Teoretična fizika, znanstvena metoda in poškodbe

Znanost ne bi smela biti hitra, vendar se lahko napredek, ko se pospeši, dejansko počuti, kot da se hitrost odkrivanja upočasnjuje - zlasti v zvezi s fiziko. Ker je za fizike postalo običajno, da razvijajo teorije, ki jih nobena obstoječa tehnologija ne more preizkusiti, je praksa fizike zaostajala za štipendijo - ne glede na to, v kolikšni meri je to mogoče - dodeljevanje sredstev za eksperimentiranje je postalo težko.

Otroci plakatov (ki kupujejo ta plakat?) Za zamik med teorijo in eksperimentom so teorija strun, ki je ni ovrgla, vendar nekateri strokovnjaki morda ne morejo biti testirani. Za znanstvenike, ki lahko trdijo, da uspeh dokazuje ali zavrača hipoteze, je to najslabši možni scenarij. Prav zaradi tega znanstveniki govorijo: prejšnji teden se je v Münchnu zbral kader fizikov in filozofov, ki so se o tej problematiki pogovarjali na konferenci z naslovom »Zakaj zaupati teoriji?«.

Stvari so se presenetljivo segrele.

Eden od organizatorjev konference, Richard Dawid, trdi, da lahko fiziki potrjujejo teorijo brez poskusov, na primer s svojo razlagalno močjo, njeno notranjo doslednostjo ali odsotnostjo uspešnih konkurentov. Ne boste presenečeni, če boste izvedeli, da se drugi ne strinjajo. George Ellis in Joe Silk sta objavila komentar Narava "Brani integriteto fizike", v katerem so trdili, da Dawidov pristop spodkopava fizikalne znanosti. Edini način, da testiramo teorijo, pravijo, je, da jo preizkusimo.

Sabine Hossenfelder, raziskovalka na Inštitutu za napredne študije v Frankfurtu in blogerka za Backreaction, se strinja z Ellis in Silk. Hossenfelder deluje v fenomenologiji kvantne gravitacije, kar pomeni, da išče eksperimentalno preverljive napovedi kvantnih teorij gravitacije. Inverse govoril z njo o teorijah, eksperimentih in o tem, kako izvleči fiziko iz plevela in nazaj na pravo pot.

Bili ste zelo glasni, ko ste kritizirali nedavni poskus, Fermilabov Holometer, na podlagi tega, da poskus ni bil podprt s teorijo, da smo pred časom vedeli, da eksperiment ne bo našel ničesar. Kakšen je pravi odnos med teorijo in eksperimentom?

Vprašanje je naslednje: delam večinoma v kvantni gravitaciji, ki je eno od področij fizike, ki bi jo imenoval osnovna fizika. To so področja, ki se nanašajo na strukturo prostorskega časa, od česa je stvar in kaj je izvor vesolja. In kar se je zgodilo v zadnjem stoletju, ni tako presenetljivo, je, da so bile vse lahke stvari narejene.

Ampak res je tukaj, kjer želite potisniti meje vaših teorij, kjer je težava zdaj. Kaj se je zgodilo je, da dobite to veliko vrzel med eksperimentom in teorijo. Teoretiki imajo veliko svobode in eksperimentatorji ne vedo, kaj naj storijo. Kako napredujete na takšnem področju?

Morate biti zelo jasni glede tega, koliko lahko zaupate svoji teoriji, ker potrebujete teorijo, da eksperimentatorju pove, kje naj gleda. Potrebujete teorijo, da določite najbolj obetavne teste. Ker potem moramo vložiti veliko denarja in zgraditi nekaj poskusov, ki bi lahko trajali desetletja.

In kje pride Holometer? No, lahko vprašate isto stvar o Holometru: Ali je bilo obetajoče, da bo naredil ta poskus, ker smo zaupali neki teoriji, da bomo morda našli nekaj z njim? Odgovor je: Ne, ni bilo nobenega znaka.

Zdaj ta poskus ni stalo milijarde. Razumem, da gre predvsem za povečanje možne natančnosti pri takšnih meritvah in to je sam po sebi dosežek. Težave s tem nimam. Toda ideja, da bi s tem preskusili kvantno gravitacijo, je bila od začetka nesmisel, in vsi, ki so delali na fenomenologiji kvantne gravitacije, so to vedeli.

Zdi se, da bi idealiziran proces medsebojnega pregleda ali idealiziran proces preverjanja znanstvenih poskusov preprečil, da bi se to zgodilo v popolnem svetu.

