The Admiral of the String Theory Wars

Παρακολουθώντας τον Peter Woit να κάνει διάλεξη για την κβαντική μηχανική σε μια τάξη στο Πανεπιστήμιο Κολούμπια—μιλώντας χαμηλόφωνα, πατώντας εξισώσεις σε έναν πίνακα—είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς γιατί ένας φυσικός του Χάρβαρντ κάποτε τον συνέκρινε δημόσια με έναν τρομοκράτη και ζήτησε τον θάνατό του.

«Ανησυχούσα», είπε η επί χρόνια φίλη του Woit, η Pamela Cruz. "Ο ύπνος χάθηκε."

Έγκλημα Woit; Ένα ιστολόγιο και ένα βιβλίο, που ονομάζονται και τα δύο Not Even Wrong μετά από μια διάσημη ακμή που χρησιμοποίησε για πρώτη φορά ο φυσικός Βόλφγκανγκ Πάουλι. Ο Woit το χρησιμοποιεί ενάντια στη θεωρία χορδών, αυτόν τον πιο διάσημο υποψήφιο για το ιερό δισκοπότηρο της φυσικής:μια «Θεωρία των πάντων» που θα ενώσει τις δύο θεωρίες που χρειάζονται επί του παρόντος οι φυσικοί για να περιγράψουν το σύμπαν.

Η πρώτη από αυτές είναι η κβαντική θεωρία πεδίου, η οποία καλύπτει τον υποατομικό τομέα, τη συμπεριφορά των στοιχειωδών σωματιδίων και τρεις από τις τέσσερις δυνάμεις της φύσης. Η δεύτερη είναι η γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν, η οποία εξηγεί την τέταρτη δύναμη, τη βαρύτητα, που σχετίζεται μόνο σε πολύ μεγαλύτερες κλίμακες. Δυστυχώς για τους φυσικούς, αυτές οι δύο θεωρίες είναι λογικά και μαθηματικά ασυμβίβαστες. Η θεωρία χορδών προτείνει να λυθεί αυτό το πρόβλημα αντικαθιστώντας τα στοιχειώδη σωματίδια με χορδές ως τα πιο θεμελιώδη αντικείμενα της φύσης.

Η Woit δεν το αγοράζει.

«Αυτό γίνεται όλο και πιο εξωφρενικό, αυτό γίνεται απλώς γελοίο», θυμάται ο Woit να σκέφτεται τη θεωρία χορδών το 2004, όταν ξεκίνησε το blog. «Υπάρχει αυτή η τεράστια δημόσια προώθηση της θεωρίας και υπάρχουν όλα αυτά τα πράγματα για το πόσο υπέροχη είναι η θεωρία χορδών…» Ο Γουόιτ κάνει μια παύση, κουνάει το κεφάλι του και γελάει με δυσπιστία. Το 2004 η θεωρία χορδών ήταν ένα καυτό ερευνητικό θέμα για 20 χρόνια και «πραγματικά δεν ήταν λειτουργεί."

Το σημαντικό παράπονο του Woit σχετικά με τη θεωρία, τότε και τώρα, είναι ότι αποτυγχάνει να κάνει ελεγχόμενες προβλέψεις, επομένως δεν μπορεί να ελεγχθεί για σφάλματα - με άλλα λόγια, ότι "δεν είναι καν λάθος". Σε αντίθεση με τη γενική σχετικότητα, για παράδειγμα, η οποία επέτρεψε στον Αϊνστάιν να προβλέψει, μεταξύ άλλων, τον βαθμό στον οποίο το φως ενός αστεριού εκτρέπεται καθώς περνάει από τον ήλιο. Αν οι μετρήσεις αυτού του αποτελέσματος δεν συμφωνούσαν με την πρόβλεψη του Αϊνστάιν, η γενική σχετικότητα θα είχε διαψευσθεί. Αυτή η παραποιησιμότητα είναι ένα ευρέως αναφερόμενο κριτήριο για το τι συνιστά επιστήμη, μια προοπτική που συνήθως αποδίδεται στον φιλόσοφο Karl Popper. Επιπλέον, η γενική σχετικότητα πήρε στον Αϊνστάιν μόνο 10 χρόνια. Η θεωρία χορδών έχει πάρει πάνω από 30 μέχρι στιγμής.

