia la supersimmetria e' un completamento ideale del MS perche' cura le divergenze piu' immediate del MS (correzioni radiative alla massa del bosone di Higgs) e inoltre consente di ritenere che vi sia una grande unificazione delle costanti di accoppiamento forte, debole ed elettromagnetica ad energie molto lontane rispetto a quelle che possiamo esplorare. Ricordo che le costanti di accoppiamento debole ed elettromagnetica sono gia' state unificate nella teoria elettrodebole che e' incorporata nel MS gia' dal 1975 circa.

La supersimmetria (SUSY) puo' essere combinata col MS e prevede le particelle supersimmetriche che speriamo di scoprire con LHC. La supersimmetria puo' anche essere combinata con la teoria delle stringhe che quindi diventa delle superstringe. Anzi, direi che oggi la teoria delle stringhe e' praticamente solo quella delle superstringhe, anche perche' senza includere la supersimmetria - se capisco bene - la teoria di stringa sensata piu' semplice richiede 26 dimensioni invece di 10. Mentre MS+SUSY non ambiscono a incorporare la gravita', la teoria delle stringhe e delle superstringhe promette di poterlo fare.

La bottom line e' che le particelle SUSY sono previste dall'ipotesi che esista la supersimmetria, che e' un'ipotesi indipendente dall'ipotesi alla base della teoria delle stringhe, anche se la combinazione di stringhe con SUSY e' naturale e desiderabile. Come e' naturale e desiderabile la combinazione di MS+SUSY.

Per quello che capisco la maggiore predizione verificabile della teoria delle stringhe e' che dovremmo osservare delle deviazioni della relativita' generale a piccole distanze comparabili con le distanze sulle quali sono "arrotolate" le dimensioni dell'Universo che sono presenti nella teoria delle stringhe ma noi non vediamo perche' "arrotolate" su scala piu' piccola di quella che riusciamo a sondare.  Quali siano queste distanze la teoria delle stringhe non lo predice, per quanto so la loro scala naturale e' al di fuori di ogni realistica possibilita' umana di investigazione. Purtroppo.

Ho controllato e in effetti hai ragione. A pag. 195 dell'edizione italiana dell'Universo elegante:

"Anche se i partner supersimmetrici venissero scoperti, ciò non sarebbe una prova definitiva a favore della teoria delle stringhe. Come abbiamo visto, anche se la supersimmetria è stata scoperta studiando le proprietà delle stringhe, è stata inserita con successo nelle teorie che prevedono particelle puntiformi, e non è dunque una caratteristica speciale della teoria delle stringhe. [..] Detto questo, se le nuove particelle venissero davvero trovate, si tratterebbe certamente di una forte e incoraggiante prova a favore della teoria delle stringhe."

Dai alberto, chiedi al tuo amico. Sarebbe interessantissimo.

Questo di Alberto Bisin vince il premio come "commento più criptico dell'anno".

Cosa mai può aver spinto Bisin a commentare un articolo interessante, ma vecchi di quasi tre anni, e senza lasciare un commento di natura generale, ma invitando "Alberto" (Lusiani ?) a chiedere a un suo amico (chi, cosa ?).

Le possibilità sono due:

"Alberto" è apparso in sogno ad alberto bisin e gli ha parlato di questo amico (ma dato che c'era poteva anche dargli i numeri per il lotto)

la conversazione tra "alberto" ed alberto bisin è avvenuta in un'altra delle n-dimensioni ipotizzate dalla teoria delle stringhe e solo casualmente, per una distorsione spazio-temporale, si è intersacata col nostro post, creando così la - solo apparente - cripticità.

Tra un paio di anni avremo la risposta

Bello questo thread. Non lo avrei notato se non fosse stato per il commento
del Bisin...

Frequentando piu' o meno regolarmente il gruppo Usenet it.scienza.fisica
(ebbene si', i dinosauri non sono ancora completamente estinti...), questo dei
testi divulgativi e' un topic abbastanza frequente. Devo dire che i libri
(divulgativi) di Greene, Hawkings e compagnia sono in genere abbastanza
malvisti e peggio recensiti.

Il gruppo e' moderato e annovera tra i partecipanti accademici molto competenti
(Elio Fabri, Valter Moretti, Enrico Smargiassi...). Quindi, un primo filtro
assicura gia' un certo standard, poi aggiungendo anche il livello elevato dei
partecipanti, mi sembra un buon indicatore di affidabilita' (io almeno non mi
sono mai pentito dei suggerimenti seguiti, lo stesso potrei dire di NfA).
La "competenza" e' ovviamente un giudizio personale, ma non e' data da un banale
principio di autorita' bensi' dalla qualita' dei loro interventi che ho avuto
modo di apprezzare nel corso di circa una decina di anni.

