Sensing that some things simply don’t add up, certain mathematicians have banded together to alert the public. Their web site explains:

Mathematicians Against Fraudulent Financial and Investment Advice (MAFFIA)

http://www.m-a-f-f-i-a.org

This site was created out of growing concern with the usage of less-than-fully rigorous mathematical and statistical methodologies in the financial/investment world….

We are also concerned with the proliferation of quasi-mathematical investment advice and financial columns in the past few years, which appear to be based on sophisticated mathematics and statistics, but which, upon more rigorous analysis, are at best questionable. We encourage the reader to search the Internet for terms such as “stochastic oscillators,” “Fibonacci ratios,” “cycles,” “Elliot wave,” “Golden ratio,” “parabolic SAR,” “pivot point,” “momentum,” and others in the context of finance. Although such terms clearly evoke precise mathematical concepts, in fact, in almost all cases, their usage is at best scientifically unsound….

Our approach here is not one of confrontation, but instead one of research to better understand and mitigate these difficulties, education to assist other professionals in the field, together with unbiased testing and analysis. If you identify with our concerns, let us know and spread the word. Together we can make a difference.

One of their alerts takes the form of a paper:

“Pseudo-Mathematics and Financial Charlatanism: The Effects of Backtest Overfitting on Out-of-Sample Performance,” David H.Bailey [pictured above], Jonathan M. Borwein, M. Lopez de Prado, and Qiji Zhu,  Notices of the AMS, vol. 61, no. 5, May 2014, pp. 458-71.

For an overview of this, see “The Dangerous Mathematical Con of Hedge Funds and Financial Advisers“, by Ryan Jacobs, in the Pacific Standard.

(HT Jennifer Ouellette)

BONUS (related, and also HT Jennifer Ouellette): Chris Holdgraf’s “how I learned to stop worrying and love errorbars“

Nature Photonics 8, 342 (2014). doi:10.1038/nphoton.2014.88

Authors: Kai Wicker & Rainer Heintzmann

Applying structured illumination microscopy to coherent imaging modalities such as scattering does not yield any additional information beyond that provided by oblique illumination. It thus yields no resolution enhancement over the Abbe diffraction limit, which was derived precisely for that case.

Beware of backroom deals in the name of 'science'

Nature 508, 7496 (2014). http://www.nature.com/doifinder/10.1038/508289a

Author: Colin Macilwain

The term 'sound science' has become Orwellian double-speak for various forms of pro-business spin, says Colin Macilwain.

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Piled Higher & Deeper by Jorge Cham		www.phdcomics.com
title: "An Honest Methods Section" - originally published 4/21/2014 For the latest news in PHD Comics, CLICK HERE!

givemeinternet:

Shhh it’s starting

“Se si parla di gravità Einstein vale più del macellaio, se si parla di bistecche il macellaio vale più di Einstein. Per far sì che Einstein e il macellaio valgano allo stesso modo bisogna restringere il campo a quei pochi argomenti che entrambi più o meno conoscono e sui quali entrambi sono in grado di esprimere un’opinione, come per esempio la pulizia delle strade. In tutti i casi dove è invece richiesta una competenza specifica bisogna ammettere, per quanto possa sembrare scortese, che uno non vale uno. È il motivo per cui non si fanno le elezioni per i piloti d’aereo, i chirurghi o le teorie scientifiche. Non ancora, almeno.”

- http://incomaemeglio.blogspot.com/2014/04/uno-non-vale-uno.html

I.