Το δευτερεύον παράπονο του Woit είναι αισθητικό. Αυτός, όπως πολλοί φυσικοί, αντιλαμβάνεται μια περίπλοκη ομορφιά στα μαθηματικά που κρύβεται πίσω από επιτυχημένες φυσικές θεωρίες όπως του Αϊνστάιν. Αντίθετα, λέει ο Woit, τα μαθηματικά της θεωρίας χορδών είναι «ένα άθλιο χάος».

Έτσι, το ιστολόγιό του καταδικάζει συστηματικά τη θεωρία ως «αποτυχία» και αποδοκιμάζει τη «μοναδικότητα», τη «μανία» και την «αλαζονεία» των φυσικών που προωθούν την υπόσχεσή της. Έχει παροτρύνει δημόσια υπηρεσίες όπως το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών να μειώσουν τη χρηματοδότηση της θεωρίας χορδών. Η αντίδραση της κοινότητας είναι ξεκάθαρα εμφανής στο Διαδίκτυο, όπου αποκαλείται «ανίκανος, διψασμένος για εξουσία… ανόητος» και «τραύλοντας αρχηγός» ένοχος για εγκλήματα εξίσου ευκαταφρόνητα όπως αυτά του Οσάμα Μπιν Λάντεν.

Στο στενό γραφείο του στην Κολούμπια, όπου κάθε ίντσα τοίχου καλύπτεται από βιβλία και κάθε επιφάνεια είναι στοιβαγμένη με χαρτιά, ο Γουόιτ πηδά από την καρέκλα του, σηκώνει τα χαρτιά από ένα τραπέζι και σκαρφαλώνει από πάνω του για να τραβήξει το αντίγραφό του του Εισαγωγή στις αστρικές ατμόσφαιρες και εσωτερικούς χώρους από ένα ράφι. Ξεφυλλίζει τις σελίδες για να βρει τις πραγματικές εξισώσεις που τον τράβηξαν στη φυσική. «Είναι ότι υπάρχει κάποιο είδος σχεδόν εντελώς εξωγήινη και μυστικιστική βαθιά κατανόηση του κόσμου που παίρνουν αυτοί οι άνθρωποι», λέει. "Αλλά είναι πραγματικά πολύ ακριβές και ελεγχόμενο και είναι πραγματικά πραγματικό."

Στο γυμνάσιο στο Ντάριεν του Κονέκτικατ, χρησιμοποίησε ένα τηλεσκόπιο στην πίσω αυλή για να κοιτάξει τα αστέρια και άρχισε να ασχολείται με τη φυσική με αυτόν ακριβώς τον τόμο, και άλλα παρόμοια βιβλία. «Πραγματικά γοητεύτηκα προσπαθώντας να μάθω για αυτά τα αστέρια», θυμάται. "Υπάρχουν αυτές οι μυστηριώδεις εξισώσεις που σας λένε πώς λειτουργεί ένα αστέρι."

Ήταν πάντα εξαιρετικός μαθητής. Ο πατέρας του ήταν δικηγόρος με εκπαίδευση στο Χάρβαρντ. η μητέρα του ζωγράφιζε αφηρημένη τέχνη. Ενθαρρυμένος από τους γονείς του, ο Woit απέκτησε πτυχίο και μεταπτυχιακό στη φυσική στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και διδακτορικό στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. Αλλά ενώ έκανε μεταδιδακτορικό στο State University of New York, Stony Brook, ξέφυγε από τη συμβατική πίστα της φυσικής.

