Теоријска физика, научна метода и учињена штета

Наука не би требала бити брза, али како се напредак убрзава, може се осјећати као да се темпо откривања успорава - посебно у погледу физике. Будући да је физичарима постало уобичајено да развијају теорије које ниједна постојећа технологија не може тестирати, пракса физике заостаје за стипендијом - у било ком степену који је могућ - додјела средстава за експериментирање постала је тешка.

Дете постера (који купује овај плакат?) Због кашњења између теорије и експеримента је теорија струна, која није оповргнута, али за коју неки стручњаци кажу да уопште не може бити тестирана. За научнике, који могу тврдити да су успјели доказати или оповргнути хипотезе, ово је најгори могући сценариј. Због тога научници проговарају: Прошле седмице, кадрови физичара и филозофа окупили су се у Минхену како би разговарали о овом проблему на конференцији под називом „Зашто вјеровати теорији?“.

Ствари су биле изненађујуће загрејане.

Један од организатора конференције, Рицхард Давид, тврди да физичари могу да потврде теорију без експеримента позивајући се, на пример, на њену експланаторну моћ, њену унутрашњу конзистентност или одсуство одрживих конкурената. Нећете се изненадити када сазнате да се други не слажу. Георге Еллис и Јое Силк објавили су коментар у Природа под називом “Бранити интегритет физике”, у којој су тврдили да Давидов приступ подрива физичке науке. Једини начин да се тестира теорија, кажу, је да се она експериментише.

Сабине Хоссенфелдер, истраживачица на Франкфуртском институту за напредне студије и блогер иза Бацкреацтиона, слаже се са Еллис и Силк. Хоссенфелдер ради у феноменологији квантне гравитације, што значи да тражи експериментално проверљива предвиђања квантне теорије гравитације. Инверсе разговарали су са њом о теоријама, експериментима, и како да извуку физику из корова и да се врате на прави пут.

Веома сте гласно критиковали један недавни експеримент, Фермилабов Холометар, на основу тога што експеримент није био подржан теоријом, да смо унапред знали да експеримент неће наћи ништа. Који је прави однос између теорије и експеримента?

Питање је следеће: радим углавном у квантној гравитацији, што је једна од области физике коју бих назвао основном физиком. То су области које се баве структуром просторног времена, од чега се састоји материја и које је поријекло универзума. А оно што се догодило у прошлом стољећу, не толико изненађујуће, јесте да су све лаке ствари учињене.

Али то је стварно овде, где желите да гурнете границе својих теорија, где је проблем сада. Јер оно што се десило је да добијете велики јаз између експеримента и теорије. Теоретичари имају много слободе и експериментатори не знају шта да раде. Како напредујете у оваквој области?

Морате бити врло јасни у погледу тога колико можете вјеровати својој теорији, јер вам је потребна теорија да експериментатору каже гдје да гледа. Потребна вам је теорија да бисте идентификовали тестове који највише обећавају. Јер онда морамо уложити много новца и изградити неки експеримент који би могао да траје деценијама.

Где улази Холометар? Па, можете питати исту ствар о Холометру: Да ли је обећавало да ћете урадити овај експеримент зато што смо веровали некој теорији да бисмо могли да пронађемо нешто са тим? А одговор је: Не, није било никаквих назнака.

Сада овај експеримент није коштао милијарде. Моје схватање је да је то прије свега о повећању могуће прецизности у таквим мјерењима, а то је само по себи постигнуће. Немам проблема с тим. Али идеја да са овим можете тестирати квантну гравитацију је од почетка била глупост, и сви који су радили на феноменологији квантне гравитације то су знали.

Чини се да би идеализовани процес рецензирања или идеализирани процес провјере научних експеримената спријечили да се овакве ствари догоде у савршеном свијету.