Alcuni libri di stampo semi-divulgativo che invece hanno ottenuto il "placet"
dei guru di isf, sono "Filosofia della Fisica", a cura di Giovanni Boniolo (che
secondo Valter Moretti e' un vero e proprio libro di fisica, con solo qualche
accenno di filosofia). Vengono qui esposte in maniera succinta, forse troppo,
alcuni topics della fisica moderna: relativita', cosmologia, freccia del tempo,
meccanica quantistica e logiche quantistiche.

Il libro e' abbastanza "self-contained" nel senso che mi sembra abbordabile da
qualcuno con conoscenze solide di analisi. Alcuni complementi matematico-teorici
di base, necessari ad approfondire le questioni poste (algebra dei tensori o
teoria spettrale in spazi di Hilbert) sono presentati in sezioni a parte.
Tutto sommato una lettura (impegnativa) che ho trovato personalmente molto
stimolante, piu' per le domande che pone che per le risposte ancora di la' da
venire... Qui la table of contents e alcuni excerpt.

Per chi invece fosse interessato alla meccanica quantistica e ai problemi
epistemologici che essa pone, soprattutto riguardo questioni abbastanza
spinose come l'entanglement quantistico o le varie interpretazioni della teoria,
consiglio caldamente "Un'occhiata alle carte di Dio" di G. Ghirardi (questo
libro costituisce praticamente tutta la seconda parte del libro di Boniolo,
quasi un copia-incolla visto che e' curata dallo stesso autore, quindi chi non
fosse interessato alla relativita' ma solo alla MQ, non acquisti il libro
di Boniolo ma solo questo). Questo si legge che e' un piacere (attenzione pero',
un certo impegno e' sempre richiesto) e propone un percorso "storico" della MQ
e dei problemi che la ha accompagnata fin dalla nascita. Qui una recensione.

Poi, andando sul meno divulgativo e decisamente sul tecnico, un libro che ho
trovato molto chiaro per approfondire la struttura matematica della MQ e'
"Quantum Mechanics in Hilbert Spaces" di Eduard Prugovecki (anche esso
conosciuto tramite isf). E' un libro di matematica, non di fisica malgrado il
titolo (mi pare che alcune recensioni negative su amazon si basano proprio su
questo mispresent). Il pregio, come sottolineato una volta sempre da V. Moretti
su isf, e' che come prerequisito richiede solo conoscenze acquisite in un corso
standard di analisi II. Adesso si trova per la Dover (sempre sia lodata), quindi
e' a prezzo stracciato.

Voila' i miei due euro-cent.

(Ovviamente mi scuso con le persone citate se ho mal interpretato o riportato
non fedelmente il loro pensiero. Le mie affermazioni non intendono essere
un resoconto fedele delle loro affermazioni, ma sono attribuibili solo ad una
mia personale interpretazione basata su passati ricordi. Comunque basta cercare
vecchi post su isf per avere la fonte diretta).

"Filosofia della Fisica", a cura di Giovanni Boniolo (che
secondo Valter Moretti e' un vero e proprio libro di fisica, con solo qualche
accenno di filosofia

L'avevo segnalato anche io...e concordo su tutto, tranne sul fatto che sia un libro divulgativo...specie l'ultimo capitolo.

Di Boniolo ne segnalo un altro, uscito a Gennaio 2011 che è veramente bello secondo me: questo. Non parla di fisica però.

Anzi, quasi quasi lo recensisco su nfa.

Mah, se volevate farmi venire il mal di testa un sabato mattina (lavorativo, as usual), complimenti, ci siete riusciti...

Poi, leggere che c'è gente che non è Fisico Teorico, e si spupazza quel pò di roba, mamma mia! Ringrazio Daniele Condorelli per la segnalazione sul libro di B. Russel, L'ABC della relatività, che ho già letto, e mi ha fatto sentire meno idiota.