Είχε φτάσει το 1984, την αρχή αυτού που οι φυσικοί αποκαλούν τώρα την «πρώτη επανάσταση χορδών»:μια σειρά από μαθηματικές ανακαλύψεις που μετέτρεψαν πολλούς φυσικούς στην πίστη στη δυνατότητα της θεωρίας χορδών να είναι το καλύτερο και το τέλος όλων των θεωριών της φυσικής. . Ακολούθησε μια μαζική μετανάστευση ερευνητών σε έργα που στόχευαν στην εμπέδωση της θεωρίας.

Όμως ο Γουόιτ, ανοσία στη γοητεία της θεωρίας από την αρχή, αρνήθηκε να ακολουθήσει το πλήθος και αντ' αυτού εργάστηκε σε άλλα θέματα. Και αυτό δυσκόλεψε ακόμη περισσότερο την εύρεση εργασίας σε έναν ήδη ιδιαίτερα ανταγωνιστικό τομέα.

«Κανείς δεν επρόκειτο να σε προσλάβει», λέει, «στο μαθηματικό τέλος της φυσικής εκτός από το να κάνεις θεωρία χορδών σε εκείνο το σημείο». Αλλά φαινόταν «κάπως άσκοπο», λέει, «να πάτε να δουλέψετε σε κάτι στο οποίο δεν πιστεύετε πραγματικά». Ο Γουόιτ γελάει ένα απίστευτο γέλιο. «Γιατί να ασχολούμαι με αυτήν την επιχείρηση; Γιατί να μην πάτε σε άλλη επιχείρηση;»

Μεταπήδησε από τη φυσική στα μαθηματικά, φτάνοντας από μια απλήρωτη θέση στο Χάρβαρντ και έγινε καθηγητής μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο Tufts και, τώρα, ως ανώτερος λέκτορας στο τμήμα μαθηματικών της Κολούμπια, μια μόνιμη αλλά χωρίς θητεία θέση. Συντηρεί επίσης τους υπολογιστές του τμήματος.

Λέει ότι είναι ευχαριστημένος με τον τρόπο που εξελίχθηκαν τα πράγματα.

«Στην πραγματικότητα, βρήκα την ατμόσφαιρα μεταξύ των μαθηματικών πολύ πιο ευχάριστη από ό,τι με τους φυσικούς», λέει. «Οι φυσικοί τείνουν να είναι πολύ πιο ανταγωνιστικοί». Πολλοί συνάδελφοι στη φυσική, θυμάται, προσπάθησαν να μιμηθούν τον Μάρεϊ Γκελ-Μαν και τον Ρίτσαρντ Φάινμαν, δύο διάσημα οξυδερκείς βραβευθέντες με Νόμπελ, επιρρεπείς σε μοναχικούς φανατισμούς. «Αυτοί οι τύποι ήταν διασκεδαστικοί, αλλά όχι ωραίοι άνθρωποι». Οι μαθηματικοί, λέει ο Woit, είναι πολύ πιο μετριοπαθείς. "Καταλαβαίνουν τι κάνουν και δεν ξέρουν."

Ο καθηγητής Χένρι Πίνκχαμ, πρόεδρος του τμήματος μαθηματικών της Κολούμπια, προσέλαβε τον Γουόιτ το 1989 και τον θαυμάζει επειδή είναι ο «ισότιμος διανοούμενος» της μόνιμης σχολής του τμήματος, αλλά δεν δείχνει δυσαρέσκεια που καλεί για την υποστήριξη του υπολογιστή τους. Είναι επίσης εντυπωσιασμένος από το chutzpah του Woit, δεδομένης της παρουσίας μόνιμης σχολής που εργάζεται στη θεωρία χορδών στο τμήμα. Μετά το βιβλίο του Woit, "Περίμενα καβγάδες στο σαλόνι", αστειεύτηκε.

