Le chimiste (voire le biologiste) à la rescousse du physicien pour donner (vie ou) à voir la géométrie spectrale (non commutative)?

Un quantum d'obstination (12)

Une histoire sans fin : l'éternel débat sur la théorie des cordes et la méthode scientifique 

Suite à la lecture des deux billets suivants publiés hier et aujourd'hui :

String Theory and the Scientific Method (écrit par Peter Woit),
Richard Dawid: String Theory and the Scientific Method (écrit par Lubos Motl),

je ne peut m'empêcher, non pas de jeter de l'huile sur le feu mais d'ajouter un modeste grain de sel personnel en postant le commentaire qui suit (sur le blog de Motl) :

I agree with you Lubos that Mankind needs to think about fundamental issues like the Planck scale despite its “inaccessibility by direct experiments” but can't we rely on brilliant phenomelogists and experimentalists to find out indirect ways to probe this scale (the CMB polarization spectrum is purported to give potentially a glimpse to physics at 10^16 GeV for instance)? 

I like also very much your sentence: “Atoms became a part of science well before people "saw" them”. Thanks a lot to chemists from the XVIIIth and XIXth centuries! Then I wonder if some NMR spectroscopists from the XXth could not help physicists from the XXIst to build some mental picture or get a better intuition of the almost commutative geometry hiding behind the resilient spectral model (http://arxiv.org/abs/1208.1030), an other quantum gravity or grand unified theory contender (supposedly different from string theory and that you reviewed in the past but not recently despite updatings like http://arxiv.org/abs/1304.0415 and http://arxiv.org/abs/1304.8050 …). 

Je suis d'accord avec toi Lubos pour dire que l'humanité a besoin de réfléchir à des problèmes fondamentaux comme celui de l'échelle de Planck malgré son "inaccessibilité par des expériences directes" mais ne pouvons nous pas faire confiance à de brillants phénoménologistes et expérimentateurs pour trouver un moyen de sonder cette échelle d'énergie de manière indirecte (le spectre du fond diffus cosmologique résolu en  polarisation est prétendument capable de nous donner des indices sur la physique à l'échelle de 10^16 GeV par exemple )? 

J'aime aussi beaucoup ta phrase "les atomes ont acquis un statut scientifique bien avant que les gens ne les voient". Merci beaucoup aux chimistes du XVIIIème et XIX ème siècles! D'ailleurs je me demande si quelque spécialiste de spectroscopie RMN du XXème ne pourrait pas aider les physiciens du XXIème à construire une image mentale ou une meilleur intuition de la géométrie presque-commutative qui se cache derrière le résilient modèle spectral (http://arxiv.org/abs/1208.1030), un autre candidat pour une théorie de la gravité quantique ou de grande unification (différente semble-t-il de la théorie des cordes  et dont tu as parlée dans le passé mais pas récemment malgré des "mises à jour" comme http://arxiv.org/abs/1304.0415 et http://arxiv.org/abs/1304.8050...).

//ajout du 16/06/13

Remarque : à cause d'une petite erreur de manipulation de ma part, ce commentaire a été publié avec mon nom complet et non les initiales cb que j'utilise d'habitude. Je n'ai pas jugé utile de corriger cette "erreur" car si je limite la visibilité de mon identité sur ce blog ou ailleurs c'est avant tout par goût d'une certaine discrétion. J'ai pensé profiter de l'occasion pour écrire désormais toujours à la première personne mais l'expérience me montre que je suis plus à l'aise en écrivant ici à la troisième. Que le lecteur me pardonne s'il a le sentiment de ne lire ici que des ratiocinations personnelles à usage privé, j'ai la faiblesse de croire que le nombre de visites sur ce blog (un peu plus de 10000 à ce jour) indique qu'il y a peut-être un intérêt à partager sur la toile de la curiosité, de la passion pour des sujets pointus ainsi que des questionnements, des recherches de réponses et ce malgré un niveau de réflexion personnel (ou de qualité de rédaction) modeste.

L'histoire des sciences doit garder un sens grâce à des expériences renouvelées ... sans cesse

La rédaction du commentaire précédent a pour but de tenter d'interroger Lubos Motl (ou ses lecteurs) sur plusieurs points. Tout d'abord on souhaite savoir s'il est d'accord avec une affirmation du blogueur Jester tirée de son dernier billet. Il y prétend que le satellite Planck pourrait, via ses tests des scénarios d'inflations dans les modèles cosmologique actuels, donner des informations sur la physique à une échelle assez proche des 10^19 GeV. Il s'agit de l'échelle d'énergie (...de Planck) où se développeraient dans toute leur ampleur les effets de la théorie des cordes ou de toute autre théorie de la gravité quantique. Ce point particulier permet de rappeler que malgré la difficulté de la tâche, il n'est pas impossible d'envisager des tests expérimentaux même de théories jugées très spéculatives parce qu'elles abordent des phénomènes inaccessibles directement à l'expérience humaine.