Albert Abraham aveva guadagnato il secondo nome in omaggio a Lincoln quando questi, coi Democratici alle calcagna, aveva finalmente difeso i commercianti ebrei espulsi dal Tenneseee, dal Missisipi e dal Kentucky, con la revoca dell’Ordine n.11 del generale Ulysses Grant. Il generale si era incazzato per una storia di speculazione nel commercio di cotone tra l’esercito del Nord che ne aveva bisogno per le tende e il Sud che aveva bisogno di soldi per le munizioni e il 17 dicembre 1862 aveva messo in atto il primo esempio di azione antisemita su larga scala, prendendosela con i commercianti ebrei e solo con loro, probabilmente per il pregiudizio che già li accompagnava potente dall’Europa: “venditori ambulanti profittatori e corrotti”.
Nel 1855 Samuel e Rosalie erano scappati col piccolo Albert dalla Prussia per arrivare fino in California a cercar fortuna, presi dalla febbre dell’oro prima e poi, con più giudizio, vendendo attrezzature ai minatori. Col tempo si erano sistemati i Michelson e Albert riesce persino ad entrare all’Accademia Militare di Annapolis dove prende servizio nel 1869, a diciassette anni. Qui impara l’ottica e si dedica alla scienza ché di stare su una barca non ha proprio voglia. Nel 1877 realizza un esperimento che gli consente di misurare la velocità della luce in maniera estremamente accurata. Il risultato è talmente importante che ne parla persino la stampa nazionale. Lo stesso anno si sposa con Margaret e due anni più tardi torna in Europa – ché in America la scienza non è che abbia poi tutta questa considerazione – dove gira per le Università di Parigi, Berlino e Heidelberg. In Europa comincia a prendere confidenza con le questioni ancora oscure attorno alla reale natura della luce. Un europeo, lo scozzese Maxwell, aveva capito vent’anni prima che elettricità e magnetismo erano parenti stretti e che la luce non era altro che una collezione di onde elettro-magnetiche, oggetti misteriosi peraltro perché non si capiva ancora quale fosse il mezzo in cui si propagassero. Se uno pensa al suono, per dire, pensa alla vibrazione dell’aria attorno ad una sorgente sonora e alla propagazione dell’onda sonora in quel mezzo, aria che si agita ritmicamente dalla sorgente all’orecchio di chi ne può godere o soffrire. La velocità di propagazione di questa roba la si determina rispetto al mezzo in cui viaggia, circa 340 metri al secondo se il mezzo è aria tiepida. Ma la luce? La luce attraversa lo spazio che separa il Sole dalla Terra e cosa c’è tra il Sole, la Terra, gli altri pianeti e le Stelle? L’etere, dicono. Ma che è l’etere? Chi l’ha mai visto? Circa sessant’anni prima Fresnel aveva sostenuto che forse era una sostanza leggerissima e pressoché immobile, parzialmente trascinata dalla Terra nel suo moto e certi esperimenti parevano avergli dato in parte ragione. Quello che serviva era qualcuno in grado di mettere in piedi l’esperimento perfetto, il più accurato possibile, un lavoro per Michelson insomma.

Ce l’aveva già in testa il suo interferometro Albert, era un affare in cui un fascio di luce veniva diviso in due parti che seguivano due percorsi diversi fino a raggiungere entrambi uno schermo. Se avessero percorso la stessa distanza lo avrebbero fatto nello stesso tempo ma se il loro moto fosse stato influenzato – frenato o accelerato – da un mezzo, il tempo impiegato sarebbe stato differente. Come due barche nell’acqua insomma: se l’acqua è ferma il tempo impiegato per andare e tornare in un punto è sempre lo stesso qualunque direzione si prenda, se l’acqua si muove no, un conto è andare e tornare nella direzione della corrente (prima in un verso e poi nell’altro), un conto è andare di traverso, i tempi saranno sempre differenti, lo si può sperimentare ed è anche facile farlo, il conto. Michelson usa la luce al posto delle barche, ché di stare su una barca non ha proprio voglia, lo sapete, e fa in modo che i percorsi dei due fasci di luce siano perpendicolari tra loro. Se l’etere c’è allora si comporta con la luce come l’acqua con le barche: la Terra lo attraversa e il vento d’etere che soffia contrario al suo moto non potrà che influire sui percorsi seguiti dalla luce nel suo interferometro. Gli esperimenti che fa in Europa non rilevano nulla e nel 1882 se ne torna in America, lascia l’Accademia e accetta di lavorare alla Case School of Applied Science a Cleveland in Ohio, dove lo riempiono di dollari perché proceda nelle sue ricerche.

II.