Ενώ τίποτα δεν συνέβη στο σαλόνι αυτό καθεαυτό, σίγουρα υπήρξαν καυγάδες. Μέσα σε λίγους μήνες από τη δημοσίευση του βιβλίου του Woit το 2006, ο φυσικός Lee Smolin δημοσίευσε το The Trouble with Physics , εκφράζοντας ανάλογο σκεπτικισμό. Ο Γουόιτ και ο Σμόλιν έγιναν οι δύο πιο διάσημες (ή, για τους θεωρητικούς χορδών, διαβόητες) μύγες της θεωρίας χορδών.

Προκάλεσαν επίσης αυτό που έγινε γνωστό στη φυσική ως «πόλεμοι των χορδών», ένα περίεργο μείγμα παθιασμένων διανοητικών παιχνιδιών και άξιων παιχνιδιών σε περιοδικά, συζητήσεις σε πάνελ και, φυσικά, στο διαδίκτυο. Ο καθηγητής που συνέκρινε τον Γουόιτ με τον Μπιν Λάντεν ήταν μοναδικά απερίσκεπτος και έκτοτε εγκατέλειψε το Χάρβαρντ, αλλά ακόμη λιγότεροι υδραυλικοί άνθρωποι εξοργίστηκαν.

«Διάβασα τα βιβλία και ασκήθηκα λίγο από αυτά εκείνη την εποχή», λέει ο Μάικλ Ντάιν, καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Κρουζ, και σημαντικός συνεργάτης στη θεωρία χορδών.

Άλλοι ήταν πιο ανάλαφροι. «Εγώ, όπως πολλοί άλλοι, το ακολούθησα σαν ταμπλόιντ. Ήταν μια φυσική έκδοση του Big Brother ή οι Kardashians», λέει ο Abhishek Agarwal, ένας φυσικός που έχει εργαστεί στη θεωρία χορδών και ο οποίος είναι τώρα συντάκτης στο περιοδικό Physical Review Letters , μια από τις πιο διάσημες εκδόσεις του χώρου. (Ο Agarwal τόνισε ότι οι παρατηρήσεις του αντιπροσωπεύουν την προσωπική του οπτική ως φυσικός, όχι ως εκδότης του Physical Review Letters .)

Το μεγαλύτερο βιτριόλι κρατήθηκε για διαδικτυακές αλληλεπιδράσεις, όπως θα περίμενε κανείς. Οι αντίπαλοί του έπεφταν σε κάτι που έγραψε, λέει ο Γουόιτ, «το έβγαζαν εκτός πλαισίου και μετά [έλεγαν] «Ω, τώρα μπορώ να δείξω ότι ο Πίτερ Γουόιτ είναι ανόητος και δεν καταλαβαίνει τι λέει».» Θαύμαζε. σε αυτή τη θεραπεία από «μερικούς από τους πιο έξυπνους ανθρώπους στον κόσμο». Η μάχη έφτασε και σε επαγγελματικά φόρουμ. Ο Γουόιτ είχε δημοσιεύσει μερικές φορές συνδέσμους προς τις καταχωρήσεις του ιστολογίου του στον ιστότοπο arXiv.org (προφέρεται "αρχείο"), ένα αποθετήριο για έγγραφα φυσικής που περιμένουν αξιολόγηση από ομοτίμους που διευθύνεται από το Πανεπιστήμιο Κορνέλ. Αλλά κατά τη διάρκεια των πολέμων χορδών, λέει ο Woit, η ικανότητά του να δημοσιεύει συνδέσμους στο arXiv ανακλήθηκε. «Όλη αυτή η ιστορία είναι ένα από τα πιο επαίσχυντα, πνευματικά ανέντιμα κομμάτια συμπεριφοράς που έχω δει», λέει.

