Теоретические физики, которые говорят, что мультивселенная существует, создают опасный прецедент: наука, основанная на нулевых эмпирических данных

Нет согласованного критерия, отличающего науку от лженауки, или просто обычную ерунду, открывающую дверь всевозможным метафизикам, маскирующихся под науку. Это «постэмпирическая» наука, где истина больше не имеет значения, и она потенциально очень опасна. Не так уж сложно найти свежие примеры.

8 июня 2019 года на обложке журнала New Scientist смело заявили, что мы «внутри зеркальной версии». Его редакторы обещали нам «приветствуйте параллельную реальность, которая скрывается на виду». То, как вы реагируете на такие заголовки, вероятно, зависит от вашего знакомства не только с аспектами современной физики, но и с сенсационными тенденциями большей части научно-популярных средств массовой информации.

Излишне говорить, что эта функция гораздо менее сенсационна, чем предполагает ее заголовок. Речь идет о загадочной разнице в среднем времени, когда субатомные частицы, называемые нейтронами, будут свободно подвергаться радиоактивному распаду, в зависимости от экспериментальной техники, используемой для измерения этого, история вряд ли вызовет интерес у более чем горстки читателей нового ученого.

Но, как это часто бывает в наши дни, несколько физиков предположили, что это проблема «очень естественного объяснения». Они утверждают, что нейтроны на самом деле летают между параллельными вселенными. Они признают, что шансы доказать это «низки» или даже «ноль», но на самом деле это не имеет значения.

Когда дело доходит до привлечения внимания, приглашения на важнейший клик или покупку, спекулятивная метафизика побеждает. Было бы легко возложить на это вину на научных журналистов или писателей-популярных наук. Но кажется, что сами ученые (и их отделы PR) в равной степени виноваты.

Функция New Scientist связана с работой Лии Бруссард в Национальной лаборатории Ок-Риджа в Министерстве США.

Насколько я могу судить, Бруссар занимается некоторыми вполне респектабельными экспериментальными исследованиями свойств нейтронов.

Но она выдает природу игры, в которую играют, когда она говорит: «Теористы очень хорошо уклоняются от ловушек, которые для них оставляют экспериментаторы.

Вы всегда найдете кого-то, кто будет рад сохранить эту идею.

«Зеркаловерс» — это еще одна в длинной череде так называемых теорий мультивселенных.

Эти теории основаны на представлении о том, что наша Вселенная не уникальна, существует большое количество других вселенных, которые каким-то образом находятся рядом или параллельно нашей собственной.

Например, в так называемой многомирной интерпретации квантовой механики есть вселенные, содержащие наши параллельные «я», идентичные нам, но для их разных переживаний квантовой физики.

Эти теории привлекательны для некоторых физиков-теоретических и философов, но для них нет абсолютно никаких эмпирических доказательств.

И, поскольку кажется, что мы никогда не сможем испытать эти другие вселенные, для них никогда не будет никаких доказательств.

Как объяснил Бруссард, эти теории достаточно скользкие, чтобы уклониться от любых проблем, которые экспериментаторы могли бы бросить на них, и всегда есть кто-то, кто счастлив, чтобы сохранить эту идею.

Это действительно наука?

Ответ зависит от того, что, по вашему мнению, нужно обществу от науки.

В нашу постправда веку случайной лжи, фейковых новостей и альтернативных фактов, общество находится под чрезвычайным давлением со стороны тех, кто продвигает потенциально опасную антинаучную пропаганду, начиная от отрицания изменения климата и заканчивая движением против прививок до гомеопатических лекарств.

Я, например, предпочитаю науку, которая рациональна и основана на доказательствах, науке, которая занимается теориями и эмпирическими фактами, наукой, которая пропагандирует поиск истины, независимо от того, насколько преходящей или случайно.

Я предпочитаю науку, которая не с готовностью признает теории настолько расплывчатые и скользкие, что эмпирические тесты либо невозможны, либо они абсолютно ничего не значат.

Но разве наука ни в коем случае не о том, что правильно и верно?