Ho realizzato però un punto: il libro di Smolin sembra essere un attacco al sistema di peer review, il sistema premiante per la ricerca in USA, ma leggo in uno dei commenti che sembra che Smolin lo faccia perchè segue una teoria alternativa e non ha fondi, o non ne ha abbastanza, e tutto questo mi sembra molto, molto umano, altro che venticinque dimensioni, o equazioni di Dio. Alla fine (sembra) è il solito problema: no money, no party.

premetto: non sono né un fisico né un matematico, ma un misero informatico (a Pisa, dove ho studiato, i docenti di matematica "prestati" a informatica ci consideravano, giustamente, una sorta di loro huxleyana sottorazza) quindi non entrerò nel merito di cose che vedo forse con un cannocchiale.

Quello di cui mi interesso, in effetti è, citando Douglas Adams, la vita l'universo e tutto quanto, cercando di avere la sua stessa leggerezza e credo di aver imparato da lui che sul tema sia saggio farsi "la domanda", ma che solo gli idioti hanno "la risposta", in questo confortato da vari teoremi matematici che non cito per non fare figuraccie più che per non sembrare un saccente, che ci spiegano come non sia possibile spiegare completamente un sistema dall'interno del sistema stesso (a meno che non sia un sistema banale).

Questo per dire che a certi estremi della scienza (la fisica sub-atomica come la cosmologia) le nostre capacità concettuali dimostrano tutti i loro limiti e pensare di trovare dei riscontri sperimentali potrebbe essere velleitario.

Già sostenere che si "capisce" la quarta dimensione mi pare un po' pretenzioso: mentre possiamo percorrere le tre dimensioni canoniche (h, l, w) in entrambe le loro direzioni, la quarta la percorriamo in una sola direzione, ma di questa anomalia, che probabilmente è solo una nostra limitazione, facciamo finta di non accorgerci.

Da quanto sopra avrete capito che secondo me la ricerca pura ha sempre senso: anche quando sembra non portare da nessuna parte in effetti da qualche parte ci porta (il concetto di spazio e di movimento al suo interno è comunque un concetto relativo), inoltre la storia della ricerca ci insegna che il confine tra visionari e geni è spesso sottile e determinato dal contesto culturale.

Concludo associandomi a quanto dicono marcospx e alberto lusiani, e spendo anche io un piccolo consiglio letterario, un piccolo saggio divulgativo (un po' datato), scritto con il tipico brio dei divulgatori americani che ne rende sempre piacevole la lettura, da prendere ovviamente cum granu salis:

Il tao della fisica, Fritjiof Capra, in italia per Adelphi

Altro riferimento valido (ma non particolarmente originale) è "Thirty years that shook physics" di Gamow.

Ho da molti anni come interesse personale quello di leggere saggistica relativa alla fisica teorica.

Non ho letto il libro di Smolin ma solo una sintesi del suo pensiero trovata online e, detto in modo simpatico, mi pare che pure lui sia caduto con questo testo nella stessa 'trappola' per così dire nella quale ho notato in passato sono caduti sia molti suoi colleghi, sia molti divulgatori scientifici.

Mi spiego meglio: nel corso degli anni mi sono trovato a leggere su libri diversi le spiegazioni più estrose del cosa potesse essere veramente la realtà dal punto di vista fisico, un caso emblematico è il libro di F. Tipler, che per inciso apprezzo assai come mente pensante, e che è davvero un vero e stimato professore di fisica teorica, il quale arriva alla conclusione che nel lontano futuro verremo tutti replicati in modo sintetico dai supercalcolatori che a quel punto avranno colonizzato l'universo. Il libro si chiama "La Fisica dell'immortalità" Mondadori editore.

La cosa interessante è che riesce a darne quasi la dimostrazione 'certa' tanto è vero che il redattore del Cicap (che notoriamente stronca tutto e tutti ) è costretto a qualificarlo come un testo 'interessante'.

Ed ha ragione perchè in effetti è un testo davvero interessante anche se a prima vista può apparire 'irreale' tutto ciò che lui scrive. Ma non lo è perchè il suo ragionamento ha almeno una possibilità su infinito di dimostrarsi valido nel lontano futuro.

Ho usato questo esempio per dire che pure Smolin come molti altri, secondo me, è costretto a prendere una posizione, a farsi una sua idea, su un qualcosa che al momento in realtà ci è  sconosciuto.E sul quale possiamo fare solo ipotesi. Smolin infatti ha le sue ipotesi: non crede al Big Bang, crede al Big Bounce ed all 'universo fecondo'. Teoria bella anche in senso umanistico a mio avviso. Ma è solo una ipotesi. Al pari del Big Bang che a tutt'oggi non è stato dimostrato scientificamente. Al pari della altra nuova ipotesi che ho fatto io nel mio romanzo uscito recentemente in vendita dove spiego in che modo secondo me sarebbe nata la realtà.

