A tudomány védelmében
Ez egy harc a tudomány szívéért és lelkéért, egy olyan időszakban, amikor a tudományos eredményeket - az éghajlatváltozástól az evolúció elméletéig - néhány politikus és vallási fundamentalista megkérdőjelezi. A tudomány iránti bizalom lehetséges elvesztését ellensúlyozhatja a tudósok és a filozófusok közötti mély párbeszéd. (George Ellis és Joe Silk)
Idéztem az Ellis és Silk által tavaly év végén megjelent "Tudományos módszer: Védd meg a fizika integritását" cikket a Nature folyóiratban. Rendkívül fontos cikk, mert a tudományos elméletek validálásának módszerének megváltoztatására tett kísérleteket tárgyalja.
Emlékeztetlek benneteket arra, hogy a tudomány hipotézisekből áll, amelyek megfigyeléseken és kísérleteken alapulnak. Ezeket a hipotéziseket folyamatosan változtatják, sőt el is hagyják, ha új megfigyelések bizonyítják, hogy nem fedik át a valóságot. Vessen egy pillantást a fizika történetére, hogy lássa, hogyan működött ez a mechanizmus az idők során. Ennek a mechanizmusnak a szigorú alkalmazásával a tudomány az önkorrekcióval rendelkezik. Csak akkor válik tudományos elméletté, ha elegendő mennyiségű egyértelmű bizonyítékot gyűjtöttek össze egy hipotézis mellett.
Komoly probléma merült fel a fizikában, mondja Ellis és Silk aggodalommal: „Idén [2014] a fizikusok körében folytatott viták aggasztó fordulatot vettek. A [fizika] alapelméleteinek a megfigyelt Univerzumra történő alkalmazásának nehézségei miatt egyes kutatók az elméleti fizika módjának megváltoztatását szorgalmazzák. Kifejezetten követelik, hogy ha egy elmélet kellően elegáns és magyarázó, akkor azt már nem kell kísérletileg megerősíteni. Így felhagynak az évszázados hagyományokkal, amelyekben a tudományos ismeretek empirikusak voltak. Ezzel nem értünk egyet. Ahogy Karl Popper mondta: az elméletnek hamisíthatónak kell lennie ahhoz, hogy tudományos elmélet lehessen. Az elméleti fizika azt kockáztatja, hogy senki országává válhat a matematika, a fizika és a filozófia között, amely már nem felel meg egyetlen kritériumnak sem ".
Mi a hamisíthatóság kritériuma, amelyet Popper állított? Néhány könyve román nyelven is megjelent. Ezután a "Kutatás logikája" (1981, Tudományos és Enciklopédikus Kiadó) idézetét idézem. Itt Popper kijelenti: „Ami engem illet, csak empirikusnak vagy tudományosnak tekintem azokat a rendszereket, amelyeket tapasztalatokkal tesztelni (ellenőrizni) lehet. Ezek a megfontolások együttesen arra a következtetésre vezetnek minket, hogy nem az igazolhatóságot, hanem a hamisíthatóságot kell elválasztási kritériumnak tekinteni.
Más szavakkal, nem követelem, hogy a rendszert egyszer és mindenkorra pozitívan meg lehessen különböztetni empirikus kritériumok alapján, hanem azt követelem, hogy a rendszer logikai formája empirikus teszteléssel tegye lehetővé negatív megkülönböztetését: az empirikus tudományok rendszernek képesnek kell lennie kudarcra a tapasztalatokkal való szembenézés során. (A "Holnap esni fog itt, vagy nem fog esni" kijelentés, amelyet nem lehet cáfolni, nem jellemzem empirikusnak, ellentétben a "Holnap itt esni fog" állítással) ".
