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/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / physics / 21607 < prev    next >
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Text File  |  1992-12-22  |  6.1 KB  |  117 lines

  1. Newsgroups: sci.physics
  2. Path: sparky!uunet!think.com!enterpoop.mit.edu!galois!riesz!jbaez
  3. From: jbaez@riesz.mit.edu (John C. Baez)
  4. Subject: Re: Baez's latest post on "links".
  5. Message-ID: <1992Dec20.215729.27347@galois.mit.edu>
  6. Sender: news@galois.mit.edu
  7. Nntp-Posting-Host: riesz
  8. Organization: MIT Department of Mathematics, Cambridge, MA
  9. References: <BzKn2q.41q@well.sf.ca.us>
  10. Date: Sun, 20 Dec 92 21:57:29 GMT
  11. Lines: 104
  12.  
  13. In article <BzKn2q.41q@well.sf.ca.us> sarfatti@well.sf.ca.us (Jack Sarfatti) writes:
  14. >
  15. >Very formidable and I don't pretend to understand it. I'm sure it's good
  16. >math and good intellectual exercise for those who do it - but is it physics?
  17. >It would help if John could give a short exposition of what kinds of physics
  18. >this work could explain - even in principle - any contact with experiment
  19. >potentially possible - even in future assuming a really advanced super-
  20. >technology. 
  21.  
  22. I already posted one reply to this, but let's suppose one really doesn't
  23. see what the point of unifying general relativity and quantum theory is.
  24. It's true that most of the experiments one can *easily* imagine to test
  25. quantum gravity *would* require a really advanced super-technology to
  26. carry out.  (E.g., rigging up a particle collider to wham charged
  27. Planck-mass mini-black-holes into each other, or trying to start a new
  28. universe in your basement by messing with the Higgs potential.)  Being
  29. an optimist in certain matters, I feel that if humanity doesn't croak
  30. first it will eventually learn how to mess with the fabric of spacetime,
  31. and that's what quantum gravity is about.  But it's not going to happen
  32. soon -- unless, as is so often in the case with physics, something
  33. unexpected happens!!  (Who'd have thought that messing around with rocks
  34. that spoiled photographic plates would have led to the ability to
  35. vaporize whole cities?)  
  36.  
  37. I'm inclined to think, though, that the first payoffs of quantum gravity
  38. will be of 2 different sorts.  First, there are many riddles of particle
  39. physics on which we are (more or less) utterly stuck: why 3 generations of
  40. quarks and leptons, with precisely the masses they have, etc..  We can
  41. make up models to fit the data, but not to "explain" it, that is, to
  42. reduce the number of free parameters or ad hoc constructs.  Particle
  43. physics is also well suited to describing all forces EXCEPT GRAVITY.  It
  44. doesn't take a genius to see that gravity may be the key to some of
  45. these riddles.  Especially since mass has a lot to do with gravity - and
  46. since quantum gravity kicks in at small distance scales, where the
  47. mathematical foundations of particle physics collapse under the strain
  48. of ultraviolet divergences.  While it is still way too early to see how
  49. (or whether) quantum gravity saves the day, it's an avenue worth
  50. pursuing (among many).  
  51.  
  52. Secondly, and perhaps most dear to my heart, is the purely philosophical
  53. challenge of understanding a world in which 1) spacetime is a dynamical
  54. entity rather than a static arena on which events play and 2) even
  55. complete knowledge of the state of affairs does not permit a certain
  56. answer to every question about the state of affairs.  To my mind, these
  57. are the 2 most interesting discoveries of the 20th century, and the task
  58. of the 21st century should be to reconcile them, to see how they can
  59. BOTH be true.  As Smolin points out in the review article I mentioned,
  60. we should not think of this intellectual revolution as being over.  It
  61. is
  62. more like halfway through.  To quote Smolin:
  63.  
  64. With this example in mind, let me suggest that, rather than
  65. think of ourselves as living in
  66. a period following a great scientific revolution, we should think of
  67. ourselves as living in the middle period of a revolution that is taking
  68. a long time for the same reason the Copernican revolution took
  69. so long.  We are, perhaps, in the position
  70. of Galileo and Kepler:  we are sure that quantum mechanics and
  71. relativity are more right than Newtonian physics, but all of
  72. our expectations about what physics is and how it works are
  73. at heart Newtonian.  This is as it must be, because quantum mechanics
  74. and relativity have, neither separately or together, given us a world
  75. view or a view of science that is coherent and complete enough to
  76. replace the Newtonian views.  For exactly this reason we are
  77. convinced of the need to replace the current situation of having two,
  78. apparently incompatible, but allegedly fundamental, theories with
  79. one synthesis.  This indeed, *is* the problem of quantum gravity. But
  80. we are having a hard time doing this and I, at least, suspect that the
  81. reason is that the final synthesis, when it comes, will be as far from
  82. our expectations as to what a physical theory should be as
  83. Newtonian mechanics was to the expectations of Copernicus, Kepler and
  84. Galileo.
  85.  
  86. In this situation, what can we usefully do?  I think, first of all, that
  87. we should lower a little our expectations.  We should stop trying
  88. every five years to invent a candidate for the final theory of
  89. everything.  Let me put forward the proposition that almost anything
  90. that we
  91. can now invent, educated as we are mostly in a classical framework, is
  92. unlikely to be radical enough.  For what changes during a scientific
  93. revolution is not only the answers to questions, but the questions
  94. themselves.  Those brought up on Aristotle,
  95. including Copernicus, Kepler and
  96. Galileo, were stuck on trying to answer the problem: what is the
  97. shape of the orbits of the planets.  It never occurred to them that this
  98. question was to become much less important and that the new physics
  99. would center around completely different questions: what are the
  100. laws of motion and what are the forces.  Similarly, by trying
  101. to invent "The" lagrangian and "The" symmetry we are, perhaps, acting
  102. out
  103. of our Newtonian instincts; we are trying to answer the important
  104. questions of the old science.  Mathematics will do us little good if
  105. we have not yet stumbled upon the right new questions; had
  106. Copernicus known Fourier analysis he could have made a much
  107. better epicycle theory (indeed, he could have used it,
  108. there were more epicycles in his theory than in Ptolemy's) but he never
  109. would have hit on the idea of a law of motion.
  110.  
  111. The main problem, then, is what to do while we are waiting to
  112. stumble upon the right questions.
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.