Per inciso: credo sia possibile ciò che ho scritto, perchè alcune equazioni di fisica teorica non vietano ciò che affermo nel romanzo, però al momento pure la mia è solo una ipotesi anche se io la credo totalmente possibile e più vera di altre, dato che i tachioni di cui parlo nel romanzo, e che mi pare sembrano illogici a Smolin, appaiono invece regolarmente in varie equazioni di fisica teorica, incluse quelle di stringa beta appunto.

Questo per dire una cosa: la fisica moderna sta veramente ( è un parere personale ovviamente ma del quale sono intimamente convinto ) per arrivare ad un nuovo 'approdo', a una nuova terra intesa come ad un nuovo modello 'teoretico'. Il libro di Smolin è sicuramente un ottimo esempio di un pensatore brillante, di una persona considerata giustamente importante nella comunità ntellettuale americana e scientifica, che cerca di contribuire ad arrivare a capire, lui incluso, ciò che oggi ci appare 'incredibile' appunto, ossia in particolare la realtà della microfisica per come essa appare oggi al nostro 'buonsenso'.

 Io sono del parere che, purtroppo e per fortuna al tempo stesso, il nostro buonsenso non possa reggere il confronto con la natura fisica di tutta la realtà, sia quella micro che quella macro che sta attorno a noi, e che probabilmente al Cern di Ginevra entro 2 anni massimo 3 vedremo verificare o morire tantissime ipotesi oggi esistenti attorno alla vera 'natura fisica' della realtà, ed avvicinare anche la comprensione delle cosidette 'superstring theories', delle quali Smolin è scettico.

 

 

Sono un fisico teorico, che si occupa anche di "string phenomenology", ovvero un tentativo (forse inutile...) di trovare segnature sperimentali di alcuni modelli di stringa (in molti casi bisognerebbe dire più correttamente string inspired). Tutte le questioni che avete sollevato meriterebbero una discussione approfondita. Non ultima, la funzione di libri divulgativi come quelli di Smolin e Greene. In quest'ultimo caso mi riservo di tornare in seguito spiegando perché libri come "L'universo elegante" siano sostanzialmente inutili se non palesemente fraudolenti. Incidentalmente alcune di queste argomenti potrebbero rendere inutile anche questo mio post...

Riguardo le questione delle dimensioni extra dello spazio-tempo delle teorie di stringa, il loro numero è determinato univocamente dai requisiti di consistenza della teoria: D=26 per le teorie di stringa bosonica e D=10 per le teoria di superstringa (ovvero teorie supersimmetriche).

In particolare le teorie di superstringa contrendo i fermioni sono buone candidate per descrivere il nostro universo (i quark e gli elettroni di cui siamo composti sono fermioni). Esistono cinque teoria di superstringa consistenti, che però si congettura (e qui arrriva la parte interessante) siano legate da trasformazioni di dualità e quindi alla fine equivalenti. Per esempio una di queste teorie debolmente accoppiate, in cui cioé è "facile" fare calcoli con un approccio di teoria delle perturbazioni, sarebbe equivalente al regime di accoppiamento forte di un'altra delle cinque teorie. In altri termini esse descriverebbero la stessa "fisica" (ma forse non certo quella del nostro mondo).   

Appena avrò tempo, posto anche il mio post avrà avuto feedback, mi riprometto di cercare, con tutti i limiti del caso, di approfondire alcune questioni. 

commento interessante, spero ci ritornerai un futuro. nel frattempo quali sono, a tuo parere, dei buoni testi divulgativi?

A mio avviso, un buon libro da cui partire per avere una panoramica, non esaustiva ovviamente, della fisica teorica delle interazioni fondamentali è il libro di Penrose "The Road to Reality" (penso che esista anche un'edizione in italiano). Penrose cerca, per quanto possibile, di introdurre in maniera corretta molte importanti strutture matematiche necessarie per comprendere i modelli teorici. Il problema è che il libro è enorme, circa 1000 pagine, e molti capitoli sembrano altrettanti vasi di Pandora pronti ad esplodere! Ribadisco che il compito di divulgare queste parti della fisica è titanico, quindi alla fine sono necessari molti compromessi per scrivere un opera del genere. Ritengo che Penrose abbia almeno provato a non compromettere un certo "rigore" necessario.  