Наверняка никто не хочет быть неправым и ложным?

За исключением того, что это не так, и мы серьезно ограничиваем нашу способность поднять завесы невежества и менять антинаучные убеждения, если мы будем продолжать торговать этим абсурдно упрощенным взглядом на то, что такое наука.

Чтобы понять, почему постэмпирическая наука вообще возможна, нам нужно сначала развеять некоторые из величайших мифов науки.

Несмотря на внешность, наука не дает уверенности.

Десятилетия прогресса в философии науки привели нас к тому, что наше преобладающее научное понимание является ограниченным по времени предложением, действительным только до тех пор, пока новое наблюдение или эксперимент не докажут, что это не так.

Оказывается, невозможно даже сформулировать научную теорию без метафизики, не предполагая, что некоторые вещи, которые мы на самом деле не можем доказать, например, существование объективной реальности и невидимые сущности, которые, как мы верим, существуют в ней.

Это немного неловко, потому что трудно, если не невозможно, собрать эмпирические факты, не имея сначала какого-то теоретического понимания того, что мы думаем, что делаем.

Просто попробуйте как-нибудь понять необработанные данные, полученные большим адронным коллайдером ЦЕРН, не обращаясь к теориям физики элементарных частиц, и посмотрите, как далеко вы продвинетесь.

Теории недоопределены: выбор между конкурирующими теориями, которые эквивалентно приспособлены к фактам, могут стать предметом личного суждения, или выбора метафизических предубеждений или предрассудков, или даже просто порядка, в котором вещи происходили исторически.

Это одна из причин, по которой до сих пор до сих пор будоражят аргументы в отношении интерпретации квантовой теории, сформулированной почти 100 лет назад.

Тем не менее, история говорит нам, что наука однозначно говорит нам о том, что наука работает.

это прогрессирует.

Мы знаем (и думаем, что понимаем) о природе физического мира больше, чем вчера; мы знаем больше, чем десять лет, или столетие, или тысячелетие назад.

Прогресс науки — причина, по которой у нас есть смартфоны, когда философы Древней Греции не были.

Для этого прогресса необходимы успешные теории.

Когда вы используете Google Maps на своем смартфоне, вы рисуете на сети спутников, вращающихся вокруг Земли на 20 000 километров, из которых четыре необходимы для работы системы, а от шести до 10 «видимы» из вашего местоположения в любое время.

Каждый из этих спутников несет миниатюрные атомные часы и передает точные данные о времени и позиционировании на ваше устройство, что позволяет вам точно определить ваше местоположение и определить самый быстрый маршрут в паб.

Но без исправлений, основанных на специальных и общих теориях относительности Альберта Эйнштейна, глобальная система позиционирования будет накапливать ошибки часов, приводя к погрешности положения до 11 километров в день.

Без этих довольно абстрактных и эзотерических, но тем не менее очень успешных теорий физики, через пару дней вам будет трудно решить, где вы находитесь на земле.

В феврале 2019 года пионеры GPS были удостоены премии королевы Елизаветы за инженерное дело.

Судьи отметили, что «общественность может не знать, что [ GPS] означает, но они знают, что это такое».

Это говорит о довольно удобной метафоре для науки.

Мы можем почесать затылок о том, как это работает, но мы знаем, что, когда это сделано правильно, это так.

И это подводит нас к одной из самых сложных проблем, возникающих из философии науки: ее строгого определения.

Когда что-то «научное», а когда нет?

В свете вышеприведенной метафоры, как мы узнаем, когда наука «делается должным образом»?

Это проблема демаркации, и она имеет славную историю.

(Для более поздней дискуссии см.

эссе Массимо Пиглиуччи «Должна ли наука быть проверяемой?» на Эоне).

Философ Карл Поппер утверждал, что то, что отличает научную теорию от лженауки и чистой метафизики, — это возможность того, что она может быть фальсифицирована при воздействии эмпирических данных.

Другими словами, теория является научной, если она может оказаться неверной.

