Vissza kell vonni ezeket a tudományos ötleteket?

Vissza kell vonni ezeket a tudományos ötleteket?

Az alábbiakban két részlet a könyvből Ennek az ötletnek meg kell halnia , szerkesztette: John Brockman.

AZ UNIVERZUM
Írta: Seth Lloyd, a kvantummechanikai mérnöki professzor, MIT; szerző, Az Univerzum programozása



Tudom. Az univerzum 13,8 milliárd éve létezik, és valószínűleg még 100 milliárd évig vagy még tovább fog fennmaradni. Ráadásul hova vonulna vissza az univerzum? Florida nem elég nagy. De itt az ideje visszavonni azt a 2500 éves tudományos elképzelést, hogy az univerzum a tér és idő egyetlen térfogata, amely mindent magában foglal. A huszonegyedik századi kozmológia határozottan azt sugallja, hogy amit a kozmoszban látunk – csillagok, galaxisok, tér és idő az ősrobbanás óta –, nem fedi fel a teljes valóságot. Cosmos, vedd meg a lakást.

Egyáltalán, mi az univerzum? Az univerzummal kapcsolatos ismereteinek teszteléséhez töltse ki a következő mondatot. Az Univerzum

(a) minden látható és láthatatlan dologból áll – ami van, volt és lesz.
(b) 13,8 milliárd évvel ezelőtt kezdődött az ősrobbanásnak nevezett óriási robbanás során, és felöleli az összes bolygót, csillagot, galaxist, teret és időt.
(c) az őstüzes gödör sós pereméből nyalta ki egy óriási tehén nyelve.
(d) A fentiek mindegyike.

(Helyes válasz lent.)

A világegyetem mint megfigyelt és mért dolog elképzelése évezredek óta fennáll. Ezek a megfigyelések és mérések olyan sikeresek voltak, hogy ma többet tudunk az univerzum eredetéről, mint a földi élet eredetéről. A megfigyelő kozmológia sikere azonban eljutott minket arra a pontra, ahol már nem lehet azonosítani az univerzumot – a fenti (a) válasz értelmében – a megfigyelt kozmosz (b) válaszával. Ugyanazok a megfigyelések, amelyek az univerzum részletes történetét megalapozzák, azt sugallják, hogy a megfigyelt kozmosz egy végtelen univerzum eltűnőben kicsiny töredéke. Az Ősrobbanás óta eltelt véges idő azt jelenti, hogy megfigyeléseink alig több mint 10 milliárd fényévre terjednek ki a Földtől. Megfigyelésünk horizontján túl van még több hasonló – az űr, amely tele van örökké elnyúló galaxisokkal. Nem számít, mennyi ideig létezik az univerzum, csak egy véges részéhez fogunk hozzáférni, miközben végtelen mennyiségű univerzum marad rajtunk kívül. Az univerzum egy végtelenül csekély töredékét kivéve minden megismerhetetlen.

Ennek az ötletnek meg kell halnia: Tudományos elméletek, amelyek akadályozzák a fejlődést

megvesz

Ez egy ütés. Az univerzum = megfigyelhető univerzum tudományos fogalom bedobta a törülközőt. Talán ez rendben van. Mi az, ami nem tetszik egy végtelen, megismerhetetlen teret felölelő univerzumban? De a slágerek folyamatosan jönnek. Ahogy a kozmológusok mélyebbre ásnak a múltban, egyre több nyomot találnak arra vonatkozóan, hogy jóban-rosszban több is van, mint a horizontunkon túli végtelen űr. Az ősrobbanásig visszafelé extrapolálva a kozmológusok az inflációnak nevezett korszakot azonosították, amelyben az univerzum mérete a másodperc töredéke alatt többszörösére nőtt. A téridő túlnyomó többsége ebből a gyorsan táguló anyagból áll. Saját univerzumunk, bármennyire is végtelen, csak egy „buborék”, amely ebben az inflációs tengerben magába torkollott.

Rosszabb lesz. Az inflációs tenger végtelen számú buborékot tartalmaz, amelyek mindegyike végtelen univerzum a maga nemében. A különböző buborékokban a fizika törvényei különböző formákat ölthetnek. Valahol, egy másik buborék-univerzumban az elektronnak más a tömege. Egy másik buborékban az elektronok nem léteznek. Mivel nem egy kozmoszból, hanem többből áll, a többbuborékos univerzumot gyakran multiverzumnak nevezik. Lehet, hogy a multiverzum szerény természete nem vonzó (William James, aki a szót megalkotta, a multiverzumot „paráznának” nevezte), de nehéz kiküszöbölni. Az egység végső sértéseként a kvantummechanika törvényei azt jelzik, hogy az univerzum folyamatosan több történelemre vagy „sok világra” szakad, amelyek közül az általunk tapasztalt világ csak egy. A többi világ tartalmazza azokat az eseményeket, amelyek nem a mi világunkban történtek.