Penso che il libro di cui parli sia questo:

 http://www.anobii.com/books/La_strada_che_porta_alla_realt%C3%A0/9788817012331/01fbcc8ddee186936c/

 visto in libreria poco tempo fa, in effetti stuzzica, mi sa che lo compro :-)

Non hai tutti i torti, la scorsa settimana avevo chiesto ad un amico di
parlarmi delle ultime teorie sull'universo e la fisica e dopo 10 minuti
gli ho chiesto se èra diventato un teologo.Mi ha detto che francamente
non ci capisce più nulla neppure lui e anzi è tutto così insostenibile.
Abbiamo bisogno di un nuovo Galileo.

Scrive  andrea moro,
Ho provato per la terza volta nella mia vita a leggere un
libro divulgativo di fisica teorica

 

… mi permetto, ma credo sia sempre meglio leggere quantomeno
un manuale rigoroso per provare a capire un certo argomento…. Riguardo la
valenza dei libri divulgativi sono d’accordo con Frenckle… immaginiamo cosa
possa capire e che idea della disciplina si potrebbe fare un matematico o un
fisico che cerchi di comprendere la microeconomia da un libro diciamo di
Tremonti anzicchè dal manuale di MasColell et alii…

 

Ancora Moro: “Insomma, ciò che rimane dalla lettura del libro, da
economista, è una minore deferenza verso le cosiddette "scienze
pure". Non che ne avessi molta, ma insomma quando si viene trattati in
continuazione da scienziati di serie B si rischia di finire per crederci
.”

 

… anche qui mi permetto di dire che gli economisti sono
scienziati spesso di serie T (altro che B), la maggior parte di noi (l’85%??) non
va oltre l’ottimizzazione statica e fatica a dire che differenza c’è fra un
teorema e un ananas…

 

Dice Dr Gonzo: “Da quanto sopra avrete capito che secondo me
la ricerca pura ha sempre senso: anche quando sembra non portare da nessuna
parte in effetti da qualche parte ci porta (il concetto di spazio e di movimento
al suo interno è comunque un concetto relativo), inoltre la storia della
ricerca ci insegna che il confine tra visionari e geni è spesso sottile e
determinato dal contesto culturale
”.

 

Sottoscrivo in pieno… si vede che il ns Gonzo è un informatico
che si è formato a Pisa e non un economista… Porto un esempio. Un suo illustre
collega di università oggi prof a Varese ha ottenuto nei suoi lavori una serie
di risultati sulle matrici di Toeplitz apparentemente assolutamente inutili,
salvo, dopo qualche anno, risultare essere algoritmi essenziali per le
trasmissioni via satelliti… forse quello che oggi ci sembra il delirio
metafisico delle super-stringhe un giorno cambierà anche il modo di fare fisica
applicata e/o magari fornirà qualche strumento in più per interpretare la
complessità economica

Ciao Andrea.

Alcune cose da profano.

1) Pensare di capire teorie fisiche riportandone il significato tecnico, o matematico, nel campo del linguaggio ordinario, mi sembra assai difficile e francamente poco interessante. In passato ci avevo provato anche io con il celebre Gilmore, Alice nel Paese dei Quanti, Cortina Editore. Il libro è tutto un tentativo di spiegare, in questo caso, la fisica quantistica con scenari tipici della vita quotidiana...creando tutta una serie di paradossi e sorprese che non divulgano nulla, perchè alla fine sono metafore letterarie costruite su ipotesi di lavoro scientifico. Inoltre il fatto che io non mi riesca a capacitare di 10-100-1000 dimensioni non dovrebbe, penso, crearmi problemi...io non riesco a capire cose nemmeno più banali quali il fatto di un nucleo atomico con uno sciame di particelle che ci ruota attorno.

2) Penrose, ma anche Hawking quello dei buchi neri, secondo me stanno approfittabdo di un mercato editoriale e non stanno facendo buona divulgazione: lo prova tutto quest'uso di iperboli ed esempi che volendo intrigare il lettore, facendogli capire l'aderenza possibile alla realtà di ogni giorno di certi astrusi concetti teorici, finiscono per rendere tutto paradossale incredibile e fumoso...tutto poi perchè vogliono riportare questioni complesse all'ambito di esperienze quotidiane, una cosa di cui non vedo, talvolta, la necessità. Nella vicenda Sokal, con il libro http://www.garzantilibri.it/default.php?page=visu_libro&CPID=842 Imposture Intellettuali, si vede bene cosa succeda quando senso e significato tecnico sono usati al di fuori del contesto originario...inoltre tali tentativi, chissà perchè, portano sempre a mettere in discussione la validità di una disciplina scientifica. Per la cronaca il primo, che io sappia, che ha sfruttato la scienza, biologia e cosmologia, in funzione metaforica e poi subdolamente antipositivista è stato il filosofo Nietszche.

