הפיזיקה התיאורטית, השיטה המדעית והנזקים שנגרמו

המדע אינו אמור להיות מהיר, אבל עם התקדמות המהירות זה באמת יכול להרגיש כמו קצב הגילוי הוא האטה - במיוחד לגבי הפיזיקה. מכיוון שפיסיקאים פיתחו תיאוריות שאין טכנולוגיה קיימת יכולה לבדוק, הפרקטיקה של הפיזיקה מפגרת אחרי המלגה - עד כמה שזה אפשרי - הקצאת משאבים לניסוי הפכה קשה.

ילד הפוסטר (מי קונה את הפוסטר הזה?) עבור הפיגור בין תיאוריה לבין ניסוי הוא תורת המיתרים, אשר לא הופרכה, אבל כמה מומחים אומרים לא ניתן לבדוק בכלל. עבור מדענים, מי יכול לטעון הצלחה להוכיח או להפריך היפותזות, זה התרחיש במקרה הגרוע ביותר. לכן המדענים מדברים על זה: בשבוע שעבר התכנס במינכן צוות של פיסיקאים ופילוסופים כדי לדון בבעיה זו בכנס שנקרא "למה לסמוך על תיאוריה?".

הדברים היו מחוממים להפתיע.

אחד ממארגני הכנס, ריצ'רד דויד, טוען כי פיסיקאים יכולים לאשר תיאוריה ללא ניסוי על ידי פנייה, למשל, לכוח ההסבר שלה, לעקביות הפנימית שלה, או להיעדרם של מתחרים קיימא. אתה לא תהיה מופתע ללמוד כי אחרים חולקים. ג'ורג 'אליס וג'ו סילק פירסמו הערה ב הטבע שנקרא "להגן על שלמות הפיזיקה", שבו הם טענו כי הגישה של דוד מערערת את המדעים הפיזיים. הדרך היחידה לבחון תיאוריה, הם אומרים, היא לנסות את זה.

סאבין Hossenfelder, חוקר במכון פרנקפורט ללימודים מתקדמים הבלוגר מאחורי Backreaction, מסכים עם אליס סילק. Hossenfelder עובד בגנום quantum פנומנולוגיה, כלומר היא מחפשת ניסוי לבדיקה ניבוי של תיאוריות הכבידה הקוונטית. הפוך דיברתי איתה על תיאוריות, ניסויים וכיצד להוציא את הפיסיקה מן העשבים ולחזור למסלול.

היית מאוד קולני על ביקורת על ניסוי אחד, המולומטר של פרמילאב, בטענה שהניסוי לא נתמך בתיאוריה, וידענו מראש שהניסוי לא ימצא דבר. מה הקשר הנכון בין תיאוריה לניסוי?

הנושא הוא כדלקמן: אני עובד על כוח הכבידה הקוונטי בעיקר, שהוא אחד התחומים של הפיזיקה שהייתי מכנה פיזיקה היסוד. אלה הם האזורים העוסקים במבנה של זמן החלל, מה החומר עשוי, ומהו מקור היקום. ומה שקרה במאה האחרונה, לא כל כך מפתיע, הוא שכל הדברים הקלים נעשו.

אבל זה באמת כאן, שבו אתה רוצה לדחוף את הגבולות של התיאוריות שלך, איפה הבעיה עכשיו. כי מה שקרה הוא שאתה מקבל את הפער הגדול בין הניסוי לבין התיאוריה. לתיאורטיקנים יש הרבה חופש והניסויים לא ממש יודעים מה לעשות. אז איך עושים התקדמות בתחום כזה?

ובכן, אתה צריך להיות מאוד ברור לגבי כמה אתה יכול לסמוך על התיאוריה שלך, כי אתה צריך את התיאוריה לספר את ניסיוני איפה לחפש. אתה צריך את התיאוריה כדי לזהות את הבדיקות המבטיחות ביותר. כי אז אנחנו צריכים להשקיע הרבה כסף ולבנות כמה ניסוי אשר עלול לקחת עשרות שנים.

אז לאן נכנס המולומטר? ובכן, אתה יכול לשאול את אותו דבר על הולומטר: האם זה היה מבטיח לעשות את הניסוי הזה כי אנחנו בטוחים כמה תיאוריה שאנחנו עלולים למצוא משהו עם זה? והתשובה היא: לא, לא היה שום אינדיקציה כלשהי.

עכשיו הניסוי הזה לא עלה מיליארדים. ההבנה שלי היא שזה בעיקר על הגדלת דיוק במידות כאלה, וזה הישג בפני עצמו. אין לי בעיה עם זה. אבל הרעיון שבכוחך לבדוק את כוח הכבידה הקוונטי היה מן השטויות הראשונות, וכל מי שעבד על תופעת הכבידה הקוונטית ידע זאת.

זה נראה כמו תהליך אידיאליזציה של ביקורת עמיתים או תהליך אידיאליזציה של בדיקות מדעיות הימנעות היה למנוע את זה דבר שקורה בעולם מושלם.

