Теоретична фізика, науковий метод і шкода

Наука не повинна бути швидкою, але, оскільки прогрес прискорюється, він фактично може відчувати, що темп відкриття сповільнюється - особливо стосовно фізики. Оскільки фізики стали звичайною справою для розробки теорій, які ніяка існуюча технологія не може перевірити, практика фізики відстає від стипендії - до будь-якого ступеня, що це можливо - виділення ресурсів для експериментів стало важким.

Дитина з плакатами (який купує цей плакат?) За відставання між теорією і експериментом - це теорія струн, яка не була спростована, але деякі експерти кажуть, що її не можна перевірити. Для вчених, які можуть заявити про успіх, який доводить або спростовує гіпотези, це найгірший сценарій. Саме тому вчені говорять про це: Минулого тижня кадри фізиків і філософів зібралися в Мюнхені, щоб обговорити цю проблему на конференції під назвою «Чому довіряти теорії?».

Речі були напрочуд нагріті.

Один з організаторів конференції, Річард Давід, стверджує, що фізики можуть підтвердити теорію без експерименту, звертаючись, наприклад, до її пояснювальної сили, її внутрішньої послідовності або відсутності життєздатних конкурентів. Ви не будете здивовані, дізнавшись, що інші не згодні. Джордж Елліс і Джо Сільк опублікували коментар Природа під назвою «Захист фізики», в якій вони стверджували, що підхід Довіда підриває фізичні науки. Єдиний спосіб перевірити теорію, кажуть вони, - це експериментувати.

Сабіне Хоссенфельдер, дослідник з Франкфуртського інституту перспективних досліджень і блогер за Backreaction, погоджується з Еллісом і Шолком. Хоссенфельдер працює в феноменології квантової гравітації, що означає, що вона шукає експериментально перевірені прогнози квантових теорій гравітації. Обернено розмовляли з нею про теорії, експерименти, і як вивести фізику з бур'янів і повернутися на шлях.

Ви дуже висловлювали критику одного недавнього експерименту, «Голометра» Фермілаба, на тій підставі, що експеримент не підтримується теорією, що ми знали заздалегідь, що експеримент нічого не знайде. Які правильні відносини між теорією та експериментом?

Питання полягає в наступному: в основному я працюю в квантовій гравітації, що є однією з областей фізики, яку я б назвав фундаментальною фізикою. Це сфери, пов'язані зі структурою космічного часу, з чого складається матерія, і з яким походженням Всесвіту. І те, що сталося в минулому столітті, не так дивно, полягає в тому, що всі легкі справи були зроблені.

Але це дійсно тут, де ви хочете просунути кордони ваших теорій, де проблема зараз. Тому що сталося те, що ви отримаєте цей великий розрив між експериментом і теорією. У теоретиків є багато свободи, і експериментатори не знають, що робити. Як же ви просуваєтеся в такій області?

Ну, ви повинні дуже чітко уявляти собі, наскільки ви можете довіряти своїй теорії, тому що вам потрібна теорія, щоб сказати експериментаторові, куди дивитися. Вам потрібна теорія для визначення найбільш перспективних тестів. Тому що тоді ми повинні вкласти багато грошей і побудувати якийсь експеримент, який може зайняти десятиліття.

Отже, куди входить Голометр? Ну, ви можете запитати те ж саме про Голометр: чи було обіцяно зробити цей експеримент, тому що ми довіряли якійсь теорії, що ми можемо знайти щось з ним? І відповідь: Ні, ніяких ознак не було.

Зараз цей експеримент не коштував мільярдів. Я розумію, що в першу чергу це стосується підвищення точності в таких вимірах, і це саме по собі досягнення. У мене немає проблем з цим. Але ідея про те, що з цим ви могли б перевірити квантову гравітацію, була з самого початку нісенітницею, і всі, хто працює над квантовою феноменологією гравітації, це знали.

Схоже, що ідеалізований процес експертної оцінки або ідеалізований процес перевірки наукових експериментів перешкоджають подібним подіям у досконалому світі.