Αναρωτιέται κανείς, επίσης, για τις συναντήσεις στο διάδρομο μεταξύ του Woit και του Brian Greene, του φυσικού της Κολούμπια που είναι ίσως ο πιο διάσημος θεωρητικός χορδών της χώρας και που έχει ένα γραφείο έναν όροφο πάνω από το Woit's. Ο Γκριν γράφει δημοφιλή βιβλία και εμφανίζεται τακτικά στην τηλεόραση. Κατά τη διάρκεια των πολέμων εγχόρδων, ο Γκριν έγραψε μια στα ύψη New York Times δημοσίευμα προς υποστήριξη της θεωρίας. Σήμερα, ένας σύνδεσμος προς το άρθρο στον ιστότοπο του Woit's Columbia φέρει την ένδειξη "Η αυτοκρατορία αντεπιτίθεται".

Ο Greene και ο Woit δεν είναι απλώς αντίθετοι στις ακαδημαϊκές τους ιδέες. Ένας 24χρονος καθηγητής φυσικής από την Κολούμπια ονόματι Seth Olsen, ο οποίος έχει παρακολουθήσει μαθήματα από τον Woit, αποκαλεί τον Woit σπουδαίο δάσκαλο αλλά και «περίεργο πουλί». Ο Brian Greene, λέει, είναι διαφορετικός:«Κάποιος σαν τον Brian Greene, όταν του μιλάς νιώθεις ότι παραλίγο να παρασυρθείς ή κάτι τέτοιο, σαν να έχει αυτό το κίνητρο, να έχει φτιάξει αυτή την περσόνα και είναι ομαλή . Αλλά με τον Woit είναι σαν να ψάχνετε στην ψυχή του άντρα . Τρέμει πολλές φορές, σκέφτεται δυνατά, μερικές φορές μουρμουρίζει». Ορισμένοι συνομήλικοι, λέει ο Olsen, θεωρούν τον Γουόιτ ως «αρχινέμεση του Μπράιαν Γκριν».

Οι πόλεμοι χορδών έχουν αποδειχθεί τόσο δυσεπίλυτοι εν μέρει επειδή ακόμη και οι ειδικοί δεν είναι πάντα στην ίδια σελίδα σχετικά με τη δοκιμασιμότητα της θεωρίας χορδών. Ο θεωρητικός των χορδών Matthew Kleban του Πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης πιστεύει ότι ένας επιταχυντής σωματιδίων που λειτουργεί με αρκετά υψηλές ενέργειες (πολύ πέρα ​​από την εμβέλεια της τρέχουσας τεχνολογίας) θα μπορούσε, κατ' αρχήν, να αποδείξει εάν υπάρχουν χορδές ή είναι αποκυήματα της φαντασίας των φυσικών.

«Οι χορδές έχουν αντηχήσεις», λέει, «όπως μια χορδή κιθάρας. Επομένως, υπάρχει μια αρκετά συγκεκριμένη πρόβλεψη για το πώς θα συμπεριφερθούν μόλις αρχίσετε να μπορείτε να διεγείρετε αυτούς τους συντονισμούς. Αυτή θα ήταν μια πολύ έντονη και συγκεκριμένη πρόβλεψη που θα μπορούσε να δοκιμαστεί.»

Αλλά το Santa Cruz’s Dine δεν είναι τόσο σίγουρο, επισημαίνοντας ότι, «Αν ρωτήσετε διαφορετικούς θεωρητικούς χορδών τι είναι η θεωρία χορδών, θα λάβετε διαφορετικές απαντήσεις». Η θεωρία χορδών, σε αντίθεση με τη σχετικότητα του Αϊνστάιν, δεν είναι ένα συγκεκριμένο σύνολο εξισώσεων, αλλά μάλλον ένα πλαίσιο ή μια κατηγορία εξισώσεων ενός συγκεκριμένου στυλ. Όσον αφορά τη δυνατότητα δοκιμής του, ο Dine λέει, «Δεν είναι ακριβώς σαφές τι σημαίνει η ερώτηση. Δεν είναι κάτι που μπορούμε να διατυπώσουμε καλά."