Астрология делает прогнозы, но они намеренно общие и широко открыты для интерпретации.

В 1963 году Поппер писал: «Это типичный прорицатель, чтобы предсказать вещи настолько смутно, что предсказания вряд ли могут потерпеть неудачу: они становятся неопровержимыми».

Мы можем найти много способов критиковать предпосылки гомеопатии и отвергать это как лженауку, поскольку она мало или совсем не основывается в нашем нынешнем понимании западной, основанной на фактических данных медициной.

Но, даже если мы примем это за чистую монету, мы должны признать, что он не прошел все тесты: нет никаких доказательств клинических испытаний эффективности гомеопатических средств, помимо эффекта плацебо.

Те, кто, как и принц Чарльз, продолжают утверждать свою эффективность, не занимаются наукой.

Они занимаются принятием желаемого за действительное или, как продавец змеиного масла, занимаются преднамеренным обманом.

И, как бы мы ни хотели верить, что Бог задумал всю жизнь на земле, мы должны признать, что разумный замысел не делает никаких проверяемых собственных предсказаний.

Это просто концептуальная альтернатива эволюции как причина невероятной сложности жизни.

Нельзя подделать разумный замысл, как никто не может доказать существование или несуществование метафизического бога философа или бога религии, который «движется таинственными путями».

Разумный замысл — это не наука: как теория, она просто перегружена своим метафизическим содержанием.

Вместо того, чтобы признать, что законы Ньютона были фальсифицированы, они возились с вспомогательными предположениями, но никогда не было так просто.

Применение теории обычно требует, чтобы, по крайней мере, на бумаге, мы упрощаем задачу, представляя, что интересующая нас система может быть изолирована, чтобы мы могли игнорировать помехи от остальной Вселенной.

В своей книге «Время возрождения» (2013) физик-теоретик Ли Смолин называет это «делением физики в коробке», и она включает в себя одно или несколько так называемых вспомогательных предположений.

Следовательно, когда предсказания фальсифицируются эмпирическими данными, никогда не ясно, почему.

Возможно, теория ложна, но может быть просто, что одно из вспомогательных предположений неверно.

Доказательства не могут нам сказать, какие.

Есть хороший урок обо всем этом из планетарной астрономии.

В 1781 году законы движения и гравитации Исаака Ньютона были использованы для предсказания орбиты недавно обнаруженной планеты под названием Уран.

Прогноз был неверным.

Но вместо того, чтобы признать, что законы Ньютона были фальсифицированы, проблема решалась просто путем воздействия вспомогательных предположений, в данном случае, делая рамку немного больше.

Джон Адамс и Урбайн Ле Веррье независимо друг от друга предположили, что в Солнечной системе есть еще не наблюдаемая восьмая планета, которая возмущала орбиту Урана.

Нептун был должным образом обнаружен в 1846 году очень близко к позиции, предсказанной Ле Верриером.

Далеко не фальсифицируя законы Ньютона, неверное предсказание и последующее открытие Нептуна были приветствуются как торжествующее их подтверждение.

Несколько лет спустя Ле Верриер попробовал ту же логику по другой астрономической проблеме.

Планетарные орбиты не являются точными эллипсами.

С каждой орбитой точка каждой планеты, ближайшая к Солнцу (называемая перигелией), слегка смещается или прецессирует, и это было вызвано кумулятивным гравитационным притяжением всех других планет Солнечной системы.

Для планеты Меркурий, лежащей ближе всего к Солнцу, законы Ньютона предсказывают прецессию 532 дуговых секунды в столетие.

Но сегодня наблюдаемая прецессия скорее больше, около 575 дуговых секунд за век, разница в 43 дуга.

Хотя это и небольшое, эта разница накапливается и эквивалентна одной «дополнительной» орбите каждые 3 миллиона лет или около того.

Ле Веррье приписывал это различие эффектам еще одной ненаблюдаемой планеты, лежащей ближе к Солнцу, чем Меркурий, который стал известен как Вулкан.

Астрономы тщетно искали его.

В данном случае законы Ньютона действительно играли ложь.

