Theoretical Physics, ang Scientific Method, at ang Damage Tapos na

Ang Agham ay hindi dapat maging mabilis, ngunit habang pinabilis ang pag-unlad, maaari itong aktwal na pakiramdam na ang bilis ng pagtuklas ay pagbagal - partikular na tungkol sa pisika. Dahil naging pangkaraniwan para sa mga physicist na bumuo ng mga teorya na walang pagsubok na umiiral na teknolohiya, ang pagsasanay ng pisika ay nahuhuli sa likod ng scholarship - sa anumang antas na posible - ang paglalaan ng mga mapagkukunan para sa pag-eksperimento ay naging mahirap.

Ang poster na bata (sino ang bumibili ng poster na ito?) Para sa lag sa pagitan ng teorya at eksperimento ay string theory, na hindi pa napapansin, ngunit kung saan ang ilang mga eksperto sabihin ay hindi maaaring maging testable sa lahat. Para sa mga siyentipiko, sino ang maaaring mag-claim ng tagumpay na nagpapatunay o nagpapahina sa mga pagpapalagay, ito ang pinakamasama na sitwasyon ng kaso. Alin ang dahilan kung bakit pinag-uusapan ito ng mga siyentipiko: Noong nakaraang linggo, nagtipon ang isang kadre ng mga pisiko at pilosopo sa Munich upang talakayin ang problemang ito sa isang kumperensya na tinatawag na "Why Trust a Teorya?".

Ang mga bagay ay nakakagulat na pinainit.

Ang isa sa mga organizer ng pagpupulong, si Richard Dawid, ay nagpapahayag na ang mga physicist ay maaaring makumpirma ang isang teorya na walang eksperimento sa pamamagitan ng apila, halimbawa, sa pagpapaliwanag ng kapangyarihan nito, sa panloob na pagkakapare-pareho nito, o sa kawalan ng kakayahang mabuhay. Hindi ka mabigla upang malaman na ang iba ay hindi sumasang-ayon. Nag-publish si George Ellis at Joe Silk ng komento Kalikasan na tinatawag na "Ipagtanggol ang integridad ng pisika", kung saan pinagtatalunan nila na ang diskarte ni Dawid ay nagpapahina sa mga pisikal na agham. Ang tanging paraan upang subukan ang isang teorya, sinasabi nila, ay upang ilagay ito sa eksperimento.

Si Sabine Hossenfelder, isang mananaliksik sa Frankfurt Institute for Advanced Studies at ang blogger sa likod ng Backreaction, ay sumasang-ayon kay Ellis at Silk. Ang Hossenfelder ay gumagana sa quantum gravity phenomenology, na nangangahulugang siya ay naghahanap ng eksperimento na maaaring masuri na mga hula ng mga quantum gravity theories. Kabaligtaran nakipag-usap sa kanya tungkol sa mga teoryang, eksperimento, at kung paano makakuha ng pisika mula sa mga damo at pabalik sa track.

Nagsalita ka na tungkol sa pagpuna sa isang kamakailang eksperimento, ang Holometer ng Fermilab, sa kadahilanan na ang eksperimento ay hindi sinusuportahan ng teorya, na alam namin nang maagang panahon na ang eksperimento ay hindi makatagpo ng kahit ano. Ano ang tamang relasyon sa pagitan ng teorya at eksperimento?

Ang isyu ay ang mga sumusunod: Nagtatrabaho ako sa gravity ng quantum, karamihan ay isa sa mga larangan ng pisika na tatawagan ko ang foundational physics. Ang mga ito ay ang mga lugar na may kinalaman sa istraktura ng oras ng espasyo, kung ano ang bagay na ginawa ng, at kung ano ang pinagmulan ng uniberso. At kung ano ang nangyari sa nakaraang siglo, hindi gaanong nakakagulat, ay ang lahat ng madaling bagay ay nagawa na.

Ngunit talagang narito, kung saan mo gustong itulak ang mga hangganan ng iyong mga theories, kung saan ang problema ay ngayon. Sapagkat kung ano ang nangyari ay nakuha mo ang malaking agwat sa pagitan ng eksperimento at teorya. Ang mga theorists ay may maraming kalayaan at ang mga eksperimentalista ay hindi talaga alam kung ano ang gagawin. Kaya paano ka gumawa ng progreso sa isang lugar tulad nito?

