Mali by byť tieto vedecké nápady vyradené?

Mali by byť tieto vedecké nápady vyradené?

Nasledujú dva úryvky z knihy Tento nápad musí zomrieť , ktorú upravil John Brockman.

VESMÍR
Seth Lloyd, profesor kvantového strojárstva, MIT; autor, Programovanie vesmíru



Viem. Vesmír existuje už 13,8 miliardy rokov a pravdepodobne prežije ďalších 100 miliárd rokov alebo viac. Navyše, kam by sa vesmír utiahol? Florida nie je dosť veľká. Je však čas ukončiť 2500 rokov starú vedeckú predstavu vesmíru ako jediného objemu priestoru a času, ktorý obsahuje všetko. Kozmológia 21. storočia silne naznačuje, že to, čo vidíme vo vesmíre – hviezdy, galaxie, priestor a čas od Veľkého tresku – nezahŕňa celú realitu. Kozmos, kúp byt.

Čo je vlastne vesmír? Ak chcete otestovať svoje znalosti o vesmíre, vyplňte nasledujúcu vetu. Vesmír

(a) pozostáva zo všetkých vecí viditeľných a neviditeľných – čo je, bolo a bude.
(b) sa začal pred 13,8 miliardami rokov pri obrovskom výbuchu nazývanom Veľký tresk a zahŕňa všetky planéty, hviezdy, galaxie, priestor a čas.
(c) bol vylízaný zo slaného okraja prvotnej ohnivej jamy jazykom obrovskej kravy.
(d) Všetky vyššie uvedené.

(Správna odpoveď nižšie.)

Myšlienka vesmíru ako pozorovanej a meranej veci pretrváva tisíce rokov. Tieto pozorovania a merania boli také úspešné, že dnes vieme viac o pôvode vesmíru ako o pôvode života na Zemi. Úspech pozorovacej kozmológie nás však priviedol do bodu, keď už nie je možné identifikovať vesmír – v zmysle odpovede (a) vyššie – s pozorovaným kozmom – odpoveď (b). Rovnaké pozorovania, ktoré stanovujú podrobnú históriu vesmíru, naznačujú, že pozorovaný vesmír je mizivo malým zlomkom nekonečného vesmíru. Konečné množstvo času od Veľkého tresku znamená, že naše pozorovania siahajú len o niečo viac ako 10 miliárd svetelných rokov od Zeme. Za horizontom nášho pozorovania leží viac toho istého – priestor naplnený galaxiami, ktoré sa tiahnu navždy. Bez ohľadu na to, ako dlho vesmír existuje, budeme mať prístup len ku konečnej časti, zatiaľ čo nekonečné množstvo vesmíru zostáva mimo nášho poznania. Celý vesmír okrem nekonečnej malej časti je nepoznateľný.

Tento nápad musí zomrieť: Vedecké teórie, ktoré blokujú pokrok

Kúpiť

to je rana. Vedecký pojem vesmír = pozorovateľný vesmír hodil uterák do ringu. Možno je to v poriadku. Čo sa vám nepáči na vesmíre, ktorý zahŕňa nekonečný nepoznateľný priestor? Ale hity stále prichádzajú. Ako sa kozmológovia ponoria hlbšie do minulosti, nachádzajú stále viac a viac indícií, že či už v dobrom alebo zlom, tam vonku je viac než len nekonečný priestor za našim horizontom. Pri extrapolácii späť v čase k Veľkému tresku kozmológovia identifikovali epochu nazývanú inflácia, v ktorej sa veľkosť vesmíru mnohonásobne zdvojnásobila za zlomok sekundy. Prevažná väčšina časopriestoru pozostáva z tohto rýchlo sa rozširujúceho materiálu. Náš vlastný vesmír, akokoľvek nekonečný, je len „bublina“, ktorá sa vytvorila v tomto inflačnom mori.

Zhoršuje sa to. Inflačné more obsahuje nekonečno ďalších bublín, z ktorých každá je sama osebe nekonečným vesmírom. V rôznych bublinách môžu mať fyzikálne zákony rôzne podoby. Niekde tam v inom bublinovom vesmíre má elektrón inú hmotnosť. V inej bubline elektróny neexistujú. Pretože sa neskladá z jedného kozmu, ale z mnohých, multibublinový vesmír sa často nazýva multivesmír. Promiskuitná povaha multivesmíru môže byť nepríťažlivá (William James, ktorý toto slovo vymyslel, nazval multivesmír „smilnica“), ale je ťažké ho odstrániť. Ako poslednú urážku jednoty zákony kvantovej mechaniky naznačujú, že vesmír sa neustále delí na viacero dejín alebo „mnohých svetov“, z ktorých svet, ktorý zažívame, je len jeden. Ostatné svety obsahujú udalosti, ktoré sa v našom svete nestali.