Эйнштейн был рад обнаружить, что его общая теория относительности предсказывает дальнейший «релятивистский» вклад 43 дуги в столетие из-за искривления пространства-времени вокруг Солнца в окрестностях Меркурия.

Эта краткая история предполагает, что ученые перестанут возиться и согласятся вынести теорию только тогда, когда ее заменит более демонстративно лучший.

Из этого мы могли бы заключить, что теории никогда не фальсифицированы как таковые.

Мы знаем, что законы движения Ньютона уступают квантовой механике в микроскопической области молекул, атомов и субатомных частиц, и они разрушаются, когда вещи любого размера движутся со скоростью или близкой к скорости света.

Мы знаем, что закон гравитации Ньютона уступает общей теории относительности Эйнштейна.

И все же законы Ньютона остаются совершенно удовлетворительными, когда они применяются к «повседневным» объектам и ситуациям, и физики и инженеры с радостью воспользуются ими.

Любопытно, что, хотя мы знаем, что они «неправда», при определенных практических обстоятельствах они также не ложны.

Они «достаточно хороши».

Такие проблемы считались философами науки непреодолимыми, а критерий фальсифицируемости Поппера был отброшен (хотя, любопытно, он до сих пор живет в умах многих практикующих ученых).

Но вместо того, чтобы искать альтернативу, в 1983 году философ Ларри Лаудан заявил, что проблема демаркации на самом деле неразрешима и, следовательно, должна быть псевдопроблемой.

Он утверждал, что настоящее различие заключается между знанием, которое является надежным или ненадежным, независимо от его происхождения, и утверждал, что такие термины, как «псевдоучство» и «ненаучное», не имеют реального значения.

Но, по крайней мере, для меня должна быть разница между наукой и лженаукой: между наукой и чистой метафизикой или просто обычная ерунда.

Итак, если мы не можем использовать фальсифицируемость, что мы используем вместо этого?

Я не думаю, что у нас есть какая-то реальная альтернатива, кроме как принять то, что я мог бы назвать эмпирическим критерием.

Демаркация — это не какое-то бинарное суждение «да-нет», правильно или неправильно.

Надо признать оттенки серого.

Сам Поппер был готов принять это (курсив мой): критерий разграничения не может быть абсолютно острым, но сам будет иметь степени.

Будут хорошо проверяемые теории, едва ли проверяемые теории и непроверяемые теории.

Те, которые не проверяются, не представляют интереса для эмпирических ученых.

Их можно охарактеризовать как метафизические.

Здесь «проверяемость» подразумевает только то, что теория либо вступает в контакт, либо обещает установить контакт с эмпирическими доказательствами.

Он не делает никаких предположений о том, что мы могли бы сделать в свете доказательств.

Если доказательства проверяют теорию, это здорово — мы празднуем и начинаем искать еще один тест.

Если доказательства не подкрепляют теорию, то мы можем некоторое время задуматься или возиться с вспомогательными предположениями.

В любом случае, между метафизическим содержанием теории и эмпирическими данными существует противоречие, которое не дает метафизике полностью выйти из-под контроля.

Таким образом, метафизика приручена или «натурализована», и нам есть с чем работать.

Это наука.

Это может показаться простым, но мы достигли довольно интересного периода в истории фундаментальной физики.

Сегодня мы благословлены двумя необычными теориями.

Первая — квантовая механика.

На этом основана так называемая стандартная модель физики частиц, описывающая работу всех известных элементарных частиц.

Это наша лучшая теория материи.

Второй — общая теория относительности Эйнштейна, которая объясняет, как работает гравитация, и является основой для так называемой стандартной модели космологии Большого Взрыва.

Это наша лучшая теория пространства, времени и вселенной.

Эти две стандартные модели объясняют все, что мы видим во Вселенной.

Тем не менее, они глубоко неудовлетворительны.

Харизматичный физик Ричард Фейнман мог бы быть бедным философом, но он не шутил, когда писал в 1965 году: «Я думаю, что я могу с уверенностью сказать, что никто не понимает квантовую механику».