// travail de rédaction en cours ...
Quelques éléments de réflexion  en attendant :

Voici deux billets de Lubos Motl sur la théorie du modèle spectral initiée par Chamseddine et Connes : 

http://motls.blogspot.com/2006/08/alain-connes-theory-of-everything.html

http://motls.blogspot.com/2008/08/tevatron-falsifies-connes-model-of.html 

Signalons que le contenu du second billet est désormais obsolète à cause des développements ultérieurs du modèle spectral comme la démonstration de sa résilience, étayée par au moins deux (sinon trois) articles plus récents: 

http://arxiv.org/abs/1208.1030, http://arxiv.org/abs/1304.0415 (et http://arxiv.org/pdf/1208.5023.pdf).

Quant-au premier il présente, entre autre, l'intérêt de mettre en lumière un des obstacles essentiel à la diffusion du modèle spectral dans la communauté des physiciens à savoir la difficulté de se figurer la pertinence de la nouvelle géométrie presque commutative dans un cadre physique.

My main problem is, of course, that I have not quite understood in what sense the Connes manifold is a geometry rather than the same old physics of the covariant derivatives inside Dirac operators pretending to be "a new kind of geometry".

L. Motl, Alain Connes: a theory of everything 01/09/06

Dans le cadre d'une réflexion sur la construction d'une représentation géométrique à partir d'une information spectrale, l'idée que le chimiste du XXème siècle puisse aider le physicien du XXIème vient naturellement à l'esprit si l'on pense au spécialiste de chimie organique qui sait reconstruire la forme d'une molécule complexe à partir en gros de la comparaison de son spectre RMN avec celui d'une molécule de référence. 

A la lecture d'un texte du mathématicien Misha Gromov dont un extrait est présenté ci-dessous on peut même se demander, en forçant un peut le trait, si la biologie n'a pas initié cette analyse spectrale pour ainsi dire avant même sa mise en oeuvre en chimie :

In 1913, almost half a century after publication of Mendel’s paper "Versuche über Pflanzen-Hybriden", 21 years old Alfred Sturtevant made the next step along Mendelian lines of logic and determined relative positions of certain genes on one of the chromosomes of Drosophila by analyzing frequencies of specific morphologies in generations of suitably interbred flies.

M. Gromov, Quotations and Ideas 10/09/12 

Le rapprochement avec la géométrie noncommutative et le modèle standard spectral peut paraître très artificiel. Le blogueur a pourtant la conviction que la modélisation de la dynamique d'enroulement, déroulement et transcription de l'ADN, la complexité de sa combinatoire et les intrications de sa topologie, modélisation à laquelle rêve probablement Gromov, nécessitera sûrement de construire des outils géométriques qui pourront, qui sait, être transposés à la physique ... (quand on pense qu'il a fallu pour ainsi dire attendre la construction des théories de jauge pour comprendre finement comment un chat retombe sur ces pieds lors d'une chute ... ;-) 

Il faut noter par ailleurs qu'aussi bien l'infiniment petit que l'infiniment grand ne sont devenus accessibles au physicien lui même qu'à travers l'information spectrale tirée de la lumière (et des autres ondes ou particules élémentaires) émise(s) par les atomes et les étoiles. Aujourd'hui pour aller plus loin, la cosmologie et la physique des astroparticules  tentent de marier les deux infinis dans une quête des corrélations entre ces différents spectres justement. 

Alain Connes le dit en ces termes :

Thanks to great telescopes like Hubble we now have an “eye” that allows us to look out in space, but what strikes me is that all the information we get is of spectral nature. It is for instance thanks to the red-shift (which is a rescaling factor of spectra and can be as large as 10 and possibly a thousand) that we can estimate cosmic distances. 

It is rather striking also that our faith in outer space is based on the strong correlations that exist between different frequencies ... so that the picture in infrared of the milky way is not that different from its visible light counterpart, which can be seen with a bare eye on a clear night.

A. Connes, Duality between shapes and spectra, The music of shapes 2011 ?

La Voie Lactée à différentes fréquences (Crédit NASA)