Teorinė fizika, mokslinis metodas ir padaryta žala

Mokslas neturėtų būti spartus, tačiau, kai pažanga paspartėja, ji iš tikrųjų gali jaustis, kad atradimo tempas lėtėja - konkrečiai kalbant apie fiziką. Kadangi fizikai tapo įprasta kurti teorijas, kurios negali išbandyti jokios egzistuojančios technologijos, fizikos praktika atsilieka nuo stipendijos - bet kokiu mastu, kad būtų sunku paskirstyti išteklius eksperimentams.

Plakato vaikas (kuris perka šį plakatą?) Už atotrūkį tarp teorijos ir eksperimento yra styginių teorija, kuri nebuvo paneigta, tačiau kai kurie ekspertai visai negali būti testuojami. Mokslininkams, kurie gali reikalauti sėkmės, įrodantys ar paneigiančius hipotezes, tai yra blogiausias atvejis. Štai kodėl mokslininkai tai kalba: Praėjusią savaitę Miunchene susirinko fizikų ir filosofų kadras, kuriame aptarė šią problemą konferencijoje „Kodėl pasitikite teorija?“.

Daiktai buvo stebėtinai šildomi.

Vienas iš konferencijos organizatorių Richard Dawid teigia, kad fizikai gali patvirtinti teoriją be eksperimento, kreipdamiesi, pvz., Į jo aiškinamąją galią, vidinį nuoseklumą ar gyvybingų konkurentų nebuvimą. Jūs nustebsite, kad sužinosite, kad kiti nesutinka. George Ellis ir Joe Silk paskelbė komentarą Gamta „Ginti fizikos vientisumą“, kuriame jie teigė, kad Dawido požiūris kenkia fiziniams mokslams. Vienintelis būdas išbandyti teoriją, jie sako, yra išbandyti.

Sabine Hossenfelder, Frankfurto aukštųjų studijų instituto mokslininkė ir „Backreaction“ užkrečiama dienoraštis sutinka su Ellis ir Silk. Hossenfelder dirba kvantinės gravitacijos fenomenologijoje, o tai reiškia, kad ji ieško eksperimentiškai išbandomų kvantinės gravitacijos teorijų prognozių. Inversinis su juo kalbėjo apie teorijas, eksperimentus ir kaip gauti fiziką iš piktžolių ir grįžti į kelią.

Labai dainuojate, kad kritikuojate vieną neseniai atliktą eksperimentą, „Fermilab“ holometrą, nes eksperimentas nebuvo pagrįstas teorija, kad žinojome, jog eksperimentas nieko neras. Kas yra teisingas ryšys tarp teorijos ir eksperimento?

Problema yra tokia: daugiausia dirbau kvantinėje gravitacijoje, kuri yra viena iš fizikos sričių, kurias aš vadinčiau pagrindine fizika. Tai yra sritys, kuriose kalbama apie erdvės laiko struktūrą, kas yra dalykas, ir kas yra visatos kilmė. Ir kas nutiko praėjusiame amžiuje, ne taip stebėtinai, kad visi lengvi dalykai buvo padaryti.

Bet tai tikrai čia, kur norite stumti savo teorijų ribas, kur dabar yra problemų. Nes tai, kas atsitiko, yra ta, kad jūs gaunate šį didelį atotrūkį tarp eksperimento ir teorijos. Teoretikai turi daug laisvės, o eksperimentai tikrai nežino, ką daryti. Taigi, kaip jūs darote pažangą tokioje srityje?

Na, jūs turite būti labai aiškūs apie tai, kiek galite pasitikėti savo teorija, nes jums reikia teorijos, kad būtų pasakyta eksperimentinė, kur ieškoti. Jums reikia teorijos, kad nustatytumėte perspektyviausius testus. Nes tada turime investuoti daug pinigų ir sukurti tam tikrą eksperimentą, kuris gali užtrukti dešimtmečius.

Taigi, kur įeina Holometras? Na, jūs galite paklausti to paties apie holometrą: ar buvo žada atlikti šį eksperimentą, nes pasitikėjome tam tikra teorija, kad galime rasti kažką su juo? Ir atsakymas yra: Ne, nebuvo jokių požymių.

Dabar šis eksperimentas nepadėjo milijardų. Mano supratimas yra tai, kad pirmiausia apie tokius matavimus galima padidinti tikslumą, ir tai yra pasiekimas pats. Aš neturiu problemų su tuo. Bet mintis, kad su tuo jūs galėtumėte išbandyti kvantinę gravitaciją, buvo nuo pradžios nesąmonė, ir visi, dirbantys kvantinės gravitacijos fenomenologijoje, tai žinojo.

Atrodo, kad idealizuotas tarpusavio vertinimo procesas arba idealizuotas mokslinio eksperimento tikrinimo procesas užkirstų kelią tokiam dalykui tobulame pasaulyje.