Для удовлетворительной работы космология Большого взрыва требует довольно большого количества «темной материи» и «темной энергии», так что «то, что мы можем видеть», приносит смущающе небольшие 5% всего, что, как мы верим, есть во вселенной.

Если темная материя действительно какая-то материя, то она просто отсутствует в нашей лучшей теории материи.

Изменение одной или нескольких констант, управляющих физикой нашей Вселенной, даже наименьшее количество, сделает Вселенную неприветливой в жизни или даже физически невозможной.

У нас нет объяснения, почему законы и константы физики кажутся настолько «тонко настроенными», чтобы развить вселенную Златовласки, которая в самый раз.

Это очень, очень упрямые проблемы, и наши лучшие теории полны пояснительных дыр.

Свести их в якобы все в якобы оказалось удивительно сложно.

Несмотря на большие усилия за последние 50 лет, нет никакого реального согласия в отношении того, как это можно сделать.

И, что еще хуже, у нас закончились доказательства.

Теоретики были хитрыми и изобретательными.

У них много метафизических идей, но нет эмпирических признаков, говорящих им, по какому пути им следует пойти.

Они богаты идеями, но бедны.

Они сталкиваются с выбором.

Они не торопятся, отступают и признают, что даже без обещания эмпирических данных для проверки своих идей мало или ничего большего нельзя сделать во имя науки?

Разве они раздражаются в воздухе и признают, что могут быть вещи, которые наука просто не может объяснить прямо сейчас?

Что представляет собой «лучшее объяснение» в отсутствие фактов?

Или они пахают независимо от того, публикуя бумагу за бумагой, заполненной абстрактной математикой, которую они могут интерпретировать как объяснительные по физике, в отсутствие данных, например, в терминах мультивселенной?

Неужели они не только принимают метафизику, но и позволяют им полностью перегружены ею?

Они делают вид, что могут думать о своем пути к настоящей физике, игнорируя осторожность Эйнштейна: снова и снова страсть к пониманию привела к иллюзии, что человек способен рационально постичь объективный мир без эмпирических основ, короче говоря, метафизикой.

Я думаю, что вы знаете ответ.

Но утверждать, что это все же наука, требует некоторой значительной умственной гимнастики.

Некоторые просто удваивают.

Физик-теоретик Дэвид Дойч заявил, что мультивселенная так же реальна, как когда-то были динозавры, и мы должны просто «пережить это».

Мартин Рис, британский астроном Королевский, заявляет, что мультивселенная — это не метафизика, а захватывающая наука, которая «может быть правдой», на которую он поставит свою собаку.

Другие стремятся изменить или подорвать любое представление о разграничении критерия, выбивая контроль над повествованием.

Один из способов сделать это — выявить все проблемы с фальсифицируемостью Поппера, которые были признаны уже много лет назад философами науки.

Это позволяет им устанавливать свои собственные правила, хорошо избегая реальной проблемы — полного отсутствия даже обещания всякой противоречия между идеями и фактами.

Шон Кэрролл, громкий защитник интерпретации многих миров, предпочитает похищение или то, что он называет «выводом лучшего объяснения», что оставляет нас с теориями, которые просто «скуповаты», вопрос суждения и «все еще может быть правдой».

Но чье суждение?

Что представляет собой «лучшее объяснение» в отсутствие фактов?

Кэрролл стремится нарисовать свое представление о выводе в ткань респектабельности, обеспечиваемую чем-то, называемым теорией вероятностей байесов, с радостью упуская из виду ее полностью субъективную природу.

Это короткий шаг отсюда до попыток теоретика, ставшего философом Ричардом Давидом, оправдывать программу теории струн с точки зрения «теоретически подтвержденной теории» и «оценки неэмпирической теории».

Тогда «лучшее объяснение» основано на выборе между чисто метафизическими конструкциями без ссылки на эмпирические данные, основанные на применении теории вероятностей, которая может быть легко сконструирована в соответствии с личными предрассудками.