Kailangan mong maging napakalinaw tungkol sa kung magkano ang maaari mong pinagkakatiwalaan ang iyong teorya, dahil kailangan mo ang teorya upang sabihin sa experimentalist kung saan dapat tingnan. Kailangan mo ang teorya upang makilala ang pinaka-maaasahan na mga pagsusulit. Dahil pagkatapos ay kailangan naming mamuhunan ng maraming pera at bumuo ng ilang eksperimento na maaaring tumagal ng mga dekada.

Kaya kung saan dumating ang Holometer? Mahusay, maaari mong tanungin ang parehong bagay tungkol sa Holometer: Nag-asa bang gawin ang eksperimentong ito dahil pinagkakatiwalaan namin ang ilang teorya na maaaring makahanap kami ng isang bagay dito? At ang sagot ay: Hindi, walang indikasyon kung ano pa man.

Ngayon ang eksperimentong ito ay hindi nagkakahalaga ng bilyun-bilyon. Ang aking pag-unawa ay na ito ay lalo na tungkol sa pagtaas ng katumpakan posible sa tulad measurements, at iyon ang isang tagumpay ang lahat sa pamamagitan ng mismo. Wala akong problema dito. Ngunit ang ideya na sa mga ito maaari mong subukan ang gravity quantum ay mula sa simula bagay na walang kapararakan, at lahat ng tao na nagtatrabaho sa kuwantum gravity phenomenology alam ito.

Tila tulad ng idealized na proseso ng peer review o ang idealized proseso ng vetting pang-agham na eksperimento ay maiwasan ang ganitong uri ng bagay mula sa nangyayari sa isang perpektong mundo.

Oo, sa isang perpektong mundo. Ngunit sa katotohanan, ang tae ay laging nangyayari. Gayunpaman, ang peer review ay ang pinakamahusay na mayroon kami. Hindi ko sinasabing wala nang mali sa pagsusuri ng peer, sinasabi ko na ang mga isyu sa pagsusuri ng peer ay mga isyu ng organisasyon. Maaari silang maitakda sa prinsipyo. Ang pagbabalik-aral ng isang tao ay isang magandang bagay na nagpapatakbo ng agham, sapagkat ito ang tanging pamantayan na mayroon tayo - maliban sa paghuhukom ayon sa natural na kurso. Ngunit pagdating sa pag-unlad ng teorya - bago ginawa ng kalikasan ang kanyang paghuhusga - ang pagsusuri ng mga kasamahan ay ang tanging paraan na maaari mong mai-uri-uriin ang mabuti mula sa masama. Pagdating sa pag-unlad ng isang bagong teorya, kailangan mong itanong sa mga eksperto, "Tugma ba ang teorya na ito sa lahat ng alam natin tungkol sa kalikasan?"

At kapag pinag-uusapan mo ang tungkol sa mga eksperimento na potensyal na nagkakahalaga ng mga malalaking tambak na salapi, nagiging mas mahalaga ito.

Tama, kaya kay Hogan, ito ay Fermilab at marahil ay may ilang kadahilanan. Ito ay hindi isang malaking halaga ng pera. Ngunit ngayon na siya ay sa paligid at sinasabi namin sinubukan ang holographic prinsipyo, na talagang pisses ako off, dahil talagang ito ay walang kinalaman sa quantum gravity. Mula sa aking perspektibo ito rin nagbigay ng masamang liwanag sa buong larangan ng phenomenological gravity quantum, kung saan ang mga tao ay talagang subukan upang subukan ang mga bagay na ito. Nagtrabaho ako sa ito sa loob ng mahabang panahon at ngayon sinusubukan kong makalabas dahil hindi ako makakakuha ng pagpopondo. Kaya ganiyan ang ginagawa nito para sa karaniwang mga taong katulad ko.

Ang problema ng Holometer ay katulad ng isang eksperimentongista na walang teorya. Subalit mayroon ka ng reverse problem sa ilang mga kaso pati na rin, hindi kinakailangan para sa kakulangan ng pagsubok, ngunit mayroon kang mga theorists na walang malinaw na pang-eksperimentong mga prospect. Sa palagay ko ay inilalarawan mo ang problemang ito bilang mga physicist na nakakakuha ng "nawala sa matematika." Naiintindihan ba kita ng maayos?