3)

 Insomma, ciò che rimane dalla lettura del libro, da economista, è una minore deferenza verso le cosiddette "scienze pure". Non che ne avessi molta, ma insomma quando si viene trattati in continuazione da scienziati di serie B si rischia di finire per crederci.

Mi stupisce che tu usi un libro divulgativo per dubitare della bontà della fisica come scienza dura: gli elementi che porti mi sembrano troppo pochi per giungere a conclusioni simili. Se poi vuoi trovare conforto a quanto pensi, leggi pure il libro di Zichichi, Perché io credo in colui che ha fatto il mondo. Tra fede e scienza....è stato anche presidente dell'Associazione dei Fisici Italiani...uno così, capisci, un madonnaro che ne dici e ne fa di tutti i colori. Tra l'altro anche lui la domenica mattina aveva una rubrica fissa in cui spiegava, demagogicamente, perchè la termodinamica ci permette di cuocere gli spaghetti (giuro che non invento). Ma quella di Zichichi è una piccola pecca che la comunità dei Fisici italiani possono vedersi perdonata, in quanto sono la comunità accademica più pulita e meno corrotta d'Italia, oltre ad avere standard internazionali che certe discipline accademiche italiane neppure sanno cosa sia. ( Di questa affermazione sui fisici italiani esiste bibliografia non di parte-io non sono un fisico, almeno non di formazione e neanche come prestanza. :-) )

4) C'è una corrente pedagogicqa che considera la divulgazione il viatico necessario per poter interessare verso le scienze cosiddette dure: chimica, fisica e matematica, soprattuto i giovani. Per esperienza io direi che invece di pubblicare libri divulgativi è più semplice e dignitoso creare incentivi monetari perchè i giovani studino discipline che sono davvero estranee e ostiche. Sokal, nel libro già citato, dice proprio che la matematica è autoritaria (per come è insegnata) e non c'è verso di dire che è più carina se scopri che il telefonino funziona grazie a modelli matematici inventati da un oscuro matematico. Le scoperte scientifiche e tecnologiche, benchè si affermi il contrario, non diventano mai dei classici, come il partenone o i quadri di botticelli ( e lo dico da scientista positivista). Se si scopre il modello matematico che ci consente di avere il cell con capacità tecniche innovative incassiamo e dimentichiamo molto velocemente, esattamente come quando trovato un vaccino, foss'anche per l'AIDS, in qualche generazione ci dimentichiamo di tutto il lavoro fatto per trovare il vaccino stesso. Dico questo perchè ho colleghi matematici all'università che quando mi parlano si lamentano di essere visti come persone inutili: e allora dai con l'idea del calcolo essenziale per i telefoni e così via. Ma è chiaro, almeno per me, quella non è la strada per diffondere i lumi della scienza...idem per la divulgazione.

5) A naso quello che dici potresti risolverlo con queste letture, che io ti consiglio molto vivamente, niente divulgazione però ma filosofia della scienza al massimo livello...fisici e filosofi che conosco e sono serissimi: http://tecalibri.altervista.org/B/BONIOLO-G_fisica.htm.

Più semplice, ma sempre scritto da un fisico e da una logica, vedi toraldo di Francia, Introduzione alla filosofia della scienza (con Maria Luisa Dalla Chiara), Laterza, 2000.

Entrambi sono libri molto rispettosi del metodo scientifico e tecnicamente informati...ma il primo è di gran lung ail migliore.

Spero che il mio sfarfallare non abbia dato fastido, anche perchè, secondo un'altra teoria un tempo molto alla moda, la teoria del caos, uno sfarfallamento (o un battito d'ali di farfalle) in Italia può produrre uragani in brasile e giramenti di palle ai redattori di NFA.

 

Insomma, ciò che rimane dalla lettura del libro, da economista, è una minore deferenza verso le cosiddette "scienze pure". Non che ne avessi molta, ma insomma quando si viene trattati in continuazione da scienziati di serie B si rischia di finire per crederci. 

Mi stupisce che tu usi un libro divulgativo per dubitare della bontà della fisica come scienza dura: gli elementi che porti mi sembrano troppo pochi per giungere a conclusioni simili. 

Mi hai un frainteso, non voglio dubitare della bonta' della fisica, voglio che i fisici non dubitino della bonta' dell'economia quando, alla fin fine, il metodo non sembra essere poi tanto diverso. 