Röviden, annak érdekében, hogy tudományos legyen, egy elméletnek meg kell engednie a kísérleti, empirikus cáfolat lehetőségét. Most visszatérek a Nature cikkéhez. Ellis és Silk egy apró példát hoznak fel a hamisítás lehetetlenségére: „Paul Steinhardt teoretikus kimutatta, hogy az inflációs kozmológiai elmélet nem lehet tudományos, mert annyira rugalmas, hogy alkalmazkodni tud bármilyen kísérleti eredményhez. Richard Dawid filozófus és Sean Carrol kozmológus ellensúlyozta ezt a kritikát azzal, hogy az alapvető fizika tesztelési követelményének gyengítését szorgalmazta. Ami?
Sean Carrol kozmológus, az "Edge" online kiadvány által tavaly elindított "Mik azok a tudományos elképzelések, amelyeket nyugdíjba kellene vonni?" Kérdésre válaszolva azt állította, hogy az ő szemszögéből a hamisíthatóság elvét vissza kell vonni. "A hamisíthatóság kritériuma nagyon fontos a tudomány számára, de tompa eszközzé válik, ha finomságra és pontosságra van szükség. A jó tudományos elméletek két fontos jellemzőjét szeretném hangsúlyozni: jól definiáltak és empirikusak. Azáltal, hogy "jól körülhatároltam", megértem, hogy az elmélet valami világosat és egyértelműet mond nekünk a valóság működéséről.
Az "empirizmus" kritériuma némi figyelmet igényel. Félre lehet érteni, tekintve a "hamisítható jóslatok" jelentését. De a való világban az elmélet és a kísérlet kölcsönhatása nem nagyon világos. Az elméletet az adatok elszámolásának képessége alapján ítélik meg, de az érvényesítés útja közvetett lehet. ".
Caroll két példát kínál tudományos szempontból megalapozott elméletekre, amelyek nem felelnek meg a "hamisíthatóság kritériumának": a húrelmélet és a multiverzumelmélet. A multiverzummal kapcsolatban Carrol rámutat, hogy „Nem tudjuk (legalábbis egyelőre) közvetlenül megfigyelni a multiverzumot. De a multiverzum létezése drámai hatással van Univerzumunk [fizikai] paramétereire.
Ebben az értelemben ennek az ötletnek a sikere vagy kudarca végső soron empirikus. Erénye nem abban áll, hogy kielégíti az érvelés ködös alapelveit, hanem abban, hogy segít számunkra az adatok figyelembe vételében. Még akkor is, ha soha nem látogathatunk meg más univerzumokat. ".
Ellis és Silk a Nature című cikkükben így ellensúlyozzák Carrol érvelését a multiverzumról. "A multiverzum elméletben magyarázatokat lehet adni, bármit is figyelnek a csillagászok. A kozmológiai paraméterek bármilyen kombinációja létezhet valahol, és az elmélet a lehető legtöbb változóval rendelkezhet. " Más szavakkal, a multiverzum elméletben a matematikai leírást tetszés szerint rendezheti úgy, hogy leírjon bármilyen típusú univerzumot, ami eszünkbe jut, valami hasonló ahhoz, amit Popper mondott, amikor példát adott a "Holnap esni fog, vagy nem esni" kijelentésre.
Másrészt a filozófus, Richard Dawid (akit a cikk szerzői a Nature-ben említettek) az elmúlt években több olyan cikket publikált, amelyekben a tudomány módszerének egy másik megközelítését szorgalmazta, amelyet legalábbis "empirikus megerősítésnek" nevez. a húrelmélet tekintetében. Mint azt valószínűleg tudjátok, a húrelméletben az elemi részecskéket egydimenziós húrok váltják fel, amelyek egy 6 vagy 7 további dimenzióval rendelkező térben rezegnek. Ezek a további méretek tömörítettek, és közvetlenül nem állnak rendelkezésre az elképzelhető mérésekhez.