Lavori in un luogo prestigioso, hai i soldi, le attrezzature, che ti manca ancora? La cosa più importante, i collaboratori giusti. Michelson, arrivato a Cleveland, ha la fortuna di imbattersi in Edward Morley, di quindici anni più vecchio e professore nella vicina Western Reserve University. Edward è molto diverso da Albert, è un tipo che si è fatto da sé, uno scienziato della vecchia generazione che il nuovo mondo della ricerca, quello in cui cominciano a entrare in gioco la politica e la necessità di comunicarla a un pubblico più vasto, soldi e pubblicità insomma, due cose che pare servano ancora oggi, non lo capisce. In quegli anni si sta occupando di misurare il rapporto tra i pesi atomici dell’ossigeno e dell’idrogeno – ci riuscirà alla grande – e dunque sembra che non vi sia nessun motivo per il quale i due debbano legare. L’occasione sono un paio di convegni frequentati assieme. I convegni, è ben noto, quando ancora erano il modo migliore per scambiare le idee, fornivano sempre una buona occasione per far nascere una collaborazione, far scoppiare una sana litigata o, da studenti, trovare una fidanzata. Albert e Edward non si fidanzano ma cominciano a pianificare, pare su un treno che torna a Cleveland, una campagna di nuove misure.

Nel frattempo le cose con Margaret non funzionano tanto bene, un rapporto di coppia è ben più complicato di un raffinato esperimento e Albert, anche per la responsabilità che sente verso chi ha investito tutto quel denaro sulle sue ricerche, comincia ad affrontare il lavoro in maniera ossessiva, si chiude in laboratorio e non ne esce più. Scoppia a un certo punto Albert e Margaret è costretta a rivolgersi a un medico (il dottor Hamilton, nipote di Alexander Hamilton, quello che sta sui dieci dollari) perché non ce la fa e lo vuole far internare. La reputazione di Michelson crolla a picco, gli amministratori della Case lo scaricano e trovano un sostituto temporaneo, pare un terremoto da cui non ci si potrà più risollevare insomma. Morley però gli sta accanto, lo conforta e Hamilton fa altrettanto, Sei sano, gli dice, ti devi solo rilassare. Ci prova e cerca di star lontano da moglie e lavoro ma non ci riesce, è costretto a tornare all’ovile, a stipendio dimezzato per giunta e siccome le disgrazie non vengono mai da sole, un incendio gli distrugge il laboratorio. Morley, al quale dovrebbe già ora dedicare una statua, gli mette a disposizione il suo alla Western: “sono gli uomini, non le mura, a fare una città” c’è scritto sulla lettera che lo invita. È il 1886, è tutto pronto per uno degli esperimenti più raffinati della storia della fisica, l’esperimento che non troverà nulla di quello che ci si aspettava di trovare.

III.

