Vật lý lý thuyết, Phương pháp khoa học và Thiệt hại đã hoàn thành

Khoa học được cho là nhanh, nhưng khi tiến bộ tăng tốc, nó thực sự có thể cảm thấy như tốc độ khám phá đang chậm lại - đặc biệt liên quan đến vật lý. Bởi vì nó đã trở nên phổ biến đối với các nhà vật lý để phát triển các lý thuyết mà không có công nghệ hiện tại nào có thể kiểm tra, việc thực hành vật lý đã bị tụt hậu so với học bổng - ở bất kỳ mức độ nào mà có thể - phân bổ nguồn lực cho thử nghiệm đã trở nên khó khăn.

Đứa trẻ áp phích (người mà mua tấm áp phích này?) Cho độ trễ giữa lý thuyết và thử nghiệm là lý thuyết dây, điều này không được bác bỏ, nhưng một số chuyên gia cho rằng có thể không kiểm chứng được. Đối với các nhà khoa học, những người có thể tuyên bố thành công chứng minh hoặc bác bỏ các giả thuyết, đây là trường hợp xấu nhất. Đó là lý do tại sao các nhà khoa học đang nói về nó: Tuần trước, một cán bộ của các nhà vật lý và triết học đã tập trung tại Munich để thảo luận về vấn đề này tại một hội nghị có tên là Why Why Trust a Theory?

Mọi thứ đã được làm nóng đáng ngạc nhiên.

Một trong những người tổ chức hội nghị, Richard Dawid, lập luận rằng các nhà vật lý có thể xác nhận một lý thuyết mà không cần thử nghiệm bằng cách kháng cáo, ví dụ, với khả năng giải thích của nó, tính nhất quán bên trong của nó, hoặc không có đối thủ cạnh tranh khả thi. Bạn đã thắng được ngạc nhiên khi biết rằng những người khác không đồng ý. George Ellis và Joe Silk đã đăng một bình luận trong Thiên nhiên được gọi là bảo vệ tính toàn vẹn của vật lý, trong đó họ cho rằng cách tiếp cận của Dawid, làm suy yếu các ngành khoa học vật lý. Cách duy nhất để kiểm tra một lý thuyết, theo họ, là đưa nó vào thử nghiệm.

Sabine Hossenfelder, một nhà nghiên cứu tại Viện nghiên cứu nâng cao Frankfurt và là blogger đứng sau Backreaction, đồng ý với Ellis và Silk. Hossenfelder hoạt động trong hiện tượng học hấp dẫn lượng tử, có nghĩa là cô tìm kiếm những dự đoán có thể kiểm chứng bằng thực nghiệm về các lý thuyết hấp dẫn lượng tử. Nghịch đảo đã nói chuyện với cô ấy về các lý thuyết, thí nghiệm và làm thế nào để đưa vật lý ra khỏi cỏ dại và trở lại đúng hướng.

Bạn đã nói rất nhiều về việc chỉ trích một thí nghiệm gần đây, Fermilab bổ sung Holometer, với lý do thí nghiệm này được hỗ trợ bởi lý thuyết, rằng chúng tôi biết trước rằng thí nghiệm sẽ không tìm thấy gì. Điều gì có mối quan hệ đúng đắn giữa lý thuyết và thí nghiệm?

Vấn đề là như sau: Tôi làm việc trong lực hấp dẫn lượng tử, đây là một trong những lĩnh vực vật lý mà tôi gọi là vật lý nền tảng. Đây là những lĩnh vực liên quan đến cấu trúc của không gian thời gian, vật chất được làm từ gì và nguồn gốc của vũ trụ là gì. Và điều đã xảy ra trong thế kỷ trước, không quá ngạc nhiên, đó là tất cả những điều dễ dàng đã được thực hiện.

Nhưng nó thực sự ở đây, nơi bạn muốn đẩy các biên giới của lý thuyết của bạn, nơi rắc rối đang xảy ra ngay bây giờ. Bởi vì những gì đã xảy ra là bạn có khoảng cách lớn giữa thí nghiệm và lý thuyết. Các nhà lý luận có rất nhiều tự do và các nhà thực nghiệm don don thực sự biết phải làm gì. Vậy làm thế nào để bạn tiến bộ trong một lĩnh vực như thế này?