Так, у досконалому світі. Але насправді, лайно завжди буває. Тим не менш, експертна оцінка - це найкраще, що ми маємо. Я не кажу, що немає нічого поганого в експертній оцінці, я кажу, що проблеми з експертною оцінкою є організаційними питаннями. Вони, в принципі, можуть бути виправлені. Рецензування все ще є гарною справою, яка керує наукою, оскільки це єдиний критерій, який ми маємо - крім судового розгляду, звичайно. Але коли справа доходить до розвитку теорії - перш ніж природа зробила її судження - експертна оцінка є єдиним способом, яким можна відсортувати добро від поганого. Коли справа доходить до розробки нової теорії, ви повинні запитати експертів: «Чи ця теорія сумісна з усім, що ми знаємо про природу?»

І коли ви говорите про експерименти, які потенційно коштують велику кількість грошей, це стає ще більш важливим.

Право, так з Хоганом, це був Фермілаб, і вони, мабуть, мали певну причину. Це не величезна сума грошей. Але тепер, коли він обертається і каже, що ми перевірили голографічний принцип, це насправді розчаровує, бо насправді це не має нічого спільного з квантовою гравітацією. З моєї точки зору це також проливає поганий світло на все поле феноменологічної квантової гравітації, де люди насправді намагаються перевірити ці речі. Я довго працював над цим і тепер намагаюся вийти з нього, тому що не міг отримати фінансування. Так це працює для середніх людей, як я.

Проблема Голометра звучить як експериментатор без теорії. Але в деяких випадках у вас є і зворотна проблема, не обов'язково через відсутність спроб, але у вас є теоретики, які не мають чітких експериментальних перспектив. Я думаю, ви описуєте цю проблему як фізиків, які "втрачаються в математиці".

Цим можна було б інтерпретувати. Але те, що я маю на увазі з «втраченою математикою», це більше: фізики дуже сильно зосереджувалися на декількох теоретичних можливостях, коли мова йде про теорію квантової гравітації або про уніфікацію. Те ж саме стосується і темної матерії. При цьому вони відкинули багато інших можливостей. Фізики роблять багато припущень, які вони використовують у теоретичному розвитку, щоб вони явно не записували. І вони потім "втрачаються в математиці".

Я маю на увазі те, що на вибір теорії впливає багато критеріїв, які явно не визнаються. Прикладами на мій погляд є природність, простота і краса. Це всі критерії, які на практиці використовуються, але потім вони перетворюються на математичні вимоги і люди забувають, що це був вибір, що це гіпотези, які потрібно перевірити.

Візьміть цей приклад природності. Аргумент полягає в тому, що незалежно від теорії, вона не повинна мати будь-яких параметрів, які або дуже великі, або дуже малі, оскільки це не здається природним. Я думаю, що це повна нісенітниця.

Я маю на увазі, що природа не дбає про ваші очікування.

Право. Це хороший момент. Природа також не дбає про те, що ви вважаєте красивою. Чому? Навіщо турбуватися про природу? Коли люди говорять мені: "Мені подобається ця теорія, тому що вона настільки елегантна," я люблю, "А що?"

За допомогою Голометра ми отримуємо багато років висвітлення чогось, що, врешті-решт, нічого не випробовує. Тим не менш, оскільки у неї є таке помітне приміщення, журналісти будуть приїжджати до нього. Що можуть зробити наукові журналісти, щоб трохи пом'якшити себе і більше сприймати науку, ніж вона є насправді, ніж такий вид химерного телешоу?

У випадку з Голометром було б дуже легко, тому що я думаю, що люди просто повторили те, що було в прес-релізі з місця, яке фактично фінансувало експеримент. Так що ви очікуєте? Чи очікуєте ви, що це буде об'єктивно? Я маю на увазі, принаймні, ви повинні піти і попросити когось із поля, що вони думають про цей експеримент. У цьому випадку журналістам було неймовірно недбало, щоб це повторювати.

У більш загальному плані, я вважаю, що в деяких випадках просто важко зрозуміти, що говорять вчені. Це дуже важко для того, хто насправді не працює над цим, щоб зрозуміти, що є істиною, що злегка зігнуте, і що є загальною нісенітницею.Але багато чого з цього також обумовлено тиском. Є час, а потім його треба продати, тому вам доведеться придумати великий заголовок.

І саме так наука в пресі переходить від повільно рухається, поступово прогресуючого поля знань до цієї речі, в якій прориви відбуваються кожні два дні, і наше фундаментальне розуміння Всесвіту скасовується кожні кілька місяців, так ось ця чудова історія про це. Ваш розум роздутий.

Мій розум був підірваний стільки разів, що я більше не знаю, що сказати про це.