В защита на науката
Това е битка за сърцето и душата на науката, в момент, когато научните резултати - от изменението на климата до теорията на еволюцията - се поставят под въпрос от някои политици и религиозни фундаменталисти. Потенциалната загуба на общественото доверие в науката може да бъде противодействана чрез дълбок диалог между учени и философи. (Джордж Елис и Джо Силк)
Цитирах от статията „Научен метод: Защита на целостта на физиката“, публикувана от Ellis and Silk, в края на миналата година, в списание Nature. Това е изключително важна статия, тъй като обсъжда опитите за промяна на метода за валидиране на научните теории.
Напомням ви, че науката се състои от набор от хипотези, които се основават на наблюдения и експерименти. Тези хипотези непрекъснато се променят, дори изоставят, ако новите наблюдения докажат, че те не се припокриват с реалността. Просто погледнете историята на физиката, за да видите как този механизъм е работил във времето. Чрез стриктното прилагане на този механизъм науката има качеството на самокорекция. Едва след натрупване на достатъчно количество ясни доказателства в полза на хипотеза, то ще се превърне в научна теория.
Сериозен проблем възникна във физиката, казва Елис и Силк със загриженост: „Тази година [2014] дебатите в кръговете на физиците взеха тревожен обрат. Изправени пред трудностите при прилагането на фундаменталните теории [на физиката] към наблюдаваната Вселена, някои изследователи призовават за промяна в начина на извършване на теоретичната физика. Те изрично изискват, ако една теория е достатъчно елегантна и обяснителна, тогава тя вече не трябва да бъде потвърждавана експериментално. Така се изоставят вековните традиции, в които научното познание е било емпирично. Ние не сме съгласни с това. Както каза Карл Попър: една теория трябва да бъде фалшифицирана, за да бъде научна теория. Теоретичната физика рискува да се превърне в ничия страна, между математика, физика и философия, която вече не отговаря на никакви критерии ".
Какъв е критерият за фалшифициране, посочен от Попър? Някои от книгите му се появяват и на румънски. След това ще цитирам от „Логика на изследванията“ (1981 г., Научно и енциклопедично издателство). Тук Попър заявява, че: „Що се отнася до мен, аз ще считам за емпирични или научни само онези системи, които могат да бъдат тествани (контролирани) от опит. В съчетание тези съображения ни водят до заключението, че не подлежаща на проверка, а фалшифицируемост трябва да се приема като критерий за демаркация.
С други думи, аз не изисквам системата да може да бъде разграничена положително, веднъж завинаги, въз основа на емпирични критерии, но изисквам логическата форма на системата да направи възможно нейното разграничаване чрез емпирично тестване: а именно система от емпирични науки трябва да може да се провали в конфронтацията с опита. (Изявлението "Утре тук ще вали или няма да вали", което не може да бъде опровергано, няма да го характеризирам като емпирично, за разлика от твърдението "Тук ще вали утре") ".
Накратко, за да бъде научна, една теория трябва да остави възможността да я опровергае експериментално, емпирично. Връщам се сега към статията в Nature. Елис и Силк дават малък пример за невъзможността за фалшифициране: „Теоретикът Пол Щайнхард показа, че инфлационната космологична теория не може да бъде научна, тъй като е толкова гъвкава, че може да се адаптира към всеки експериментален резултат. Философът Ричард Давид и космологът Шон Карол се противопоставят на тази критика, като призовават за отслабване на изискването за проверяемост на фундаменталната физика. Какво е?
Космологът Шон Карол, отговаряйки на въпроса „Кои са научните идеи, които трябва да бъдат оттеглени?“, Лансиран миналата година от онлайн изданието Edge, заяви, че от негова гледна точка принципът на фалшификацията трябва да бъде оттеглен. „Критерият за фалшифициране е нещо много важно за науката, но се превръща в тъп инструмент, когато са необходими финес и прецизност. Искам да подчертая две важни характеристики на добрите научни теории: те са добре дефинирани и емпирични. Като съм „добре дефиниран“, разбирам, че теорията ни казва нещо ясно и недвусмислено за това как работи реалността.
Критерият „емпиризъм“ изисква известно внимание. Той може да бъде разбран погрешно, като се има предвид значението на „даване на фалшиви прогнози“. Но в реалния свят взаимодействието между теорията и експеримента не е много ясно. Теорията се оценява по способността й да отчита данни, но пътят към това валидиране може да е косвен. ".
Карол предлага два примера за научно обосновани теории, които не отговарят на „критерия за фалшифициране“: теория на струните и теория на мултивселената. По отношение на мултивселената Карол посочва, че „Не можем (поне засега) да наблюдаваме мултивселената директно. Но съществуването на мултивселената има драматичен ефект върху [физическите] параметри на нашата Вселена.
