fizika ili znanstvena fantastika? (ulomak iz Rossen Vassilev Jr., Einstein vs Logical Positivism)

Prema poznatom fizičaru Lee Smolinu … sadašnji odmak fizike od … empirizma posljedica je

trijumfa jednoga određenog načina bavljenja znanošću koji je ovladao fizikom u 1940-ima. Taj stil … favorizira virtuoznost u računanju nad promišljanjem o teškim pojmovnim problemima.

… Smolin je vrlo skeptičan prema ovome “osobitom načinu bavljenja znanošću”, koji je doveo do onoga što naziva „sadašnjom krizom“ u fundamentalnoj fizici:

Postavljene su i istražene nove teorije, neke vrlo detaljno, ali nijedna nije potvrđena eksperimentalno. I tu je srž problema: da bi se u znanosti povjerovalo u neku teoriju, ona mora predvidjeti nešto novo – različito od onoga što su predvidjele prethodne teorije – i to za pokus koji još nije učinjen. Da bi pokus bio smislen, moramo [u načelu] moći dobiti i odgovor koji se ne slaže s tim predviđanjem. Kad su stvari takve, kažemo da je teorija opovrgljiva – podložna da se [uopće] može opovrgnuti. Teorija također mora biti potvrdljiva; mora biti moguće provjeriti neko novo predviđanje koje daje samo ta teorija. Tek kad je neka teorija testirana i rezultati se slože s tom teorijom, pripuštamo je u red istinitih teorija. (The Trouble with Physics)

U tome svjetlu mnoge od teorija koje su teorijski fizičari danas prihvatili izgledaju poput onoga što Smolin naziva “metafizičkim fantazijama”. Jedna od najistaknutijih je  zamisao o mnoštvu svemira, poznata i kao „hipoteza o mnogim svjetovima“ ili teorija “multiverzuma”. Različite su njene inačice bile promovirane kao odgovor na zagonetke u mnogim granama fizike; ona je 2011. godine bila tema čitavog jednog broja časopisa New Scientist, a među mnogim njenim znanstvenim pristalicama bio je i pokojni Stephen Hawking, koji je na njoj radio u svome posljednjem objavljenom radu. Unatoč svemu tome, hipoteza multiverzuma ostaje čisto spekulativna teorija u smislu da se ne može provjeriti izravnim promatranjem. Zapravo nema nikakvih opipljivih iskustvenih dokaza koji bi je mogli potkrijepiti. Ne može dokazati primjenom Schlickovog načela provjerljivosti; niti se može iskustveno pokušati opovrgnuti onako kako je Karl Popper vjerovao da bi trebala moći bilo koja doista znanstvena teorija. Kao puki proizvod teorijskih nagađanja i/ili matematičkih modela, to je više filosofija i metafizika nego empirijska znanost koju je moguće testirati. Graniči sa znanstvenom fantastikom.

lee-smolin

Lee Smolin (1955.)

Druga je dvojbena teorija stekla popularnost uslijed problema oko teorije Velikog praska, koji se tiču ​​relativno ravnomjerne raspodjele materije promatrane u vidljivom svemiru. Teško bi se moglo očekivati ​​da takva raspodjela proizađe iz gigantske eksplozije energije koncentrirane u točku daleko manju od atoma prije nekih 13.8 milijardi godina. Ali naša najranija radioastronomska “dječja slika” svemira kako je izgledao oko 380 000 godina nakon Velikog praska pokazuje ravnomjernu raspodjelu materije u svim smjerovima. Da bi objasnili ovu anomaliju, Alan Guth i drugi kosmolozi predložili su takozvanu teoriju “inflacije” prema kojoj se u djeliću sekunde neposredno nakon Velikog praska novostvoreni svemir najprije širio brzinom mnogo bržom čak i od brzine svjetlosti. Ali ta ad hoc prilagodba ili “teorijska štaka” (da upotrijebimo zgodnu frazu Thomasa Kuhna) … stvorila  je druge komplikacije poput jedanaest dimenzija prostorvremena, bezbroj Velikih praska i, opet, postojanja brojnih primjeraka svakoga od nas koji žive u više paralelnih svemira. Smolin primjećuje da je „teorija inflacije nudila predviđanja koja su izgledala sumnjivo“, te se žali da to baš i nije ono od čega se radi popperovska znanost:

Pomoću ovoga trika nadaju se pretvoriti neuspjeh u objašnjavanju u uspješno objašnjenje. Ako ne razumijemo … naš svemir, samo pretpostavimo da je taj naš svemir jedan član beskonačnog i neopažljivog skupa svemira… Toliko je toga pogrešno u vezi s tim kao znanstvenom hipotezom … da je teško vidjeti kako bi mogla predvidjeti nešto opovrgljivo za izvedive pokuse.