Po dvoch tisícročiach je vesmír ako pozorovateľný kozmos kaput. Okrem toho, čo môžeme vidieť, existuje nekonečné množstvo galaxií. Za týmto nekonečným súborom sa v inflačnom mori odráža nekonečné množstvo bublinových vesmírov. Bližšie, ale úplne neprístupné, sa mnohé svety kvantovej mechaniky rozvetvujú a šíria. Kozmológ MIT Max Tegmark nazýva tieto tri druhy množiacich sa realít multiverzami typu I, typu II a typu III. Kde to všetko skončí? Akosi sa mi jeden, prístupný vesmír zdal dôstojnejší.

Je tu však nádej. Mnohosť sama o sebe predstavuje akúsi jednotu. Teraz vieme, že vesmír obsahuje viac vecí, než kedy môžeme vidieť, počuť alebo sa ich dotknúť. Namiesto toho, aby sme považovali množstvo fyzických realít za problém, berme to ako príležitosť.

Predpokladajme, že všetko, čo môže existovať, existuje. Multivesmír nie je chyba, ale vlastnosť. Musíme byť opatrní: Súbor všetkého, čo by mohlo existovať, patrí skôr do oblasti metafyziky ako fyziky. Tegmark a ja sme ukázali, že s menším obmedzením sa však môžeme stiahnuť z metafyzickej hrany. Predpokladajme, že fyzický multivesmír obsahuje všetky veci, ktoré sú lokálne konečné, v tom zmysle, že akýkoľvek konečný kúsok veci možno opísať konečným množstvom informácií. Množina lokálne konečných vecí je matematicky dobre definovaná: Pozostáva z vecí, ktorých správanie je možné simulovať na počítači (presnejšie na kvantovom počítači). Pretože sú lokálne konečné, vesmír, ktorý pozorujeme, a rôzne iné vesmíry sú obsiahnuté v tomto výpočtovom vesmíre. Ako je, tak niekde, obrovská krava.

Odpoveď na kvíz: (c)

Čo si myslíte: Mal by sa tento vedecký nápad stiahnuť?

FALSIFIABILITA
Sean Carroll, teoretický fyzik, Caltech; autor, Častica na konci vesmíru

Vo svete, kde vedecké teórie často znejú bizarne a protirečia každodennej intuícii a široká škála nezmyslov ašpiruje na to, aby boli uznané ako „vedecké“, je dôležité vedieť oddeliť vedu od nevedy – čo filozofi nazývajú „problém demarkácie“. “ Karl Popper slávne navrhol kritérium „falzifikovateľnosti“: Teória je vedecká, ak poskytuje jasné predpovede, ktoré možno jednoznačne sfalšovať.

Je to dobre mienená myšlienka, ale ďaleko od úplného príbehu. Popper sa zaoberal teóriami ako freudovská psychoanalýza a marxistická ekonómia, ktoré považoval za nevedecké. Bez ohľadu na to, čo sa skutočne stane ľuďom alebo spoločnostiam, tvrdil Popper, teórie ako tieto budú vždy schopné rozprávať príbeh, v ktorom budú údaje kompatibilné s teoretickým rámcom. Porovnal to s Einsteinovou relativitou, ktorá vopred urobila konkrétne kvantitatívne predpovede. (Jedna predpoveď všeobecnej relativity bola, že vesmír by sa mal rozpínať alebo zmršťovať, čo viedlo Einsteina k modifikácii teórie, pretože si myslel, že vesmír je v skutočnosti statický. Takže ani v tomto príklade nie je kritérium falzifikovateľnosti také jednoznačné, ako sa zdá.)

Moderná fyzika sa rozprestiera do sfér vzdialených od každodennej skúsenosti a niekedy je spojenie s experimentom prinajlepšom slabé. Strunová teória a iné prístupy ku kvantovej gravitácii zahŕňajú javy, ktoré sa pravdepodobne prejavia len pri enormne vyšších energiách, než ku ktorým máme prístup tu na Zemi. Kozmologický multivesmír a interpretácia kvantovej mechaniky s mnohými svetmi predpokladá, že iné sféry nie sú pre nás prístupné priamo. Niektorí vedci, opierajúci sa o Poppera, navrhli, že tieto teórie sú nevedecké, pretože nie sú falzifikovateľné.

Pravdou je opak. Či už ich môžeme pozorovať priamo alebo nie, entity zapojené do týchto teórií sú buď skutočné, alebo nie. Odmietanie uvažovať o ich možnej existencii na základe nejakého princípu a priori, hoci by mohli hrať kľúčovú úlohu v tom, ako svet funguje, je akokoľvek nevedecké.

