Είναι καιρός να αγκαλιάσουμε τις μη επαληθευμένες θεωρίες;
Στον κόσμο της σύγχρονης φυσικής, υπάρχει αλλαγή. Οι ερευνητές προσπαθούν τόσο σκληρά να πηδήξουν πέρα από την ως επί το πλείστον καθιερωμένη επιστήμη του Καθιερωμένου Μοντέλου που τολμούν να ξεφύγουν από μια από τις κρίσιμες παραδόσεις της επιστήμης. Επιδιώκοντας μια οριστική, ενοποιητική περιγραφή της πραγματικότητας, ορισμένοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι οι επιστημονικές θεωρίες μπορεί να μην απαιτούν πειραματική απόδειξη για να γίνουν αποδεκτές ως αλήθεια.
Η φιλοσοφική παράδοση του ορισμού της επιστημονικής γνώσης ως εγγενώς εμπειρικής, που βασίζεται στην παρατήρηση, χρονολογείται από αιώνες. Και τον 20ο αιώνα, ο Karl Popper, ένας από τους λίγους φιλοσόφους που θεωρούνταν ήρωας μεταξύ των επιστημόνων, προχώρησε το παράδειγμα ένα βήμα παραπέρα. Υποστήριξε ότι μια θεωρία πρέπει να είναι παραποιήσιμη για να είναι επιστημονική. Άρα ένας επιστήμονας όχι μόνο πρέπει να μπορεί να υποστηρίξει μια θεωρία με στοιχεία. πρέπει επίσης να είναι σε θέση να δείξει ότι θα μπορούσε να υπάρχει στοιχεία που θα το αποδείκνυαν λάθος.
Οποιαδήποτε κίνηση παρεκκλίνει από αυτή την παράδοση ανησυχεί τους περισσότερους επιστήμονες. Και τώρα αυτός ο συναγερμός ξεχύνεται στις σελίδες διακεκριμένων περιοδικών.
«[Πέρυσι], οι συζητήσεις στους κύκλους της φυσικής πήραν μια ανησυχητική τροπή», έγραψαν οι φυσικοί George Ellis και Joseph Silk σε ένα δοκίμιο στο Nature. «Αντιμετωπίζοντας δυσκολίες στην εφαρμογή θεμελιωδών θεωριών στο παρατηρούμενο σύμπαν, ορισμένοι ερευνητές ζήτησαν μια αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο γίνεται η θεωρητική φυσική. Άρχισαν να υποστηρίζουν —ρητά— ότι εάν μια θεωρία είναι αρκετά κομψή και επεξηγηματική, δεν χρειάζεται να ελεγχθεί πειραματικά."
Με άλλα λόγια, ορισμένοι επιστήμονες ζητούν νέους κανόνες παιχνιδιού. Ζητούν από την κοινότητα να πιστέψει στα μαθηματικά όσο έχει ιστορικά στοιχεία.
Η πρόκληση προκύπτει από δύο ιδέες που είναι εξέχουσες στη σύγχρονη θεωρητική φυσική. Η πρώτη είναι η θεωρία χορδών, στην οποία μικρές, δονούμενες χορδές αποτελούν υποατομικά σωματίδια όπως πρωτόνια και ηλεκτρόνια. Το δεύτερο είναι το λεγόμενο πολυσύμπαν, το οποίο υποστηρίζει ότι η Μεγάλη Έκρηξη δεν δημιούργησε μόνο ένα σύμπαν, αλλά αντίθετα μια άπειρη συστοιχία συμπάντων. Και οι δύο ιδέες είναι όμορφες. ούτε μπορεί, από όσο γνωρίζουμε, να δοκιμαστεί.
«Αν κοιτάξετε την ιστορία της φυσικής, ήμασταν πάντα σε θέση να βρούμε αυτές τις πιο ισχυρές, βαθιές και ενοποιημένες θεωρίες», λέει ο Peter Woit, μαθηματικός στο Πανεπιστήμιο Columbia, ο οποίος είναι γνωστός για το ότι επιτίθεται στην έλλειψη της θεωρίας χορδών. απόδειξη. Μερικές φορές αυτές οι βαθύτερες θεωρίες έχουν καρποφορήσει πολύ πριν γίνουν διαθέσιμα πειράματα που θα μπορούσαν να τις δοκιμάσουν. Πάρτε για παράδειγμα τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Άλμπερτ Αϊνστάιν. Αναπτύχθηκε το 1917 με βάση την αξιοσημείωτη φυσική του διαίσθηση, αλλά δεν επιβεβαιώθηκε παρά τη δεκαετία του 1960.
Παρόλο που ο Woit πιστεύει ότι υπάρχει μια ενιαία θεωρία, παραμένει αμφίβολο ότι θα βρούμε μια οποιαδήποτε στιγμή σύντομα. Λίγοι συνειδητοποιούν ότι τις τελευταίες δεκαετίες της ζωής του Αϊνστάιν, ακολούθησε μια διαφορετική θεωρία που απλά δεν έβγαινε έξω:μια ενοποιημένη θεωρία πεδίου για τη σύνδεση της βαρύτητας και του ηλεκτρομαγνητισμού. «Πέρασε τα τελευταία 20 χρόνια της ζωής του προσπαθώντας να αντιμετωπίσει αυτό που οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν συμφωνήσει ότι είναι σχεδόν σίγουρα αδιέξοδο», λέει ο Woit. "Αυτός είναι ο κίνδυνος να μην γίνονται πειράματα."