Két évezredes futás után az univerzum mint megfigyelhető kozmosz kaput. A látottakon túl a galaxisok végtelen sora létezik. Ezen a végtelen tömbön túl végtelen számú buborék-univerzum pattog fel és pattog az inflációs tengerben. Közelebb, de teljesen hozzáférhetetlen, a kvantummechanika számos világa elágazik és terjed. Max Tegmark, az MIT kozmológusa ezt a háromféle burjánzó valóságot I., II. és III. típusú multiverzumnak nevezi. Hol lesz mindennek vége? Valahogy az egyetlen, hozzáférhető univerzum méltóbbnak tűnt.

Remény azonban van. Maga a sokféleség egyfajta egységet jelent. Ma már tudjuk, hogy az univerzum több dolgot tartalmaz, mint amennyit valaha láthatunk, hallhatunk vagy érinthetünk. Ahelyett, hogy a fizikai valóságok sokféleségét problémaként kezelnénk, tekintsük lehetőségnek.

Tegyük fel, hogy minden létezik, ami létezhet. A multiverzum nem hiba, hanem szolgáltatás. Vigyáznunk kell: minden létező halmaza inkább a metafizika, mint a fizika birodalmába tartozik. Tegmark és én megmutattuk, hogy egy kisebb megszorítással azonban vissza tudunk húzódni a metafizikai éltől. Tegyük fel, hogy a fizikai multiverzum minden olyan dolgot tartalmaz, amely lokálisan véges, abban az értelemben, hogy a dolog bármely véges darabja leírható véges mennyiségű információval. A lokálisan véges dolgok halmaza matematikailag jól definiált: Olyan dolgokból áll, amelyek viselkedése számítógépen (pontosabban kvantumszámítógépen) szimulálható. Mivel lokálisan végesek, az általunk megfigyelt univerzum és a különféle más univerzumok mind ebben a számítási univerzumban találhatók. Ahogy van, úgy valahol, egy óriási tehén.

Válasz a kvízre: (c)

Mit gondolsz: visszavonni kell ezt a tudományos ötletet?

HAMISÍTHATÓSÁG
Írta: Sean Carroll, elméleti fizikus, Caltech; szerző, A részecske az Univerzum végén

Egy olyan világban, ahol a tudományos elméletek gyakran furcsán hangzanak, és ellentétesek a mindennapi megérzésekkel, és sokféle értelmetlenség törekszik arra, hogy „tudományosként” ismerjék el őket, fontos, hogy el tudjuk választani a tudományt a nem tudománytól – amit a filozófusok „demarkációs problémának” neveznek. ” Karl Popper híresen javasolta a „hamisíthatóság” kritériumát: Egy elmélet akkor tudományos, ha világos előrejelzéseket ad, amelyek egyértelműen meghamisíthatók.

Jó szándékú ötlet, de messze nem a teljes történet. Poppert olyan elméletek foglalkoztatták, mint a freudi pszichoanalízis és a marxista közgazdaságtan, amelyeket nem tudományosnak tartott. Nem számít, mi történik valójában az emberekkel vagy a társadalmakkal, állította Popper, az ilyen elméletek mindig képesek lesznek olyan történetet mesélni, amelyben az adatok kompatibilisek az elméleti kerettel. Ezt szembeállította Einstein relativitáselméletével, amely konkrét mennyiségi előrejelzéseket adott idő előtt. (Az általános relativitáselmélet egyik előrejelzése az volt, hogy az univerzumnak tágulnia vagy összehúzódnia kell, ami arra késztette Einsteint, hogy módosítsa az elméletet, mert úgy gondolta, hogy az univerzum valójában statikus. Tehát még ebben a példában sem olyan egyértelmű a meghamisíthatósági kritérium, mint amilyennek látszik.)

A modern fizika a mindennapi tapasztalatoktól távol eső birodalmakba nyúlik, és néha a kísérlethez való kapcsolódás a legjobb esetben is meggyengül. A húrelmélet és a kvantumgravitáció egyéb megközelítései olyan jelenségeket foglalnak magukban, amelyek valószínűleg csak olyan energiáknál mutatkoznak meg, amelyek sokkal magasabbak, mint bármi, amihez hozzáférhetünk itt a Földön. A kozmológiai multiverzum és a kvantummechanika sok világra kiterjedő értelmezése olyan más birodalmakat tesz lehetővé, amelyekhez lehetetlen közvetlenül hozzáférni. Egyes tudósok Popperre támaszkodva azt sugallták, hogy ezek az elméletek nem tudományosak, mert nem hamisíthatók.

Az igazság az ellenkezője. Akár közvetlenül megfigyelhetjük, akár nem, az ezekben az elméletekben szereplő entitások vagy valósak, vagy nem. Valamilyen a-priori elv alapján megtagadni a lehetséges létezésük megfontolását, jóllehet döntő szerepet játszhatnak a világ működésében, annyira nem tudományos.

