Теоретична физика, научен метод и увреждане

Науката не трябва да е бърза, но с напредването на напредъка може да се почувства, че темпото на откриване се забавя - особено по отношение на физиката. Тъй като за физиците е станало обичайно да развиват теории, които не могат да тестват нито една съществуваща технология, практиката на физиката изостава от стипендията - до каквато и да е степен - възможността за разпределяне на ресурси за експериментиране е трудно.

Детето на плаката (който купува този плакат?) За изоставането между теорията и експеримента е теория на струните, която не е опровергана, но според някои експерти може да не се провери изобщо. За учени, които могат да претендират за успех, доказващи или опровергаващи хипотези, това е най-лошият сценарий. Ето защо учените го говорят: Миналата седмица кадри на физици и философи се събраха в Мюнхен, за да обсъдят този проблем на конференция, наречена „Защо да вярваме на една теория?“.

Нещата бяха изненадващо затоплени.

Един от организаторите на конференцията, Ричард Давид, твърди, че физиците могат да потвърдят теория без експеримент, като се обръщат, например, към обяснителната му сила, вътрешната си последователност или липсата на жизнеспособни конкуренти. Няма да се изненадате, ако научите, че другите не са съгласни. Джордж Елис и Джо Силк публикуваха коментар в природа наречена „Защита на физиката на физиката”, в която те твърдят, че подходът на Давид подкопава физическите науки. Единственият начин да тестваме една теория, казват те, е да я поставим на експеримент.

Сабине Хосенфелдер, изследовател във Франкфуртския институт за напреднали изследвания и блогърът зад Backreaction, е съгласна с Елис и Силк. Хосенфелдер работи в квантовата гравитационна феноменология, което означава, че търси експериментално проверими прогнози за квантовите теории за гравитацията. обратен разговаря с нея за теориите, експериментите и как да измъкне физиката от плевелите и да се върне на пистата.

Бяхте много волеви да критикувате един неотдавнашен експеримент, „Холометър“ на Фермилаб, на основание, че експериментът не е подкрепен от теория, че предварително знаем, че експериментът няма да намери нищо. Каква е правилната връзка между теорията и експеримента?

Въпросът е следният: работя предимно в квантовата гравитация, която е една от областите на физиката, която бих нарекъл фундаментална физика. Това са областите, които се занимават със структурата на космическото време, от какво се състои материята и какъв е произходът на Вселената. И това, което се случи през миналия век, не е толкова изненадващо, е, че всички лесни неща са направени.

Но всъщност тук е мястото, където искате да прокарате границите на вашите теории, където проблемът е в момента. Защото това, което се е случило е, че получавате тази голяма разлика между експеримента и теорията. Теоретиците имат много свобода и експериментаторите не знаят какво да правят. Как да постигнете напредък в подобна област?

Ами трябва да сте много ясни за това колко много можете да се доверите на вашата теория, защото ви е необходима теорията, за да кажете на експериментатора къде да погледне. Нуждаете се от теорията, за да определите най-обещаващите тестове. Защото тогава трябва да инвестираме много пари и да изградим някакъв експеримент, който може да отнеме десетилетия.

И така, откъде идва Холометърът? Е, можеш да попиташ същото за Холометъра: Обещаваше ли да направиш този експеримент, защото вярвахме в някаква теория, че може да намерим нещо с него? И отговорът е: Не, нямаше никакви признаци.

Сега този експеримент не струваше милиарди. Моето разбиране е, че това е преди всичко за увеличаване на възможната точност при такива измервания и това е само по себе си постижение. Нямам проблем с това. Но идеята, че с това можете да тествате квантовата гравитация, е от самото начало безсмислици и всички, които работят с феноменологията на квантовата гравитация, знаят това.

Изглежда, че идеализираният процес на партньорска проверка или идеализираният процес на проверка на научните експерименти ще попречи на това да се случи в един съвършен свят.