Maaaring bigyang kahulugan ito ng isa sa ganitong paraan. Ngunit kung ano ang tinutukoy ko sa "nawala sa matematika" ay higit pa ito: Ang mga physicist ay nakatuon nang napakalakas sa ilang posibleng mga posibilidad pagdating sa teorya ng gravity quantum o sa pag-iisa. Ito ay katulad ng madilim na bagay. At sa kahabaan ng paraan nilabasan nila ang maraming iba pang mga posibilidad. Ang mga physicist ay gumawa ng maraming pagpapalagay na ginagamit nila sa pagpapaunlad ng teorya na hindi nila malinaw na isulat. At ang mga ito ay makakakuha ng "nawala sa matematika."

Ang ibig kong sabihin dito ay ang pagpili ng teorya ay naiimpluwensyahan ng maraming pamantayan na hindi malinaw na kinikilala. Ang mga halimbawa sa aking isip ay ang pagiging natural, simple, at kagandahan. Ang mga ito ay ang lahat ng mga pamantayan na ginagamit sa pagsasanay, ngunit pagkatapos ay makapag-convert sila sa mga pangangailangan sa matematika at ang mga tao ay kalimutan na ito ay isang pagpipilian, na sila ay mga pagpapalagay na kailangan mong subukan.

Dalhin ang halimbawang ito ng pagiging natural. Ang argument ay kung ano man ang teorya, hindi dapat magkaroon ng anumang mga parameter na alinman sa napakalaking o napakaliit dahil hindi ito natural. Sa palagay ko kumpleto na ang walang kabuluhan.

Ibig sabihin ko, ang kalikasan ay hindi talagang nagmamalasakit sa iyong mga inaasahan.

Tama. Iyan ay isang magandang punto. Ang kalikasan ay hindi rin nagmamalasakit sa kung ano ang nakikita mong maganda. Bakit? Bakit dapat pangangalaga sa kalikasan? Kapag sinasabi ng mga tao sa akin, "Gustung-gusto ko ang teorya na ito sapagkat ito ay napakaganda," tulad ko, "Kaya ano?"

Sa Holometer, nakakakuha kami ng mga taon ng coverage ng isang bagay na, sa wakas, marahil ay hindi sinusubukan ang anumang bagay sa lahat. Gayunpaman, dahil mayroon itong isang nakamamanghang saligan, ang mga mamamahayag ay magkakalakip dito. Ano ang maaaring gawin ng mga journalist ng agham upang maibalik ang kanilang sarili sa isang bit at gamutin ang agham nang higit pa dahil ito talaga ay kaysa sa ganitong uri ng imahinatibo na palabas sa TV?

Sa kaso ng Holometer ito ay naging napakadali, dahil sa tingin ko ang mga tao ay paulit-ulit kung ano ang nasa press release mula sa lugar na talagang pinondohan ng eksperimento. Kaya ano ang iyong inaasahan? Inaasahan mo ba na maging layunin ito? Ibig kong sabihin, dapat kang pumunta at magtanong sa isang tao mula sa larangan kung ano ang iniisip nila tungkol sa eksperimentong ito. Sa kasong ito, ito ay hindi kapani-paniwalang mapakali para sa mga mamamahayag na ulitin ito.

Sa pangkalahatan, sa palagay ko mahirap lang sa ilang mga kaso upang malaman kung ano ang sinasabi ng mga siyentipiko. Ito ay napakahirap para sa isang tao na hindi talaga nagtatrabaho sa ito upang malaman kung ano ang totoo, kung ano ang bahagyang baluktot at kung ano ang kabuuang bagay na walang kapararakan.Ngunit maraming ito ay hinihimok din ng presyon. Mayroong oras na presyon, at pagkatapos ay mayroon itong ibenta, kaya kailangan mong magkaroon ng isang malaking headline.

At ganiyan ang agham sa pindutin ang morphs mula sa isang dahan-dahan na paglipat, unti-unting umuunlad na larangan ng kaalaman sa bagay na ito kung saan ang mga tagumpay ay nangyayari bawat dalawang araw, at ang aming pangunahing pag-unawa sa uniberso ay binabaligtad bawat dalawang buwan, kaya narito ang magandang kuwento na ito tungkol doon. Ang iyong isip ay tinatangay ng hangin.

Ang aking pag-iisip ay natamaan ng maraming beses na hindi ko alam kung ano ang sasabihin tungkol dito.