Υπάρχει λοιπόν ένας λεπτός διάλογος μεταξύ των πειραματικών δεδομένων και των φυσικών θεωριών. Οι θεωρητικοί φυσικοί χρειάζονται πειραματικά αποτελέσματα για να τους επαναφέρουν σε τροχιά. "Αλλά αν αυτό δεν συμβεί, τότε νομίζω ότι είναι πολύ πιο δύσκολο να πείσουμε τους ανθρώπους να παραδεχτούν ότι ορισμένα πράγματα δεν λειτουργούν και να προσπαθήσουν να βρουν πιο καρποφόρα πράγματα να κάνουν", λέει ο Woit.
Και το χρονικό χάσμα μεταξύ των πειραματικών δεδομένων και των φυσικών θεωριών εκτείνεται ακόμη περισσότερο.
Τι γίνεται αν αυτό το κενό γίνει άπειρο; Πολλοί φυσικοί φοβούνται ότι η θεωρία των χορδών και το πολυσύμπαν μπορεί στην πράξη να μην είναι ποτέ παρατηρήσιμα. Οι αποδείξεις για τις έξι επιπλέον διαστάσεις που απαιτούνται για να λειτουργήσει η θεωρία χορδών απαιτούν οι φυσικοί να φτάσουν σε πολύ υψηλότερες πειραματικές ενέργειες, πολύ πέρα από την εμβέλεια του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων. Οι φυσικοί χρειάζονται έναν επιταχυντή κατασκευασμένο σε αστρονομικές διαστάσεις.
Και τα άλλα σύμπαντα που αποτελούν το πολυσύμπαν φαίνεται να βρίσκονται μόνιμα πέρα από τον παρατηρήσιμο ορίζοντα εξ ορισμού. Απλώς δεν φαίνονται.
«Υπάρχουν δύο τρόποι που μια θεωρία μπορεί να αποτύχει. Μπορεί να αποτύχει προβλέποντας κάτι λάθος και μπορεί να αποτύχει μετατρέποντας σε μια κενή ιδέα που δεν προβλέπει τίποτα», λέει ο Woit. Πιστεύει ότι τόσο η θεωρία χορδών όσο και το πολυσύμπαν αποτυγχάνουν στο ότι δεν προβλέπουν τίποτα παρατηρήσιμο.
Όπως έγραψαν οι Ellis και Silk στο Nature , «το θέμα συνοψίζεται στο να διευκρινιστεί ένα ερώτημα:Ποια πιθανά παρατηρητικά ή πειραματικά στοιχεία υπάρχουν που θα σας έπειθαν ότι η θεωρία είναι λανθασμένη και θα σας οδηγούσε να την εγκαταλείψετε; Αν δεν υπάρχει, δεν είναι επιστημονική θεωρία.»
Έχουμε φτάσει στο σημείο στη φυσική όπου είναι καιρός να εγκαταλείψουμε τη θεωρία χορδών και το πολυσύμπαν; Ο David Albert, φιλόσοφος στο Πανεπιστήμιο Columbia, υποστηρίζει ότι όχι. «Είναι αλήθεια ότι υπάρχουν ανησυχίες σχετικά με τη θεωρία χορδών ότι δεν θα έρθουν ποτέ σε επαφή με την εμπειρία», λέει ο Albert. Αλλά είναι λίγο πολύ νωρίς για να νικήσουμε ή να υποθέσουμε ότι «η θεωρία χορδών δεν θα παράγει ποτέ τίποτα εμπειρικά προσβάσιμο σε εμάς».
Ο Άλμπερτ βασίζεται στην ιστορία της επιστήμης, υποστηρίζοντας ότι είναι «γεμάτη από καταστάσεις όπου οι άνθρωποι πίστευαν ότι κάτι θα ήταν δύσκολο να επιτευχθεί με τις τεχνολογίες που οραματιζόντουσαν, και στη συνέχεια μια ορισμένη ποσότητα εξυπνάδας βρίσκει μια πίσω πόρτα». Ο Άλμπερτ φροντίζει να πει, ωστόσο, ότι δεν είναι απαραίτητα αισιόδοξος. Αναγνωρίζει τα είδη των ανησυχιών που αισθάνονται σε ολόκληρη την κοινότητα της φυσικής, αλλά εξακολουθεί να ελπίζει ότι οι φυσικοί θα βρουν έναν νέο τρόπο, όπως έκαναν πάντα.
«Πολλοί άνθρωποι ισχυρίζονται ότι δεν μπορείτε ποτέ να δοκιμάσετε εμπειρικά έναν ισχυρισμό όπως το πολυσύμπαν, επειδή εξ ορισμού μπορείτε να δείτε μόνο τι υπάρχει στο σύμπαν μας», λέει ο Albert. «Αλλά νομίζω ότι είναι πολύ γρήγορο». Υποστηρίζει ότι ορισμένοι θεμελιώδεις νόμοι, τους οποίους μπορούμε να αποδείξουμε εμπειρικά στο δικό μας σύμπαν, θα μπορούσαν να προβλέψουν μαθηματικά την ύπαρξη άλλων συμπάντων. Αυτοί οι νόμοι θα ήταν επομένως έμμεσοι, αλλά επιτακτικές αποδείξεις για την ύπαρξη άλλων συμπάντων.
Επομένως, ίσως δεν είναι ακριβές να πούμε οριστικά ότι δεν μπορούμε να ελέγξουμε εμπειρικά αυτές τις θεωρίες. «Νομίζω ότι το σωστό είναι ότι δεν ξέρουμε ακόμη πώς να τα δοκιμάσουμε», λέει ο Albert. "Οι άνθρωποι δεν πρέπει να φοβούνται τόσο πολύ γι' αυτό."
Η Shannon Hall είναι ασκούμενη στο Ναυτίλος.
*Αυτό το άρθρο έχει αναθεωρηθεί για να διορθώσει την περιγραφή της θεωρίας χορδών.