В този смисъл успехът или провалът на тази идея в крайна сметка е емпиричен. Неговата добродетел не се състои във факта, че отговаря на мъглявите принципи на разсъжденията, а в това, че ни помага да вземем предвид данните. Това е дори ако никога не можем да посетим други вселени. ".
По този начин Елис и Силк в статията си за Nature противодействат на аргументацията на Карол за мултивселената. „В теорията на мултивселената могат да се дадат обяснения независимо от това, което наблюдават астрономите. Всяка комбинация от космологични параметри може да съществува някъде и теорията може да има колкото се може повече променливи. " С други думи, в теорията на мултивселената можете да подредите математическото описание, както желаете, така че да можете да опишете всякакъв вид вселена, която ви хрумне, нещо подобно на това, което каза Попър, когато даде примера на изявлението "Утре ще вали или не ще вали".
От друга страна, философът Ричард Давид (споменат от авторите на статията в Nature), е публикувал през последните години няколко статии, в които той се застъпва за друг подход към метода на науката, който той нарича „неемпирично потвърждение“, поне в по отношение на теорията на струните. Както вероятно знаете, в теорията на струните елементарните частици се заменят с едномерни струни, които вибрират в пространство, което има 6 или 7 допълнителни измерения. Тези допълнителни размери са уплътнени и не са пряко достъпни за измислени измервания.
Давид вярва, че в случай на теория на струните може да се използва байесов анализ, статистически метод, който може да определи вероятността теорията да съвпада с фактите. „Давид приравнява потвърждението с увеличаване на вероятността теорията да е вярна или жизнеспособна“, обясняват Елис и Силк в статията „Природа“ и по-нататък, „но това увеличение на вероятността [от своя страна] е чисто теоретично. Според нас този подход е ход на бара. Вместо да се подкрепя научна теория от експериментални доказателства, се твърди, че това твърдение може да се основава на теоретични открития.
Но заключенията, достигнати логически в математиката, не са непременно приложими за реалността. Експериментите показват, че красивите и прости теории са се оказали погрешни, какъвто е случаят със стационарната теория на Вселената в космологията. Не можем да знаем, че няма да има алтернативни теории [на теорията на струните]. Всичко, което знаем, е, че още не сме ги намерили. С многото си варианти теорията на струните не е добре дефинирана и от наша гледна точка това е само обещание за момента. ".
Сега, нека да отворя скоба. В онлайн версията на статията на Елис и Силк Ричард Давид публикува коментар в защита на своята гледна точка, заявявайки, че той също не вярва, че "красивите и прости теории" са непременно правилни и че е стигнал до заключението тази теория на струните е жизнеспособна след намирането на това
- и) няма алтернативи на теорията
- ii) теорията обяснява повече аспекти от тези, за които е разработена
- iii) като цяло други теории, които отговарят на първите два критерия, се оказаха правилни след тестване.
"Предполагаме, че тези три наблюдения са изиграли важна роля не само за повишаване на доверието в емпирично непотвърдени теории, като теорията на струните, но и в науката от ХХ век.".
Връщам се към статията на Елис и Силк: „Последицата от надценяването на значението на някои теории е дълбока. Научният метод е заложен. Според нас, да се твърди, че една теория е толкова добра, че вече не се нуждае от потвърждения и експериментални тестове, рискува да предизвика погрешно схващане за начина, по който се прави науката, отваряйки широко вратите на псевдоучените, които твърдят, че техните идеи отговарят на подобни критерии.
Ние вярваме, че проблемът се свежда до отговора на един въпрос: кои са потенциалните наблюдения или експериментални доказателства, които биха могли да убедят, че една теория е погрешна и че тя трябва да бъде изоставена? Ако нямаме такъв отговор, тогава нямаме научна теория. ".
Забелязахте, че в тази статия думите ми бяха много малко. Причината е проста. Въпреки че наистина съм очарован от теорията на мултивселената и теорията на струните, аз съм напълно съгласен с идеите, изразени в статията, публикувана от Ellis and Silk. Колкото и привлекателна, колкото и красива да е научната хипотеза, нямаме причина да сваляме летвата, за да елиминираме необходимостта от конфронтация с научния експеримент.
Твърде често чувам идеята, че всякакви неща, от паранормални явления до хомеопатия, не могат да бъдат доказани в строгите научни рамки и че за тях и заради тях трябва да преминем към научния метод в най-важното неговата гледна точка: необходимостта от експерименти и наблюдения да бъдат потвърдени.
Ще завърша с цитат от Попър, взет от книгата, за която ви разказах по-рано. „Играта, наречена наука, по принцип няма край: този, който един ден ще реши да не проверява допълнително научните твърдения, а да ги счита за окончателно проверени, той напуска играта“.