Vâng, bạn phải rất rõ ràng về mức độ bạn có thể tin tưởng vào lý thuyết của mình, bởi vì bạn cần lý thuyết để nói với nhà thực nghiệm nơi để tìm. Bạn cần lý thuyết để xác định các bài kiểm tra hứa hẹn nhất. Bởi vì sau đó chúng tôi phải đầu tư rất nhiều tiền và xây dựng một số thử nghiệm có thể mất hàng thập kỷ.

Vậy Holometer đi vào đâu? Chà, bạn có thể hỏi điều tương tự về Holometer: Có hứa hẹn sẽ thực hiện thí nghiệm này bởi vì chúng tôi tin tưởng một số lý thuyết rằng chúng tôi có thể tìm thấy thứ gì đó với nó? Và câu trả lời là: Không, không có dấu hiệu gì.

Bây giờ thí nghiệm này đã không tốn hàng tỷ đồng. Sự hiểu biết của tôi là nó chủ yếu về việc tăng độ chính xác có thể trong các phép đo như vậy, và đó là một thành tựu. Tôi không có vấn đề gì với điều đó. Nhưng ý tưởng rằng với điều này, bạn có thể kiểm tra lực hấp dẫn lượng tử là từ vô nghĩa ban đầu, và mọi người làm việc về hiện tượng hấp dẫn lượng tử đều biết điều này.

Có vẻ như quá trình lý tưởng hóa đánh giá ngang hàng hoặc quá trình lý tưởng hóa các thí nghiệm khoa học sẽ ngăn chặn điều này xảy ra trong một thế giới hoàn hảo.

Vâng, trong một thế giới hoàn hảo. Nhưng trong thực tế, shit luôn xảy ra. Tuy nhiên, đánh giá ngang hàng là tốt nhất mà chúng ta có. Tôi không nói rằng, không có gì sai với đánh giá ngang hàng, tôi nói rằng các vấn đề với đánh giá ngang hàng là vấn đề tổ chức. Về nguyên tắc họ có thể được sửa chữa. Đánh giá ngang hàng vẫn là một điều tốt thúc đẩy khoa học, bởi vì đó là tiêu chí duy nhất chúng ta có - ngoại trừ sự phán xét theo bản chất tất nhiên. Nhưng khi nói đến phát triển lý thuyết - trước khi tự nhiên đưa ra phán đoán của cô ấy - đánh giá ngang hàng là cách duy nhất bạn có thể phân loại cái tốt khỏi cái xấu. Khi nói đến việc phát triển một lý thuyết mới, bạn phải hỏi các chuyên gia, Liệu lý thuyết này có tương thích với mọi thứ chúng ta biết về tự nhiên không?

Và khi bạn nói về các thí nghiệm có khả năng tiêu tốn hàng đống tiền mặt, nó lại càng trở nên quan trọng.

Phải, vì vậy với Hogan, đó là Fermilab và họ có thể có một số lý do. Nó không phải là một số tiền lớn. Nhưng bây giờ anh ấy đi khắp nơi và nói rằng chúng tôi đã thử nghiệm nguyên lý hình ba chiều, điều đó thực sự khiến tôi bực mình, bởi vì thực sự nó không liên quan gì đến lực hấp dẫn lượng tử. Từ quan điểm của tôi, nó cũng làm sáng tỏ toàn bộ lĩnh vực hấp dẫn lượng tử hiện tượng học, nơi mọi người thực sự cố gắng kiểm tra những điều này. Tôi đã làm việc này trong một thời gian dài và bây giờ tôi đã cố gắng thoát khỏi nó vì tôi không thể kiếm được tiền. Vì vậy, cách thức hoạt động của những người bình thường như tôi.

Vấn đề Holometer nghe giống như một nhà thực nghiệm mà không có lý thuyết. Nhưng bạn cũng có vấn đề ngược lại trong một số trường hợp, không nhất thiết là thiếu cố gắng, nhưng bạn có những nhà lý thuyết không có triển vọng thử nghiệm rõ ràng. Tôi nghĩ bạn mô tả vấn đề này khi các nhà vật lý bị mất môn toán. Tôi có hiểu bạn đúng không?