“Albert, è tutto pronto, ho fatto tutto quello che mi hai detto e non so nemmeno io da quanto tempo son chiuso qua dentro a sistemare le cose. È ora che ti dai una mossa, troviamo questo maledetto etere e che non se ne parli più!”. Forse disse così Morley, forse no, chi può saperlo. “Va bene, son pronto, possiamo cominciare, un ultimo controllo però. La lente? È a posto la lente?” Voleva essere sicuro Michelson. “Si, è a posto” – era spazientito Morley – “è tutto a posto: il fascio di luce è collimato, arriva allo specchio semitrasparente senza problemi. I due che ne escon fuori si fanno 11 metri di cammino ciascuno rimbalzando tra uno specchio e l’altro e arrivano assieme sullo schermo del telescopio. Funziona tutto alla perfezione, cominciamo dai”. “Ma le frange si vedon bene? No perché Cornu (mai cognome fu più azzeccato), quando ero in Europa, mi ha rotto veramente l’anima, ho passato ore ed ore nel suo laboratorio per convincerlo”. “Albert, porca miseria, lo sai pure tu che ormai su questo non c’è discussione, è merito tuo se gli interferometri funzionano come orologi, non perdiamo altro tempo: i due fasci interferiscono e sullo schermo la figura di interferenza si vede benissimo ed è stabile, non è come l’altra volta che bastava che i cani qua fuori abbaiassero per non vedere più nulla”. “Ok, mi fido, accendi”.
Il sistema di Michelson era davvero ingegnoso, non misurava tempi ma spostamenti. Misurare il tempo di percorrenza di un fascio di luce dalla sorgente al telescopio era infatti impossibile, con quale orologio si può apprezzare una decina di miliardesimi di secondo? Figuratevi poi se era possibile misurare la supposta differenza nei tempi di percorrenza dei due fasci di luce dovuta all’eventuale presenza dell’etere, ma non scherziamo, neanche a pensarci. Come fare allora? Beh, la cosa migliore è osservare su uno schermo quanto è intensa la combinazione dei due fasci di luce, e cioè le zone dove l’intensità della luce ricombinata è massima (quelle più illuminate) e quelle dove è minima (le più scure). Non è così complicato dai: la luce è un’onda elettromagnetica, ce lo ha insegnato Maxwell, e le onde quando si combinano e si sovrappongono, fan cose strane e bellissime.
Serviva, in ogni caso, un risultato che avesse un senso, che fornisse cioè dei numeri con cui poter giocare. Un modo c’era, bastava aggiustare l’apparato in maniera opportuna, trovare il modo di generare una serie di righe alternate chiare e scure piuttosto che una macchia. Si poteva ad esempio fare in modo i due fasci non arrivassero allo schermo esattamente paralleli, una cosa che aveva già fatto lo stesso Michelson nell’esperimento fallito del 1881, inclinando leggermente uno dei due specchi. Con le righe era tutto più semplice: quando i tempi di percorrenza dei due fasci variavano, magari spostando uno dei due specchi in basso o in alto, le righe si spostavano da destra a sinistra e viceversa. Apprezzare questo spostamento poteva permettere di apprezzare la presenza di un vento d’etere che, come il fiume con le barche, era in grado di influenzare il moto della luce dentro all’interferometro.
“Oh, Albert” ma tu la conosci la velocità del vento d’etere?”. “Beh, guarda Edward, la Terra gira attorno al Sole a circa trenta chilometri al secondo. L’etere è una nebbia immobile, attaccata alle stelle fisse, quale vuoi che sia questa velocità, eh? Te lo devo proprio dire?”. Ne era certo Michelson e sapeva già il risultato che avrebbe dovuto ottenere: lo spostamento delle righe da una situazione in cui un fascio di luce viaggiava nella direzione del vento d’etere e l’altro di traverso a quella in cui i posti si scambiavano, ruotando l’apparato di 90 gradi, doveva essere poco meno della larghezza di mezza riga. “Albert, ma io non lo vedo, qua mi pare che non ci siamo”. “Come no? Riprova”. “No guarda, niente”. “Vabè, riproviamo domani e magari pure dopodomani, poi tiriamo le somme”.
Il risultato dell’esperimento è entrato nella storia della fisica: uno spostamento c’era ma talmente piccolo che per spiegarlo in termini di vento d’etere la velocità di questo non poteva essere maggiore di un sesto della velocità della Terra attorno al Sole. Si provò a salvare l’ipotesi di etere, qualcuno riesumò la teoria che prevedeva un suo parziale trascinamento da parte della Terra, ma ormai si sapeva che non era così, altri esperimenti avevano chiarito che non era possibile. Sarebbe presto arrivato il nuovo secolo e Lorentz, Poincarè e poi Einstein avrebbero chiuso la faccenda, abbandonando le barche, Galileo e tutto il resto. L’esperimento nullo, così venne chiamato.

Due anni dopo quegli eventi Michelson, che aveva già divorziato da Margaret, si risposa con Edna, di diciannove anni più giovane. Nel 1907 si aggiudica il premio Nobel per la Fisica, il primo statunitense della storia, “per i suoi strumenti ottici di precisione e le indagini spettroscopiche e metrologiche effettuate con il loro aiuto”. Un po’ di sfiga se la porta pure a Stoccolma, Re Oscar II di Svezia tira le cuoia e la cerimonia di premiazione viene annullata. Morley si era ritirato dall’attività già da un anno, la sua unica fatica era ormai quella di curare i gladioli in giardino. Non aveva frequentato i circoli intellettuali prima, figuriamoci ora che era vecchio e stanco. Spesso lo potevate incontrare lì, seduto sull’erba, con la luce che rimbalza sul libro aperto e lui che socchiude gli occhi per non farla passare.