Taip, tobulame pasaulyje. Bet iš tikrųjų, šūdas visada vyksta. Vis dėlto tarpusavio vertinimas yra geriausias, ką turime. Nenoriu pasakyti, kad nėra nieko blogo, jei atlikite tarpusavio vertinimą, sakau, kad problemos, susijusios su tarpusavio vertinimu, yra organizaciniai klausimai. Jie iš esmės galėtų būti nustatyti. Tarpusavio vertinimas vis dar yra geras dalykas, skatinantis mokslą, nes jis yra vienintelis kriterijus, kurį mes turime - išskyrus natūralų sprendimą. Bet kai kalbama apie teorijos raidą - prieš gamtą priėmus sprendimą, bendraamžių apžvalga yra vienintelis būdas surūšiuoti gėrį iš blogų. Kalbant apie naujos teorijos kūrimą, turite paklausti ekspertų: „Ar ši teorija yra suderinama su viskuo, ką žinome apie gamtą?“

O kai kalbate apie eksperimentus, kurie gali kainuoti didelius grynųjų pinigų krūvius, jis tampa dar svarbesnis.

Tiesa, taigi, su Hoganu, tai buvo Fermilabas ir tikriausiai turėjo tam tikrą priežastį. Tai nėra didžiulis pinigų kiekis. Bet dabar, kai jis eina aplink ir sako, kad išbandėme holografinį principą, kuris mane tikrai išblaško, nes iš tikrųjų tai neturi nieko bendro su kvantiniu gravitacija. Mano nuomone, tai taip pat palieka blogą šviesą visame fenomenologinio kvantinio gravitacijos lauke, kur žmonės iš tikrųjų bando išbandyti šiuos dalykus. Ilgą laiką dirbau šiuo klausimu ir dabar bandau išeiti, nes negalėjau gauti finansavimo. Taip jis veikia vidutiniams žmonėms, kaip man.

Holometro problema skamba kaip eksperimentinė be teorijos. Tačiau kai kuriais atvejais taip pat turite atvirkštinę problemą, nebūtinai dėl bandymo stokos, bet jūs turite teoretikų, neturinčių aiškių eksperimentinių perspektyvų. Manau, kad šią problemą apibūdinate kaip fizikus, kurie „praranda matematiką“. Ar gerai suprantu jus?

Taip galima aiškinti. Tačiau tai, ką aš kalbu apie „prarastą matematiką“, yra daugiau: fizikai labai daug dėmesio skyrė kelioms teorinėms galimybėms, kai kalbama apie kvantinės gravitacijos teoriją arba susijungimą. Tas pats su tamsia medžiaga. Ir pakeliui jie atsisakė daug kitų galimybių. Fizikai daro daug prielaidų, kurias jie naudoja teorijos kūrimo procese, kad jie aiškiai nenurodo. Ir tada jie „praranda matematiką“.

Tai, ką aš turiu galvoje, yra tai, kad teorijos atranką lemia daug kriterijų, kurie nėra aiškiai pripažinti. Mano nuomone, pavyzdžiai yra natūralumas, paprastumas ir grožis. Tai yra visi kriterijai, kurie yra praktiškai naudojami, bet tada jie paverčiami matematiniais reikalavimais ir žmonės pamiršo, kad tai buvo pasirinkimas, kad jie buvo hipotezės, kurias reikia išbandyti.

Paimkite šį natūralumo pavyzdį. Argumentas yra tas, kad, nepaisant teorijos, jis neturėtų turėti jokių labai didelių ar labai mažų parametrų, nes tai nėra natūralus. Manau, kad tai visiškai nesąmonė.

Turiu omenyje, kad gamta tikrai nerūpi jūsų lūkesčiais.

Teisė. Geras pastebėjimas. Gamta taip pat nerūpi, ką rasite gražiai. Kodėl? Kodėl turėtų rūpintis gamta? Kai žmonės man sako: „Man patinka ši teorija, nes ji yra tokia elegantiška“, man patinka: „Taigi, ką?“

Su Holometru gauname metų aprėptį kažkam, kas galų gale tikriausiai nieko neišbando. Vis dėlto, kadangi jis turi tokią intriguojančią prielaidą, žurnalistai į ją pateks. Ką mokslas žurnalistai galėtų daryti šiek tiek sau ir traktuoti mokslą labiau, kaip tai iš tikrųjų yra, o ne tokia išgalvota TV šou?

Holometro atveju tai būtų buvę labai paprasta, nes manau, kad žmonės tiesiog pakartojo tai, kas buvo spaudoje iš tos vietos, kurioje faktiškai buvo finansuojamas eksperimentas. Taigi, ko jūs tikitės? Ar tikitės, kad tai būtų objektyvi? Aš turiu galvoje, bent jau turėtumėte eiti ir paprašyti ko nors iš lauko, ką jie galvoja apie šį eksperimentą. Šiuo atveju žurnalistams tai buvo neįtikėtina.

Apskritai manau, kad kai kuriais atvejais sunku iš tikrųjų išsiaiškinti, ką sako mokslininkai. Labai sunku tai, kas niekam nedirba, išsiaiškinti, kas yra tiesa, kas yra šiek tiek išlenkta ir kas yra visiškai nesąmonė.Tačiau daugelis tai taip pat skatina spaudimas. Yra laiko spaudimas, ir tada jis turi parduoti, todėl jūs turite sugalvoti didelę antraštę.

Ir tai, kaip mokslas spaudoje veikia iš lėto judančio, palaipsniui besivystančio žinių lauko į šį dalyką, kuriame kas dveji dienomis vyksta laimėjimai, o mūsų esminis supratimas apie visatą yra panaikinamas kas porą mėnesių, todėl čia yra ši puiki istorija apie tai. Jūsų protas prapūsti.

Mano protas buvo susprogdintas tiek kartų, kad nežinau, ką apie tai pasakyti.