Да, в един съвършен свят. Но в действителност всичко се случва. Все пак, партньорската проверка е най-доброто, което имаме. Не казвам, че няма нищо лошо в партньорската проверка, казвам, че проблемите с партньорската проверка са организационни въпроси. По принцип те биха могли да бъдат фиксирани. Партньорската проверка все още е добро нещо, което управлява науката, защото това е единственият критерий, който имаме - освен осъждането по природа, разбира се. Но когато става дума за развитие на теорията - преди природата да е направила своята преценка - партньорската проверка е единственият начин да сортирате доброто от лошото. Когато става въпрос за разработване на нова теория, трябва да попитате експертите: „Съвместима ли е тази теория с всичко, което знаем за природата?“

И когато говорите за експерименти, които потенциално струват големи купчини пари, става още по-важно.

Точно така, с Хоган беше Фермилаб и вероятно имаха някаква причина. Това не е огромна сума пари. Но сега, когато обикаля и казва, че сме тествали холографския принцип, това наистина ме вбесява, защото наистина няма нищо общо с квантовата гравитация. От моя гледна точка тя хвърля и лоша светлина върху цялото поле на феноменологичната квантова гравитация, където хората всъщност се опитват да тестват тези неща. Работих по този въпрос от дълго време и сега се опитвам да се измъкна от него, защото не можех да получа финансиране. Така че това е начинът, по който работи средните хора като мен.

Проблемът с холометър звучи като експериментатор без теория. Но в някои случаи имате и обратния проблем, не непременно поради липса на опит, но имате теоретици без ясни експериментални перспективи. Мисля, че описвате този проблем като физици, които „губят математика“. Разбирам ли ви правилно?

Човек може да го тълкува по този начин. Но това, за което говоря с „изгубени в математиката“, е повече: Физиците са се фокусирали много силно върху няколко теоретични възможности, когато става въпрос за теорията за квантовата гравитация или за обединението. Същото е и с тъмната материя. И по пътя те са изхвърлили много други възможности. Физиците правят много предположения, които те използват на теория, че не записват изрично. А след това се „загубват по математика“.

Това, което искам да кажа, е, че изборът на теория се влияе от много критерии, които не са изрично признати. Примерите ми са тези на естествеността, простотата и красотата. Това са всички критерии, които се използват на практика, но след това те се превръщат в математически изисквания и хората забравят, че това е избор, че са хипотези, които трябва да тествате.

Вземете този пример за естественост. Аргументът е, че каквато и да е теорията, тя не трябва да има никакви параметри, които са или много големи, или много малки, защото това не изглежда естествено. Мисля, че това е пълна глупост.

Искам да кажа, природата наистина не се интересува от вашите очаквания.

Точно така. Това е добра идея. Природата също не се интересува от това, което намирате за красиво. Защо? Защо трябва да се грижи природата? Когато хората ми казват: „Тази теория ми харесва, защото е толкова елегантна“, аз харесвам „какво от това?“

С Holometer, ние получаваме години на покритие на нещо, което в крайна сметка вероятно не изпробва нищо. Независимо от това, тъй като има такова зашеметяващо предположение, журналистите ще се стичат до него. Какво биха могли да направят научните журналисти, за да се преобърнат малко и да се отнасят към науката повече, отколкото всъщност, отколкото с този вид фантастично телевизионно шоу?

В случая с Холометър би било много лесно, защото мисля, че хората просто повториха това, което беше в прессъобщението от мястото, което всъщност финансира експеримента. И така, какво очаквате? Очаквате ли това да бъде обективно? Искам да кажа, поне трябва да отидете и да попитате някого от областта какво мислят за този експеримент. В този случай за журналистите беше невероятно небрежно да повтарят това.

По-общо казано, мисля, че е трудно в някои случаи наистина да се разбере какво казват учените. Много е трудно за някой, който наистина не работи по този въпрос, да разбере какво е истина, какво е леко наклонено и какво е пълна глупост.Но голяма част от това се дължи и на натиск. Има времево напрежение и тогава трябва да се продава, така че трябва да излезете с голямо заглавие.

И така науката в пресата се преобразува от бавно движещо се, постепенно прогресиращо поле на знанието в това нещо, в което се случват пробиви на всеки два дни, и нашето основно разбиране за Вселената се преобръща на всеки няколко месеца, така че ето тази велика история за това. Умът ви е взривен.

Умът ми беше издухан толкова много пъти, че вече не знам какво да кажа за това.