Kritérium falzifikovateľnosti smeruje k niečomu pravdivému a dôležitému o vede, ale je to tupý nástroj v situácii, ktorá si vyžaduje jemnosť a presnosť. Je lepšie zdôrazniť dve hlavné črty dobrých vedeckých teórií: Sú určité a sú empirické. Výrazom „určité“ máme na mysli, že hovoria niečo jasné a jednoznačné o tom, ako realita funguje. Teória strún hovorí, že v určitých oblastiach parametrického priestoru sa obyčajné častice správajú ako slučky alebo segmenty jednorozmerných strún. Príslušný priestor parametrov môže byť pre nás neprístupný, ale je to súčasť teórie, ktorej sa nedá vyhnúť. V kozmologickom multivesmíre sú regióny, ktoré nie sú našimi, jednoznačne tam, aj keď ich nemôžeme dosiahnuť. To je to, čo odlišuje tieto teórie od prístupov, ktoré sa Popper snažil klasifikovať ako nevedecké. (Popper sám pochopil, že teórie by mali byť „v princípe“ falzifikovateľné, ale na tento modifikátor sa v súčasných diskusiách často zabúda.)

Je to „empirické“ kritérium, ktoré si vyžaduje určitú starostlivosť. Na prvý pohľad môže byť toto kritérium mylne považované za „vytvára sfalšovateľné predpovede“. Ale v skutočnom svete nie je súhra medzi teóriou a experimentom taká prerušená. Vedecká teória sa v konečnom dôsledku posudzuje podľa jej schopnosti účtovať údaje – ale kroky na ceste k tomuto účtovaniu môžu byť nepriame.

Zvážte multivesmír, ktorý sa často používa ako potenciálne riešenie niektorých problémov s jemným dolaďovaním súčasnej kozmológie. Napríklad veríme, že prázdnemu priestoru je vlastná malá, ale nenulová energia vákua. Toto je vedúca teória na vysvetlenie pozorovaného zrýchlenia vesmíru, za ktoré bola v roku 2011 udelená Nobelova cena za fyziku. Problém pre teoretikov nie je v tom, že energiu vákua je ťažké vysvetliť; je to, že predpokladaná hodnota je enormne väčšia ako to, čo pozorujeme.

Ak je vesmír, ktorý vidíme okolo seba, jediný, ktorý existuje, energia vákua je jedinečnou konštantou prírody a my stojíme pred problémom, ako to vysvetliť. Ak na druhej strane žijeme v multivesmíre, energia vákua môže byť v rôznych oblastiach úplne odlišná a vysvetlenie sa ponúka okamžite: V oblastiach, kde je energia vákua oveľa väčšia, sú podmienky pre existenciu života nehostinné. Existuje teda selekčný efekt a mali by sme predpovedať malú hodnotu energie vákua. S použitím tejto presnej úvahy Steven Weinberg skutočne predpovedal hodnotu energie vákua dávno predtým, ako bolo objavené zrýchlenie vesmíru.

Nemôžeme (pokiaľ vieme) priamo pozorovať iné časti multivesmíru, ale ich existencia má dramatický vplyv na to, ako zohľadňujeme údaje v časti multivesmíru, ktorú pozorujeme. V tomto zmysle je úspech alebo neúspech myšlienky v konečnom dôsledku empirický: Jej prednosťou nie je to, že je to úhľadná myšlienka alebo že spĺňa nejaký hmlistý princíp uvažovania, ale že nám pomáha vysvetliť údaje. Aj keď tie iné vesmíry nikdy nenavštívime.

Veda nie je len teoretizovanie kresla, ale aj vysvetľovanie sveta, ktorý vidíme, vývoj modelov, ktoré zodpovedajú údajom. Ale prispôsobenie modelov údajom je zložitý a mnohostranný proces, ktorý zahŕňa dávanie a prijímanie medzi teóriou a experimentom, ako aj postupný rozvoj teoretického chápania ako takého. V komplikovaných situáciách nie sú mottá o veľkosti cookies ako „Teórie by mali byť falzifikovateľné“ náhradou za starostlivé premýšľanie o tom, ako funguje veda. Našťastie veda ide ďalej, do značnej miery nedbalá na amatérske filozofovanie. Ak nám teória strún a teórie multivesmíru pomôžu pochopiť svet, bude ich akceptácia rásť. Ak sa nakoniec ukážu ako príliš hmlisté, alebo prídu lepšie teórie, budú vyradené. Tento proces môže byť chaotický, ale príroda je konečným sprievodcom.

Čo si myslíte: Mal by sa tento vedecký nápad stiahnuť?


Prevzatý z Tento nápad musí zomrieť: Vedecké teórie, ktoré blokujú pokrok . Copyright © 2015 Edge Foundation, Inc. Vyňaté so súhlasom HarperPerennial, divízie vydavateľstva HarperCollins. Žiadna časť tohto úryvku nesmie byť reprodukovaná ani pretlačovaná bez písomného súhlasu vydavateľa.