Για τον Agarwal, η δυνατότητα δοκιμής της θεωρίας χορδών δεν είναι απαραίτητα η πιο σχετική ερώτηση. Επισημαίνει ότι μια μαθηματική αντιστοιχία που ανακαλύφθηκε από τον φυσικό Juan Maldacena το 1997 υπονοεί ότι η θεωρία χορδών έχει βαθιές μαθηματικές συνδέσεις με την κβαντική θεωρία πεδίου, και επομένως με την καλά εδραιωμένη και δοκιμασμένη φυσική. Ονομάζεται «αντιστοιχία AdS-CFT», επιτρέπει στους φυσικούς να χρησιμοποιούν τη θεωρία χορδών ως φακό σε μια πιο καθολικά αποδεκτή φυσική. Ο Woit, λέει ο Agarwal, «δεν δίνει αρκετή πίστωση σε ένα σωρό ενδιαφέροντα πράγματα σχετικά με τις κβαντικές θεωρίες πεδίου που έχουμε μάθει από τη θεωρία χορδών».

Ο Agarwal προσθέτει ότι οι περισσότερες έρευνες για τη θεωρία χορδών που γίνονται σήμερα υποκινούνται από την αντιστοιχία AdS-CFT και όχι από τα όνειρα της Θεωρίας των Πάντων. Και ότι η ανακάλυψη AdS-CFT δείχνει γιατί είναι λάθος για οποιονδήποτε να προσπαθεί και να υπαγορεύει τι πρέπει και τι δεν πρέπει να εξερευνήσουν οι φυσικοί. «Δεν μπορείς να σχεδιάσεις την ανάπτυξη στην επιστήμη με αυτόν τον τρόπο. Απλώς δεν μπορείς», λέει. «Φανταστείτε αν κάποιος είχε διακόψει τη χρηματοδότηση της θεωρίας χορδών στα μέσα της δεκαετίας του '90. Λοιπόν, αυτό δεν θα είχε πραγματοποιήσει το AdS-CFT. Η εντύπωσή μου από το ιστολόγιο του Peter είναι ότι ακόμη και ο ίδιος αντιμετωπίζει πολύ καλά το AdS-CFT και τις σχετικές εξελίξεις, καθώς συνδέονται με θέματα που τον ενδιαφέρουν."

Σήμερα, οι πόλεμοι εγχόρδων έχουν καταλήξει σε «αψιμαχίες εγχόρδων». Το blog του Woit συνεχίζει να διαβάζεται ευρέως από φυσικούς και μαθηματικούς - και να αποτελεί αλεξικέραυνο για συζήτηση. Η αναστολή του Woit από το arXiv πυροδότησε μια μάχη λέξεων εκεί ακριβώς τον περασμένο Δεκέμβριο, μεταξύ του Woit και του εξέχοντος θεωρητικού χορδών Joseph Polchinski του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα. Οι δυο τους πήγαν πλήγμα για χτύπημα, ο Πολτσίνσκι έπαιρνε τον Γουόιτ για «φορτισμένες λέξεις» και ο Γουόιτ άνοιξε τα ηνία αποκαλώντας τον Πολτσίνσκι «χαμηλό και αντιεπαγγελματικό». Οι αναρτήσεις τους συνεχίστηκαν μέχρι την παραμονή των Χριστουγέννων.

Αλλά οι πόλεμοι των χορδών έχουν αφήσει την ηρεμία των διαδρόμων του Πανεπιστημίου Κολούμπια ανενόχλητη. Κοιτάζοντας χαλαρός με τα χέρια πίσω από το κεφάλι στο γραφείο του, ο Woit λέει ότι η σχέση του με την Greene, για παράδειγμα, ήταν πάντα φιλική. "Ο Μπράιαν αστειεύτηκε ότι θα μου έδινε μια μείωση από τις αυξημένες πωλήσεις βιβλίων του", λέει, χαμογελώντας στραβά.

Ο Μπομπ Χέντερσον σπούδασε φυσική, εργάστηκε στη Wall Street και τώρα είναι ανεξάρτητος συγγραφέας που επικεντρώνεται στην επιστήμη και τα οικονομικά.

Πρώτη φωτογραφία από το Shutterstock.