כן, בעולם מושלם. אבל במציאות, חרא תמיד קורה. ובכל זאת, ביקורת עמיתים היא הטובה ביותר שיש לנו. אני לא אומר שאין שום דבר רע עם ביקורת עמיתים, אני אומר כי הבעיות עם ביקורת עמיתים הם נושאים ארגוניים. הם יכולים באופן עקרוני להיות קבוע. ביקורת עמיתים היא עדיין דבר טוב שמניע את המדע, כי זה הקריטריון היחיד שיש לנו - מלבד שיפוט מטבעו כמובן. אבל כשמדובר בפיתוח התיאוריה - לפני שהטבע הפך את שיקול דעתה - ביקורת עמיתים היא הדרך היחידה שבה אתה יכול למיין את הטוב מן הרע. כשמדובר בפיתוח תיאוריה חדשה, אתה צריך לשאול מומחים, "האם תיאוריה זו תואמת את כל מה שאנחנו יודעים על הטבע?"

וכאשר אתה מדבר על ניסויים שעשויים לעלות ערימות גדולות של מזומנים, זה הופך להיות אפילו יותר חשוב.

נכון, עם הוגאן, זה היה פרמילאב, וכנראה היתה להם סיבה כלשהי. זה לא סכום עצום של כסף. אבל עכשיו שהוא מסתובב ואומר שבדקנו את העיקרון ההולוגרפי, זה ממש מעצבן אותי, כי באמת אין לזה שום קשר לכוח הקוונטים. מבחינתי היא גם שופכת אור רע על כל שדה הכבידה הקוונטית הפנומנולוגית, שם אנשים מנסים לבדוק את הדברים האלה. עבדתי על זה הרבה זמן ועכשיו אני מנסה לצאת מזה כי לא הצלחתי להשיג מימון. אז ככה זה עובד בשביל האנשים הממוצעים כמוני.

בעיית הולומטר נשמעת כמו ניסויית ללא תיאוריה. אבל יש לך בעיה הפוכה בחלק מהמקרים גם כן, לא בהכרח מחוסר ניסיון, אבל יש לך תיאורטיקנים ללא סיכויי ניסוי ברורים. אני חושב שאתה מתאר בעיה זו כמו הפיזיקאים מקבל "אבוד במתמטיקה." האם אני מבין אותך כראוי?

אפשר לפרש זאת כך. אבל מה שאני מכנה "אבוד במתמטיקה" הוא יותר מזה: הפיזיקאים התמקדו מאוד בכמה אפשרויות תיאורטיות כשמדובר בתיאוריה של כוח המשיכה הקוונטי או באיחוד. זה אותו הדבר עם החומר האפל. ובדרך הם כבר זנחו אפשרויות רבות אחרות. הפיזיקאים עושים הרבה הנחות שהם משתמשים בהם בתיאוריה כי הם לא רשמו במפורש. ואז אלה מקבלים "אבוד במתמטיקה".

כוונתי לכך היא שבחירת התיאוריה מושפעת מקריטריונים רבים שאינם מוכרים במפורש. הדוגמאות על מוחי הן אלה של הטבעיות, הפשטות והיופי. כל אלה הם קריטריונים המשמשים בפועל, אבל אז הם מקבלים המרה לדרישות מתמטיות ואנשים שוכחים שזה היה בחירה, כי הם היו השערות שאתה צריך לבדוק.

קחו את הדוגמה הזאת לטבעיות. הטענה היא כי מה התיאוריה היא, זה לא צריך להיות כל הפרמטרים כי הם גדולים מאוד או קטנים מאוד, כי זה לא נראה טבעי. אני חושבת שזאת שטות גמורה.

אני מתכוון, הטבע לא ממש אכפת הציפיות שלך.

ימין. זאת נקודה טובה. הטבע גם לא אכפת מה אתה מוצא יפה. למה? למה הטבע צריך לטפל? כשאנשים אומרים לי, "אני אוהב את התיאוריה הזו כי זה כל כך אלגנטי", אני כאילו, "אז מה?"

עם ההולומטר, אנחנו מקבלים שנים של כיסוי של משהו שבסופו של דבר, כנראה, לא בודק שום דבר בכלל. עם זאת, כי יש לה הנחה כה קליט, עיתונאים יהיה נוהרים אליו. מה יכול עיתונאים מדעיים לעשות קצת כדי לרסן את עצמם קצת ולטפל במדע יותר כפי שהוא באמת מאשר כמו זה סוג של תוכנית טלוויזיה דמיונית?

במקרה של הולומטר זה היה קל מאוד, כי אני חושב שאנשים פשוט חזר על מה היה בהודעה לעיתונות מן המקום כי למעשה מימן את הניסוי. אז למה אתה מצפה? האם אתה מצפה שזה יהיה אובייקטיבי? כלומר, לפחות אתה צריך ללכת ולשאול מישהו מהשדה מה הם חושבים על הניסוי הזה. במקרה זה, זה היה מרושל מאוד עבור עיתונאים לחזור על זה.

באופן כללי יותר, אני חושב שזה פשוט קשה במקרים מסוימים באמת להבין מה המדענים אומרים. זה מאוד קשה עבור מי לא ממש עובד על זה כדי להבין מה נכון, מה כפוף מעט מה שטויות מוחלטת.אבל הרבה זה מונע גם על ידי לחץ. יש לחץ זמן, ואז זה צריך למכור, אז אתה צריך לבוא עם כותרת גדולה.

וכך מתפתח מדע בעיתונות מתחום ידע הולך ומתהווה בהדרגה אל תוך הדבר הזה שבו מתרחשות פריצות דרך כל יומיים, וההבנה הבסיסית שלנו על היקום מתהפכת מדי כמה חודשים, אז הנה הסיפור הגדול הזה בנוגע לזה. המוח שלך פוצצו.

מוחי נפוצץ כל כך הרבה פעמים, כי אני כבר לא יודע מה להגיד על זה יותר.