Osim toga razmotrite ono je što je danas možda najpopularnija teorija među teorijskim fizičarima: teoriju struna. Prema Smolinu, teorija struna “predlaže da sve elementarne čestice izniču iz titranja jednog bića – strune”, koja je tako inifinitezimalna da je nevidljiva čak i super-sofisticiranim instrumentima moderne znanosti. Ali Smolin odbacuje znanstveni status teorije struna budući da ona

ne daje nova predviđanja koja bi se mogla testirati trenutnim – ili čak trenutno zamislivim pokusima. Dakle, bez obzira što eksperimenti pokazuju, teorija struna ne može se opovrgnuti. Ali obrnuto također vrijedi: nijedan eksperiment nikada neće biti sposoban dokazati da je istinita.

Smolin također vidi i druge jednako kobne mane u teoriji struna.

Dio razloga zašto teorija struna ne donosi nova predviđanja jest to što izgleda da ona dolazi u beskonačnom broju verzija … [od kojih] se nijedna ne slaže sa sadašnjim eksperimentalnim podatcima.

Unatoč njenoj jasno dominantnoj poziciji u svijetu fizike danas, Smolin demistificira metafizičke tvrdnje teorije struna.

Teorija struna … kaže da se svijet temeljito razlikuje od svijeta kojeg poznajemo. Ako je teorija struna ispravna, svijet ima više dimenzija i mnogo više čestica i sila nego što smo dosad opazili. Mnogi teoretičari struna govore i pišu kao da je postojanje tih dodatnih dimenzija i čestica neka sigurna činjenica, u koju nijedan dobar znanstvenik ne može sumnjati. Više puta mi je poneki teoretičar stuna rekao nešto kao: “Zar hoćeš reći da ti misliš kako je moguće da nema dodatnih dimenzija?” U stvari, ni teorija ni eksperiment uopće ne nude dokaze da postoje dodatne dimenzije.

Fundamentalna fizika se uzimala za model prema kojemu bi se sve druge znanosti trebale razvijati. Za posvećenog empirista poput Smolina, tragedija je da

unatoč našim najboljim nastojanjima, ono što pouzdano znamo o [temeljnim fizikalnim] zakonima nije više od onoga što smo znali 1970-ih.

Za to krivi “aroganciju” mnogih teoretičara struna.

Tijekom potpune pomrčine sunca ujesen 1919. britanski su astrofizičari opazili dokaze da Sunčeva gravitacija zakrivljuje putanju svjetlosti s drugih zvijezda, potvrdivši tako ključno predviđanje Einsteinove opće teorije relativnosti. U jednom zanimljivom članku Richard Panek … opisuje kako je Einstein zaustavio nekog studenta koji mu je pokušao čestitati na tome znanstvenom uspjehu, rekavši. “Ali znao sam da je teorija točna.” Ipak, pitao je student, što da su motrenja proturječila njegovim proračunima? Einstein je odgovorio: “Tad bi mi bilo žao dragoga Boga – teorija je točna”. … Godinama kasnije Einstein je ustvrdio:

Naše dosadašnje iskustvo opravdava naše vjerovanje da je priroda ostvarenje najjednostavnijih zamislivih matematičkih ideja. Uvjeren sam da možemo otkriti pomoću čisto matematičkih konstrukcija pojmova i zakona koji ih povezuju.

Panek lijepo sažima presudne implikacije skoka od tradicionalnije metode empirijskog promatranja na Einsteinovu vjeru u misaone eksperimente i “matematičku maštu”.

Tisućama godina su istraživači proučavali zbivanja na nebu i nastojali ih matematički dohvatiti. Einstein je obrnuo izazov: tražio je istinu u jednadžbama, a potom vjerovao da će ga proučavanje neba poduprijeti. Skoro sva moderna kosmologija i teorijska fizika proizlazi iz tog skoka vjere – ili, možda, skoka razuma.

Smolin nema povjerenja u takav “skok razuma” – osim ako je potkrijepljen čvrstim empirijskim dokazima… Piše:

kada započnete tako razmišljati, gubite sposobnost podvrgavanja svoje teorije onakvoj provjeri za kakvu je povijest znanosti uvijek iznova pokazivala da se zahtijeva kako bi se ispravne teorije razdvojile od lijepih, ali pogrešnih. Da bi se to postiglo, teorija mora dati određena i točna predviđanja koja se mogu potvrditi ili opovrgnuti. Ako postoji visok rizik da neće biti potvrđena, tada potvrda vrijedi jako puno. Ako ne postoji nikakav rizik, tada nema načina da se nastavite baviti znanošću.

Dakle, je li teorijska fizika kakvu su prigrlili današnji nasljednici Einsteinove provjerljive empirijske znanosti, metafizička filosofija ili znanstvena fantastika? Čini se da su zaboravili Einsteinove riječi opreza iz 1933. godine, da je “iskustvo, naravno, jedini kriterij fizikalne korisnosti matematičke konstrukcije.”

ulomak iz članka Rossen Vassilev Jr., Einstein vs Logical Positivism (2019), preveo: ja

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava /  Izmijeni )

Google photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google račun. Odjava /  Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava /  Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava /  Izmijeni )

Spajanje na %s