Andrea Moro scrive: "Mi hai un frainteso, non voglio dubitare della bonta' della fisica,
voglio che i fisici non dubitino della bonta' dell'economia quando,
alla fin fine, il metodo non sembra essere poi tanto diverso
".

 **********************

...di fatto non dubitano della bontà dell'economia, ma degli "economisti", ritenendo, non a torto, che "l'economia è troppo complicata per lasciarla agli economisti"...

A mio avviso, le persone non dubitano ne dell'economia, ne degli economisti veri, ma dubitano di alcuni nuovi 'strumenti finanziari' il cui risultato finale si rivela talvolta assai piu incerto di come non viene proposto inizialmente dal 'promotore finanziario sui generis' di turno, che spesso ovviamente non è preparato come può esserlo un vero economista, e anche di alcuni bilanci che si rivelano poi totalmente 'sballati'; mi riferisco al caso Parmalat, dove figuravano se non ricordo male i giornali dell'epoca, alcuni miliardi di euro depositati presso un conto inesistente.  Per me l'economia è una scienza vera, al pari della fisica o della medicina.   

Di storie simili alla teoria delle stringhe o meglio brane ne è piane la tormentata evoluzione della Fisica. le ipotesi sono ardite e la teoria, pur mostrando alcune aspetti della realtà sempre più lontani dal senso comune, risponde ad alcune risposte a cui il Modello standard e la supersimmetria non rispondono. Ognuno è libero di fare sensazione con libri o libelli,  l'acceleratore di Ginevra fra un anno avrà dato alcune risposte "SPERIMENTALI" e quindi avrà sancito forse il successo della teoria o il suo abbandano accanto alla matrice S , l'etere e tante altre falsificate da esperimenti probanti.

Stringhe e superstringhe? Bella roba, ma, purtroppo (per chi le ha inventate), pare che non possano essere misurate e, pertanto, non hanno oggettività scientifica

pare che non possano essere misurate e, pertanto, non hanno oggettività scientifica

 

Sbagliato.

Tanto per dire si cercano anche stringhe cosmiche nella radiazione di fondo o nel visibile.

Inoltre al CERN si cercano eventuali segnali (improbabili) di dimensioni compattificate "grandi".

E per finire la teoria delle stringhe e' praticamente l'unica teoria che conosciamo che da' una descrizione microscopica dell'entropia dei buchi neri: questo e' equivalente nel caso dei gas di avere una descrizione microscopica della legge dei gas che si conosceva gia' prima della teoria atomica.

Mi permetto di correggerti solo per far capire che purtroppo molti risultati ben noti sono over-hyped nella comune divulgazione. Purtroppo questi claim hanno spesso radici nella sociologia della scienza.

Tanto per dire si cercano anche stringhe cosmiche nella radiazione di fondo o nel visibile.

In generale quando si parla di stringhe cosmiche non ci riferisce alle cosidette (super)stringhe fondamentali (ovvero quelle che descrivono le quattro interazioni fondamentali), ma ai cosiddetti difetti topologici su scala cosmologica che si possono essere originati nei primi istanti di vita dell'universo. In altri termini un eventuale scoperta di questi oggetti non avrebbe sostanziali implicazioni sulla teoria delle stringhe fondamentali.

Inoltre al CERN si cercano eventuali segnali (improbabili) di dimensioni compattificate "grandi".

Anche questo non sarebbe un segno sperimentale distintivo, infatti molti dei modelli che vengono considerati non si sa se siano realizzabili in maniera consistente all'interno della teoria. Per spiegarlo dovrei però entrare nei dettagli tecnici, in particolare associati ad uno dei problemi "patologici" in teorie delle stringhe, ovvero quello che viene chiamato il landscape (i "vuoti" della teoria sono circa 10^500!).

E per finire la teoria delle stringhe e' praticamente l'unica teoria che conosciamo che da' una descrizione microscopica dell'entropia dei buchi neri: questo e' equivalente nel caso dei gas di avere una descrizione microscopica della legge dei gas che si conosceva gia' prima della teoria atomica.

Anche in loop quantum gravity esistono dei risultati analoghi:

Black hole entropy in loop quantum gravity.
Krzysztof A. Meissner (Warsaw U.) . Jul 2004. 10pp.
Published in Class.Quant.Grav.21:5245-5252,2004

ed inoltre i calcoli di cui parli in teoria di stringhe non funzionano per i buchi neri "usuali" in quattro dimensioni, ma solo per una classe ristretta di buchi neri.