Dawid úgy véli, hogy a húrelmélet esetében alkalmazható lenne a Bayes-elemzés, egy statisztikai módszer, amely meghatározhatja annak valószínűségét, hogy az elmélet megfelel a tényeknek. "Dawid a megerősítést egyenlő azzal a valószínűséggel, hogy egy elmélet igaz vagy életképes" - magyarázza Ellis és Silk a Nature cikkében, és tovább ", de a valószínűségnek ez a növekedése [viszont] pusztán elméleti. Véleményünk szerint ez a megközelítés a sáv mozdulata. Ahelyett, hogy tudományos elméletet kísérleti bizonyítékok támasztanának alá, azt állítják, hogy ez az állítás elméleti megállapításokon alapulhat.
De a matematikában logikailag levont következtetések nem feltétlenül vonatkoznak a valóságra. A kísérletek azt mutatták, hogy a szép és egyszerű elméletek helytelennek bizonyultak, ahogyan ez a kozmológiában a stacionárius világegyetem-elmélet esetében is. Nem tudhatjuk, hogy nem lesznek alternatív elméletek [a húrelmélettel szemben]. Annyit tudunk, hogy még nem találtuk meg őket. Számos változatával a húrelmélet nincs pontosan meghatározva, és a mi szempontunkból egyelőre csak ígéret. ".
Most hadd nyitjak zárójelet. Az Ellis és Silk cikk online verzióján Richard Dawid álláspontjának védelmében megjegyzést tett, kijelentve, hogy ő sem hiszi, hogy a "szép és egyszerű elméletek" szükségszerűen helyesek, és arra a következtetésre jutott. hogy a húrelmélet életképes, miután megállapította
- i) az elméletnek nincsenek alternatívái
- ii) az elmélet több szempontot magyaráz meg, mint azokat, amelyekre kifejlesztették
- iii) általában az elmélet, amely megfelelt az első két kritériumnak, tesztelés után helyesnek bizonyult.
"Azt javasoltuk, hogy ez a három megfigyelés fontos szerepet játszott nemcsak az empirikusan meg nem erősített elméletekbe vetett bizalom növelésében, például a húrelméletben, hanem a huszadik századi tudományban is.".
Visszatérek Ellis és Silk cikkéhez: „Bizonyos elméletek jelentőségének túlértékelésének következménye mély. A tét a tudományos módszer. Véleményünk szerint azt állítani, hogy egy elmélet annyira jó, hogy már nincs szüksége megerősítésre és kísérleti tesztelésre, fennáll a veszélye, hogy a nagyközönségben tévhitet indít el a tudomány módjáról, és szélesre tárja az áltudósok kapuit. ötleteik hasonló kritériumoknak felelnek meg.
Úgy gondoljuk, hogy a probléma egyetlen kérdésre ad választ: mik azok a lehetséges megfigyelések vagy kísérleti bizonyítékok, amelyek meggyőzhetik arról, hogy egy elmélet téves és el kell hagyni? Ha nincs ilyen válaszunk, akkor nincs tudományos elméletünk. ".
Észrevetted, hogy ebben a cikkben nagyon kevés a szavam. Az ok egyszerű. Bár engem valóban lenyűgöz a multiverzumelmélet és a húrelmélet, teljesen egyetértek az Ellis és Silk által megjelent cikkben kifejtett gondolatokkal. Bármennyire is vonzó, bármilyen gyönyörű is egy tudományos hipotézis, nincs okunk a léc leengedésére a tudományos kísérlet szembeszállásának szükségességének kiküszöbölése érdekében.
Túl gyakran hallom azt az elképzelést, hogy a paranormális jelenségektől kezdve a homeopátiáig mindenféle dolog nem bizonyítható a tudomány szigorú keretei között, és számukra és kedvükért a tudományos módszerre kell a legfontosabb állítása: a kísérletek és megfigyelések megerősítésének szükségessége.
Befejezem Popper idézetét, amely abból a könyvből származik, amiről korábban meséltem. "A tudománynak nevezett játéknak elvileg nincs vége: aki egyszer eldönti, hogy nem vizsgálja tovább a tudományos állításokat, de véglegesen igazoltnak tartja, az elhagyja a játékot".