Да, у савршеном свијету. Али у стварности, срања се увек дешавају. Ипак, рецензије колега су најбоље што имамо. Не кажем да нема ништа лоше у прегледу колега, кажем да су проблеми са рецензијом организациони проблеми. Они би у принципу могли бити фиксирани. Пеер ревиев је још увијек добра ствар која покреће знаност, јер је то једини критериј који имамо - осим процјене природе по природи. Али када је у питању развој теорије - прије него што је природа направила своју просудбу - рецензију колега је једини начин на који можете сортирати добро од лошег. Када је у питању развој нове теорије, морате питати експерте: "Да ли је ова теорија компатибилна са свиме што знамо о природи?"

А када говорите о експериментима који потенцијално коштају велике гомиле новца, то постаје још важније.

Тако је, са Хоганом, то је био Фермилаб и вероватно су имали неки разлог. То није огромна количина новца. Али сада када се креће около и каже да смо тестирали холографски принцип, то ме стварно нервира, јер стварно нема ништа са квантном гравитацијом. Из моје перспективе она такођер баца лоше свјетло на цијело поље феноменолошке квантне гравитације, гдје људи заправо покушавају тестирати те ствари. Радила сам на томе дуго времена и сада покушавам да се извучем из тога јер нисам могла да добијем средства. Тако то функционише за просечне људе као што сам ја.

Проблем са Холометром звучи као експериментатор без теорије. Али у неким случајевима имате и обрнути проблем, не нужно због недостатка покушаја, али имате теоретичаре без јасних експерименталних изгледа. Мислим да овај проблем описујете као физичаре који се “губе у математици”.

Може се протумачити на овај начин. Али оно на шта се позивам са “изгубљеном у математици” је више ово: Физичари су се веома снажно фокусирали на неколико теоретских могућности када је у питању теорија квантне гравитације или уједињења. Исто је и са тамном материјом. И успут су одбацили многе друге могућности. Физичари праве много претпоставки које користе у теоријском развоју да не напишу експлицитно. А онда се "изгуби у математици".

Оно што хоћу да кажем је да на избор теорије утиче много критеријума који нису експлицитно признати. Примјери у мом уму су природност, једноставност и љепота. То су сви критеријуми који се у пракси користе, али онда се они претварају у математичке захтеве и људи заборављају да је то био избор, да су то хипотезе које треба да тестирате.

Узмите овај пример природности. Аргумент је да без обзира на теорију, она не би требала имати било које параметре који су или веома велики или врло мали, јер то не изгледа природно. Мислим да је то потпуно бесмислено.

Мислим, природа није баш брига за ваша очекивања.

Јел тако. То је добро. Природа такође не мари за оно што сматрате лепим. Зашто? Зашто би се природа бринула? Када ми људи кажу: „Свиђа ми се ова теорија зато што је тако елегантна“, свиђа ми се, „Па шта?“

Са Холометром добијамо године покривања нечега што, на крају крајева, не тестира ништа. Ипак, пошто има тако привлачну премису, новинари ће се окупити на њој. Шта би науцни новинари могли да ураде како би се помало обуздали и третирали науку више као што је заправо, него као ова врста фантастичне ТВ емисије?

У случају Холометра то би било врло лако, јер мислим да су људи управо поновили оно што је било у саопштењу за штампу са места које је заправо финансирало експеримент. Шта очекујете? Да ли очекујете да ће то бити објективно? Мислим, барем треба да одеш и питаш некога са терена шта мисле о овом експерименту. У овом случају, новинарима је било невероватно неуредно да то понављају.

Уопштено говорећи, мислим да је у неким случајевима једноставно тешко схватити шта говоре научници. Веома је тешко за некога ко заиста не ради на томе да схвати шта је истина, шта је мало савијено и шта је тотална глупост.Међутим, доста тога се покреће и притиском. Постоји временски притисак, и онда мора да се прода, тако да морате смислити велики наслов.

И тако се наука у новинарству преображава из полако покретног, постепено напредујућег поља знања у ову ствар у којој се догађају пробоји свака два дана, и наше темељно разумијевање универзума се преокреће сваких неколико мјесеци, па ево ове сјајне приче. о томе. Твој ум је разнесен.

Мој ум је толико пута прегорио да више не знам шта да кажем о томе.