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A small ensemble of ultracold atoms in a chip trap has been used to realize a collective entangled state. [Also see Perspective by Widera] Authors: Florian Haas, Jürgen Volz, Roger Gehr, Jakob Reichel, Jérôme Estève

An unpublished report concludes that increased activity in a nearby oil field may have played a role in a pair of deadly earthquakes that struck Italy in 2012. Author: Edwin Cartlidge

The Seer-Sucker Theory may still be as valid as it ever was.*

Read all about it:

“The Seer-Sucker Theory: The Value of Experts in Forecasting,” J. Scott Armstrong [pictured here], Technology Review, June/July, 1980, 16-24. Armstrong writes:

“People are willing to pay heavily for expert advice. Economists are consulted to tell us how the economy will change, stock analysts are paid large salaries to forecast the earnings of various companies, and political experts command large fees to tell our leaders what the future holds. The available evidence, however, implies that this money is poorly spent. But because few people pay attention to this evidence, I have come up with what I call the ‘seersucker theory’: ‘No matter how much evidence exists that seers do not exist, suckers will pay for the existence of seers.’

“One would expect experts to have reliable information for predicting change and to be able to utilize the information effectively. However, expertise beyond a minimal level is of little value in forecasting change. This conclusion is both surprising and useful, and its implication is clear: Don’t hire the best expert, hire the cheapest expert….”

J. Scott Armstrong is himself an expert. His professed field of expertise is marketing (he is or was a professor of marketing). These days his expertise is on display in the lucrative professional field of climate-change denial.

*This statement itself constitutes an example of expert analysis.

BONUS (possibly not related): Seersucker Thursday

Quantum physics: A strong hybrid couple

Nature 508, 7495 (2014). doi:10.1038/508195a

Authors: Luming Duan

A single atom in an optical cavity is shown to interact strongly with an incoming photon and to switch the photon's state. This finding opens up a path towards optical quantum computation and quantum networks. See Letters p.237 & p.241

Dwindling tenure posts

Nature 508, 7495 (2014). doi:10.1038/nj7495-277b

Tenure is dying out at US universities.

Prizes: Growing time lag threatens Nobels

Nature 508, 7495 (2014). doi:10.1038/508186a

Author: Santo Fortunato

The time lag between reporting a scientific discovery worthy of a Nobel prize and the awarding of the medal has increased, with waits of more than 20 years becoming common. If this trend continues, some candidates might not live long enough to attend their Nobel

Funders punish open-access dodgers

Nature 508, 7495 (2014). http://www.nature.com/doifinder/10.1038/508161a

Author: Richard Van Noorden

Agencies withhold grant money from researchers who do not make publications openly available.

Author(s): Matty J. Hoban, Joel J. Wallman, Hussain Anwar, Naïri Usher, Robert Raussendorf, and Dan E. Browne

A classical analogue to measurement based quantum computation is hard to simulate classically despite its lack of entanglement.

[Phys. Rev. Lett. 112, 140505] Published Wed Apr 09, 2014

Author(s): S. Bartalini, L. Consolino, P. Cancio, P. De Natale, P. Bartolini, A. Taschin, M. De Pas, H. Beere, D. Ritchie, M. S. Vitiello, and R. Torre

The spectral purity of quantum cascade lasers (QCL) suggests their use in high-precision metrology applications at terahertz wavelengths. By combining a QCL with a THz frequency comb, scientists have been able to measure the frequency of a rotational transition of a gas (methanol) with a record-breaking precision of four parts in one billion.

[Phys. Rev. X 4, 021006] Published Wed Apr 09, 2014

Author(s): Gaurasundar M. Conley, Matteo Burresi, Filippo Pratesi, Kevin Vynck, and Diederik S. Wiersma

Structural correlations in disordered media are known to affect significantly the propagation of waves. In this Letter, we theoretically investigate the transport and localization of light in 2D photonic structures with short-range correlated disorder. The problem is tackled semianalytically using t...

[Phys. Rev. Lett. 112, 143901] Published Mon Apr 07, 2014

Faucet Power

I just moved into a new apartment. It includes hot water but I have to pay the electric bill. So being a person on a budget ... what's the best way to use my free faucet to generate electricity?

David Axel Kurtz

You could build a tiny hydroelectric dam in your tub.

It would generate power, though not very much of it. The formula for power is pressure times flow rate.[1]Or, alternately, flow rate times density times height. Since bathtubs are pretty shallow, the pressure at the bottom isn't very high, so this works out to around two watts of power, or about 25 cents per month.

You can get more power if you increase the pressure of the water passing through the generator. To do this, you could increase the depth of the water. If you have two floors in your apartment, you could have the water column stretch from the second to the first floor, generating at least ten times the pressure and ten times the power.[2]This is similar to the rainwater scheme discussed in article 23. In effect, the local authorities would be paying to pump the water up to your apartment, and you're getting some of that energy back when you let it flow back down.