Da, v popolnem svetu. Toda v resnici se vedno dogaja sranje. Kljub temu je medsebojni pregled najboljši, ki ga imamo. Ne trdim, da ni nič narobe z medsebojnim pregledom, pravim pa, da so vprašanja s strokovnimi pregledi organizacijska vprašanja. Načeloma bi jih lahko določili. Medsebojni pregledi so še vedno dobra stvar, ki poganja znanost, ker je to edino merilo, ki ga imamo, razen sodbe po naravi. Toda ko gre za razvoj teorije - preden je narava sprejela svojo sodbo - je recenziranje edini način, da lahko dobro razvrstite od slabega. Ko gre za razvoj nove teorije, morate vprašati strokovnjake: »Ali je ta teorija združljiva z vsem, kar vemo o naravi?«

In ko govorite o poskusih, ki bi verjetno stali veliko kupov denarja, postane to še bolj pomembno.

Točno, tako s Hoganom je bil Fermilab in verjetno so imeli kakšen razlog. Ni veliko denarja. Toda zdaj, ko gre okoli in pravi, da smo preizkusili holografsko načelo, me to res razjezi, ker v resnici nima nič opraviti s kvantno gravitacijo. Iz moje perspektive prav tako oddaja slabo svetlobo na celotno polje fenomenološke kvantne gravitacije, kjer ljudje dejansko poskušajo preizkusiti te stvari. Na tem sem delal že dolgo časa in zdaj se poskušam rešiti, ker nisem mogel dobiti sredstev. Tako to deluje za povprečne ljudi, kot sem jaz.

Problem holometra se sliši kot eksperimentator brez teorije. Toda v nekaterih primerih imate tudi obraten problem, ne nujno zaradi pomanjkanja poskusov, vendar imate teoretike brez jasnih poskusnih možnosti. Mislim, da to težavo opisujete, ko se fiziki »izgubijo v matematiki«. Ali vas pravilno razumem?

Lahko bi ga razložili na ta način. Toda to, o čemer govorim z »izgubljenim v matematiki«, je več: fiziki so se zelo močno osredotočili na nekaj teoretičnih možnosti, ko gre za teorijo kvantne gravitacije ali poenotenje. Enako je s temno snovjo. Medtem so zavrgli številne druge možnosti. Fiziki naredijo veliko predpostavk, ki jih v teoriji razvijajo, da ne izrecno zapišejo. In potem se "izgubijo v matematiki."

S tem mislim na to, da na izbiro teorije vpliva veliko meril, ki niso izrecno priznana. Primeri v mojih mislih so naravni, preprostosti in lepote. To so vsa merila, ki se v praksi uporabljajo, potem pa se pretvorijo v matematične zahteve in ljudje pozabijo, da je bila izbira, da so bile hipoteze, ki jih morate preizkusiti.

Vzemite ta primer naravnosti. Argument je, da ne glede na teorijo ne bi smeli imeti nobenih parametrov, ki so bodisi zelo veliki ali zelo majhni, ker se to ne zdi naravno. Mislim, da je to popolna nesmiselnost.

Mislim, narava ne zanima vaših pričakovanj.

Prav. To je dobra točka. Tudi narava ne zanima, kaj je lepa. Zakaj? Zakaj bi narava skrbela? Ko mi ljudje rečejo: »Tej teoriji mi je všeč, ker je tako elegantna,« kot jaz, »Kaj torej?«

Pri Holometru dobimo leta pokrivanja nekaj, kar na koncu verjetno ne testira ničesar. Kljub temu, ker ima tako privlačno predpostavko, se bodo novinarji obrnili nanj. Kaj bi lahko znanstveni novinarji naredili, da bi se malo obudili in obravnavali znanost bolj, kot je v resnici, kot pa tovrstno domišljijsko televizijsko oddajo?

V primeru Holometerja bi bilo zelo enostavno, ker mislim, da so ljudje samo ponovili, kar je bilo v sporočilu za javnost iz kraja, ki je dejansko financiral eksperiment. Kaj torej pričakujete? Ali pričakujete, da bo to objektivno? Mislim, vsaj bi moral iti in vprašati nekoga s terena, kaj mislijo o tem poskusu. V tem primeru je bilo za novinarje neverjetno, da so to ponovili.

Na splošno menim, da je v nekaterih primerih težko ugotoviti, kaj pravijo znanstveniki. Zelo težko je za nekoga, ki tega ne dela, ugotoviti, kaj je res, kaj je rahlo upognjeno in kaj je popolna nesmiselnost.Toda veliko tega je posledica pritiska. Obstaja časovni pritisk, potem pa mora prodati, zato moraš pripraviti velik naslov.

In tako se znanost v tisku pretvori iz počasi premikajočega se in napredujočega področja znanja v to stvar, v kateri se vsakih dveh dni dogajajo prodori, in naše temeljno razumevanje vesolja se vsakih nekaj mesecev prevrne, tako da tukaj je ta velika zgodba. o tem. Tvoj um je raznesen.

Moj um je bil preveč napihnjen, da ne vem več, kaj naj rečem o tem.