Người ta có thể giải thích nó theo cách này. Nhưng những gì tôi đề cập đến với người mất trong toán học thì hơn thế nữa: Các nhà vật lý đã tập trung rất mạnh vào một vài khả năng lý thuyết khi nói đến lý thuyết về lực hấp dẫn lượng tử hoặc để thống nhất. Nó giống với vật chất tối. Và trên đường đi, họ đã loại bỏ nhiều khả năng khác. Các nhà vật lý đưa ra rất nhiều giả định mà họ sử dụng trong phát triển lý thuyết mà họ không viết rõ ràng. Và những điều này sau đó bị mất trong toán học.

Điều tôi muốn nói với điều này là lựa chọn lý thuyết bị ảnh hưởng bởi rất nhiều tiêu chí không được công nhận rõ ràng. Các ví dụ trong tâm trí của tôi là những người tự nhiên, đơn giản và vẻ đẹp. Đây là tất cả các tiêu chí trong thực tế đang được sử dụng, nhưng sau đó chúng được chuyển đổi thành các yêu cầu toán học và mọi người quên rằng đó là một lựa chọn, rằng chúng là những giả thuyết mà bạn cần kiểm tra.

Lấy ví dụ này về sự tự nhiên. Lập luận là bất kể lý thuyết là gì, nó không nên có bất kỳ tham số nào rất lớn hoặc rất nhỏ bởi vì điều đó có vẻ tự nhiên. Tôi nghĩ rằng, đầy đủ vô nghĩa.

Ý tôi là, thiên nhiên không thực sự quan tâm đến những kỳ vọng của bạn.

Đúng. Đó là một điểm hay. Thiên nhiên cũng không quan tâm đến những gì bạn thấy đẹp. Tại sao? Tại sao thiên nhiên cần quan tâm? Khi mọi người nói với tôi, thì tôi thích lý thuyết này vì nó rất tao nhã, tôi rất thích, đó là gì?

Với Holometer, chúng tôi nhận được nhiều năm bảo hiểm về một cái gì đó, cuối cùng, có lẽ không phải là thử nghiệm gì cả. Tuy nhiên, vì nó có một tiền đề hấp dẫn như vậy, các nhà báo sẽ đổ xô đến đó. Các nhà báo khoa học có thể làm gì để kiềm chế bản thân một chút và đối xử với khoa học nhiều hơn thực tế so với chương trình truyền hình huyền ảo này?

Trong trường hợp của Holometer, nó sẽ rất dễ dàng, bởi vì tôi nghĩ mọi người chỉ lặp lại những gì trong thông cáo báo chí từ nơi thực sự tài trợ cho thí nghiệm. Vậy bạn đang mong chờ điều gì? Bạn có mong đợi điều này là khách quan? Ý tôi là, ít nhất bạn nên đi và hỏi ai đó từ lĩnh vực họ nghĩ gì về thí nghiệm này. Trong trường hợp này, thật vô cùng cẩu thả khi các nhà báo lặp lại điều này.

Tổng quát hơn, tôi nghĩ rằng nó rất khó khăn trong một số trường hợp để thực sự tìm ra những gì các nhà khoa học đang nói. Một người không thực sự làm việc này rất khó để tìm ra điều gì là đúng, điều gì hơi cong và điều gì là vô nghĩa.Nhưng rất nhiều điều này cũng được thúc đẩy bởi áp lực. Có áp lực thời gian, và sau đó nó phải bán, vì vậy bạn phải đưa ra một tiêu đề lớn.

Và đó là cách khoa học trên báo chí biến đổi từ một lĩnh vực tri thức đang dần chuyển động, dần dần tiến tới điều này trong đó những đột phá đang diễn ra hai ngày một lần, và sự hiểu biết cơ bản của chúng ta về vũ trụ đang bị đảo lộn cứ sau vài tháng, vì vậy đây là câu chuyện tuyệt vời về nó. Tâm trí của bạn bị thổi bay.

Tâm trí tôi đã bị thổi bay rất nhiều lần đến nỗi tôi không biết phải nói gì về điều này nữa.