Could you use the faucet to pump the water up arbitrarily high, and get more and more power out of it as it falls back down?

No. First, you couldn't pump the water arbitrarily high. Household faucets have a pressure of around 4 atmospheres.[3]60 PSI. That's about 4000 millibars, if you measure your plumbing with an old barometer. You can lift water about 10 meters per atmosphere of pressure, which means that a household faucet can only pump water up by about 40 meters.

Second, as you can probably guess by looking at the above picture, pumping the water up 40 meters with water pressure and then back down doesn't accomplish anything—you can just hook the faucet up to your device, and let the water pressure drive the generator directly. In either case, for a bathtub faucet, this works out to almost 200 watts, or $25 per month.

You'd have to make sure your plumbing could handle the water. If your pipes get plugged up and stop draining, the faucet could fill your house in a matter of days. And either way, eventually someone from the city would probably show up to ask why you're using 40 tons of water every day.

And really, with California suffering through its worst drought in history, this system might earn you some dirty looks. Sure, if you live far away from California, it's not like your water would have gone to ease their drought, but wasting a gigantic amount of water (and investing a bunch of money) to save a few dollars on your electricity bill might come across as a little rude.

A bathtub's flow rate is five or six orders of magnitude less than that of a river, but it's still a lot of water. Could we put it to a less selfish use?

There's a common piece of advice that says you should drink 8 glasses of water a day. No one really knows where this advice came from; people claim you should drink anywhere from 2 to 12 glasses of water daily,[4]For some reason, the saying only ever uses even numbers; a web search turns up lots of tips about six or eight glasses per day, but few advising you to drink seven. and none of them have any real evidence behind them. The only real solid advice I've heard is that if you're thirsty, you should drink some water.

If we stick to the "8 glasses of water" standard, then a bathtub faucet provides enough drinking water to sustain about 10,000 people indefinitely. In other words, the city of Manhattan could survive on the water from just 150 bathtubs.

But if your goal is to save money on your electric bill, there's a much more lucrative option.

Single servings of bottled water sells for a dollar or two per half-liter. A lot of bottled water comes from municipal sources—that is, it's tap water. Bottled water isn't necessarily about the water; often, people are paying for convenience or because there's an issue with their water supply. Whatever the reason, however, there's no reason to let Coca Cola keep all the profits.

If you bottled the water from your bathtub faucet and managed to sell each bottle for \$1.50, you'd make \$72 per minute—\$38 million every year.

Then you won't have to worry about your power bill.

Researchers have increased light transmission through a disordered sample by tuning the phases at different positions across a laser spot.

Published Tue Apr 01, 2014

A friend just asked a quick question: How can I make a bunch of cheap (not fast) laser shutters? Here’s a quick answer: For motors, servos are pretty easy to use. Put a piece of black material on the arm of the servo if the laser is weak and this is safe to do. Alternatively, put a mirror on it and direct the beam to a beam block.

Drive the servo motors with an Arduino. Here’s a demo on how you can hook it up.

Piece of cake. Give this job to a barely conscious undergrad.

Here’s a shopping list, all from Sparkfun (not sponsored– just a good company):
Arduino – $25
Breakout board – $13
5v adapter – $6
Servo – $13
USB cable – $5
Header pins – $1.50

If you want to control them from switches, that’s easy to implement with the Arduino directly. Alternatively, you can use Processing (with Firmata) and make a simple GUI interface on the host computer.

An alternative (and more expensive) approach is to use linear actuators and an IO board from Phidgets.

Heat flow carried by electrons in a thermoelectric device requires a surprisingly wide “pipe”—a rare case where quantum effects have macroscopic consequences.

Published Fri Apr 04, 2014

The United Nations' highest court dealt a blow to Japan's scientific whaling program in the Antarctic, saying it isn't science. Author: Virginia Morell

As evidence mounts for cosmic inflation, theorists must confront a bedeviling conceptual problem in the theory. Author: Adrian Cho

A new analysis of PT symmetric theory—a possible alternative to conventional quantum mechanics—shows that it would allow signals to be sent faster than the speed of light.

Published Thu Apr 03, 2014