Добро пожаловать в оксюморон, который является постэмпирической наукой.

И все же, в чем главная проблема?

Так что же, если горстка физиков-теоретиков захочет потакать своему внутреннему метафизику и публиковать статьи, которые мало кто из их малого академического круга когда-либо прочтет?

Но оглянитесь на начало этого сочинения.

Намерены они это или нет (и поверьте мне, они намерены это), у этого материала есть привычка просачиваться в общественное достояние, покрывая, как кислота, в самые основы науки.

Публикация книги Кэрролла «Что-то глубоко скрытое, о многомирной интерпретации» сопровождалась удивительной рекламной мифой, в том числе в прошлом месяце о эссе об Эоне.

Недавняя статья PBS News , привела к тому, что: «Теория «многомиров» в квантовой механике предполагает, что с каждым вашим решением появляется новая вселенная, содержащая то, что составляет новую вашу версию».

Физика должна быть самой сложной из «тяжелых наук».

Он устанавливает стандарты, по которым мы склонны судить обо всех научных усилиях.

И люди смотрят.

Историк науки Хельге Краг потратил значительное время на изучение «высших спекуляций», которые на протяжении всей ее истории преследовали основополагающую физику.

В мультивселенной в «Высших спекулятивах» (2011) он пришел к выводу (опять же, курсив — мой): но, как утверждается, разумный замысел вряд ли можно проверять, чем многие теории мультивселенных.

Отклонить разумный замысел на том основании, что он непроверяем, и все же принять мультивселенную как интересную научную гипотезу, может подозрительно близко применить двойные стандарты.

Как видно с точки зрения некоторых креационистов, а также некоторых некреационистов, их причина получила непреднамеренную методологическую поддержку от мультивселенной физики.

Неудивительно, что люди из Института Дискавери, Сиэтлского аналитического центра креационизма и разумного замысла, с большим интересом следят за развитием теоретической физики.

Католический евангелист Денс О’Лири, пишущий для новостного блога института в 2017 году, предполагает, что «защитники [мультивселенной] не просто предполагают, что мы принимаем ошибочные доказательства.

Они хотят, чтобы мы отказались от доказательств в качестве ключевого критерия принятия их теории».

Креационисты говорят, с некоторым оправданием: смотри, ты обвиняешь нас в лженауке, но чем отличается то, что ты делаешь во имя науки?

Они стремятся подорвать авторитет науки как последнего слова о рациональном поиске истины.

Философы Дон Росс, Джеймс Ледиман и Дэвид Спурретт утверждают, что критерий разграничения — это вопрос для институтов, а не для отдельных лиц.

Научные институты навязывают нормы и стандарты и предоставляют проверки чувств и фильтров ошибок, которые в принципе должны исключать претензии на объективные научные знания, полученные из чистой метафизики.

Но, несмотря на попытки космолога Джорджа Эллиса и астрофизика Джо Силка поднять красный флаг в 2014 году и призвать некоторые из этих учреждений «защищать целостность физики», ничего не изменилось.

Ледиман, кажется, ушел в отставку: «Расширенная ошибка в отношении основ среди экспертов может и происходит», — говорит он мне.

Он считает, что коррекция придет в долгосрочной перспективе, когда будет сделан настоящий научный прорыв.

Но какой ущерб может быть нанесен, пока мы ждем прорыва, который может никогда не произойти?

Возможно, нам следует начать с небольшого первого шага.

Давайте признаем, что физики-теоретические имеют полное право верить, писать и говорить все, что они хотят, в разумных пределах.

Но не слишком ли много требует, чтобы они делали свои утверждения с некоторой честностью?

Вместо «мультивселенной существует» и «может быть правдой», неужели так сложно сказать что-то вроде «Мультивселенная имеет некоторые философские влечения, но она весьма спекулятивна и противоречива, и для этого нет никаких доказательств»?

Я ценю, что такие оговорки теряются или искажаются, когда переводятся в популярные СМИ, одержимые сенсацией, но это было бы провалом журналистики или естествознания, а не провалом научной честности.