A hamisíthatóság kritériuma valami igaz és fontos felé mutat a tudományban, de tompa eszköz egy olyan helyzetben, amely finomságot és pontosságot igényel. Jobb, ha a jó tudományos elméletek két központi jellemzőjét hangsúlyozzuk: határozottak és empirikusak. A „határozott” kifejezésen azt értjük, hogy valami világos és egyértelmű dolgot mondanak a valóság működéséről. A húrelmélet azt mondja, hogy a paramétertér bizonyos tartományaiban a közönséges részecskék egydimenziós húrok hurkaiként vagy szegmenseiként viselkednek. Lehet, hogy a megfelelő paramétertér számunkra elérhetetlen, de ez az elmélet része, amit nem lehet megkerülni. A kozmológiai multiverzumban a miénktől eltérő régiók egyértelműen ott vannak, még akkor is, ha nem tudjuk elérni őket. Ez különbözteti meg ezeket az elméleteket azoktól a megközelítésektől, amelyeket Popper nem tudományosnak próbált minősíteni. (Popper maga is megértette, hogy az elméleteknek „elvileg” meghamisíthatónak kell lenniük, de ezt a módosítót gyakran elfelejtik a kortárs vitákban.)

Ez az „empirikus” kritérium, amely némi odafigyelést igényel. Előreláthatólag ez a kritérium összetéveszthető azzal, hogy „hamisítható előrejelzéseket ad”. De a való világban az elmélet és a kísérlet közötti kölcsönhatás nem ennyire elvágott és száraz. A tudományos elméletet végső soron az alapján ítélik meg, hogy képes-e elszámolni az adatokkal – de az elszámoláshoz vezető lépések közvetettek is lehetnek.

Tekintsünk a multiverzumra, amelyre gyakran hivatkoznak a kortárs kozmológia néhány finomhangolási problémájának lehetséges megoldásaként. Például úgy gondoljuk, hogy az üres térben egy kicsi, de nullától eltérő vákuumenergia rejlik. Ez a vezető elmélet az univerzum megfigyelt gyorsulásának magyarázatára, amelyért 2011-ben megkapták a fizikai Nobel-díjat. A teoretikusok számára nem az a probléma, hogy a vákuumenergiát nehéz megmagyarázni; arról van szó, hogy a megjósolt érték sokkal nagyobb, mint amit megfigyelünk.

Ha az univerzum, amit magunk körül látunk, az egyetlen létezik, akkor a vákuumenergia a természet egyedülálló állandója, és ennek megmagyarázásának problémájával kell szembenéznünk. Ha viszont egy multiverzumban élünk, akkor a vákuumenergia teljesen eltérő lehet a különböző régiókban, és azonnal felvetődik egy magyarázat: Azokban a régiókban, ahol a vákuumenergia sokkal nagyobb, a körülmények nem kedveznek az életnek. Ezért van egy szelekciós hatás, és meg kell jósolnunk a vákuumenergia kis értékét. Valójában ezzel a pontos érveléssel Steven Weinberg megjósolta a vákuumenergia értékét jóval azelőtt, hogy az univerzum gyorsulását felfedezték volna.

A multiverzum más részeit (amennyire tudjuk) nem tudjuk közvetlenül megfigyelni, de létezésük drámai hatással van arra, hogyan számoljuk el a multiverzum általunk megfigyelt rész adatait. Ebben az értelemben az ötlet sikere vagy kudarca végső soron empirikus: nem az az erénye, hogy ügyes ötlet, vagy az érvelés valamilyen homályos elvét teljesíti, hanem az, hogy segít számot adni az adatokról. Még akkor is, ha soha nem látogatjuk meg azokat a többi univerzumot.

A tudomány nem pusztán fotelelmélet, hanem az általunk látott világ magyarázata, az adatokhoz illeszkedő modellek kidolgozása. A modellek adatokhoz illesztése azonban összetett és sokrétű folyamat, amely magában foglalja az elmélet és a kísérlet közötti adok-kapok folyamatát, valamint az elméleti megértés fokozatos fejlődését. Bonyolult helyzetekben a szerencsesüti méretű mottók, mint például: „Az elméleteknek meghamisíthatónak kell lenniük”, nem helyettesítik a tudomány működésének alapos átgondolását. Szerencsére a tudomány halad tovább, nagyrészt figyelmen kívül hagyva az amatőr filozofálást. Ha a húrelmélet és a multiverzum-elméletek segítenek megérteni a világot, akkor elfogadásuk növekedni fog. Ha végül túl homályosnak bizonyulnak, vagy jobb elméletek születnek, elvetik őket. Lehet, hogy a folyamat zavaros, de a természet a végső útmutató.

Mit gondolsz: visszavonni kell ezt a tudományos ötletet?


Átvett Ennek az ötletnek meg kell halnia: Tudományos elméletek, amelyek akadályozzák a fejlődést . Copyright © 2015, Edge Foundation, Inc. Kivonat a HarperPerennial, a HarperCollins Publishers részlege engedélyével. A kiadó írásos engedélye nélkül ennek a kivonatnak egyetlen része sem reprodukálható vagy újranyomtatható.