 

 

Mi permetto di correggerti solo per far capire che purtroppo molti risultati ben noti sono over-hyped nella comune divulgazione.

Questo e' l'unico vero problema delle stringhe: vi sono alcune persone che l'hanno venduta come se fosse una teoria matura e finita ed hanno denigrato le altre.

Rimane cmq il fatto che imho e' il miglior candidato per la TOE (tanto per esser modesti...)

(i "vuoti" della teoria sono circa 10^500!).

Potrebbero esser di piu' siccome questi sono solo i vuoti in una classe di soluzioni. Pero' il conteggio e' fatto supponendo una densita' uniforme di teorie nello spazio dei parametri e potrebbe esserci qualche dualita' che le collega. Detto cio', e' vero che per ora sembra che ci si stia allontanando dalla speranza originale di trovare "il vuoto" pero' la teoria e' ben lontana dall'esser completamente capita.

Anche in loop quantum gravity esistono dei risultati analoghi:

Vero pero' mi risulta che non funzioni per tutti i valori del parametro di Immirzi che dovrebbe esser solo un modo di fissare il gauge. Cmq benvengano altre teorie.

Andrea, leggo solo ora questo articolo, e solo grazie a qualche commento postato oggi. Sono cose di cui mi sono occupato per il mio PhD - in algebra "applicata" alla teoria delle (super)stringhe (le virgolette sono d'obbligo). Il problema, mi pare, sia che in una certa misura questa non e' fisica. Non c'e' modo di sperimentare, o quasi. Tanto che i risultati piu' interessanti della teoria si trovano in matematica. Ad esempio, la TdS ha risolto problemi classici di geometria algebrica del tipo "quante curve piane di grado n passano per 3n-1 punti?". Non e' un caso che un numero enorme di medaglie Fields siano state date negli ultimi 25 anni a gente che fa ricerca sugli aspetti matematici della TdS (Witten, Borcherds, Kontsevich, per dire i primi tre che mi vengono in mente), ma che nessuno stringhista abbia preso un Nobel. Mi informo se ci sono libri divulgativi dal lato della matematica.

ho letto solo adesso questo tuo post e vorrei solo commentare l'hype che viene comunemente fatto sulla medaglia Fields del 1990 di Witten (ma anche di altri sui quali spero di poter ritornare), conferita per il lavoro sui polinomi di Jones in connessione ad una teoria di campo conforme bidimensionale (il cosiddetto modello di WZW). Il risultato è dunque palesemente associato ad una teoria di campo: nel lavoro di Witten non c'è una singola parola riguardo le teorie di stringa. Applicazioni alla teoria di stringa sono state trovate solo successivamente, circa una decina di anni dopo.

Un link interessante che riassume brevemente la vicenda è

http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=99

La teoria delle superstringhe presuppone un livello di conoscenze, e ancor di più una maturità, molto al di la del curriculum di un economista, specie si quella di  sedicenti "matematici" che scrivono su riviste di teoria dei giochi o della decisione.

 Se ti interessa avere una idea di cosa sia la fisica teorica, e penso che sarebbe molto bene se anche gli economisti la avessero, ti consiglierei questo libro, a livello di primo anno di laurea breve, di 150 pagine e in formato elettronico gratuito. https://archive.org/details/Mechanics_541 . Per capire cerca di fare gli esercizi, è essenziale; in matematica e fisica, come in musica, non conta tanto quello che sai ma quello che sai fare. In bocca al lupo! 

sheldon?

dragonfly 8/10/2014 - 13:36

Long-Term Capital Management, (LTCM for Dummies). Members of LTCM's board of directors included: Myron Scholes, + Robert C. Merton (who shared the  Nobel Memorial Prize in Economic Sciences for a "new method to determine the value of derivatives" - and here, I do start laughing)...plus  a bunch of Salomon Brothers chaps.

The hedge fund was then established with an initial capital of $4,000 million....

But they did not talk about what would have happen if markets did not converge or revert to the blissful equilibrium state (what a magic  enchantment, here...)

 leverage up to 25 times (to start with)  and We can pass over further details.

to me: How can I gauge the ..'.diameter' of an amortizing swap?

ΠΑ ΒΩ ΚΑΙ ΧΑΡΙΣΤΙΩΝΙ ΤΑΝ ΓΑΝ ΚΙΝΗΣΩ ΠΑΣΑΝ...Give me a place to stand and with a lever I will move the whole world.....meglio se una leva > 25


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