Η παρούσα φάση της στασιμότητας στα θεμέλια της φυσικής δεν είναι φυσιολογική
Τίποτα δεν κινείται στα θεμέλια της φυσικής. Το ένα πείραμα μετά το το άλλο επιστρέφει μηδενικά αποτελέσματα:Χωρίς νέα σωματίδια, χωρίς νέες διαστάσεις, χωρίς νέες συμμετρίες. Σίγουρα, υπάρχουν κάποιες ανωμαλίες στα δεδομένα εδώ και εκεί και ίσως μία από αυτές να αποδειχθεί πραγματική είδηση. Αλλά οι πειραματιστές απλώς χώνουν στο σκοτάδι. Δεν έχουν ιδέα πού μπορεί να βρεθεί νέα φυσική. Και οι συνάδελφοί τους στη θεωρητική ανάπτυξη δεν βοηθούν.
Κάποιοι το έχουν αποκαλέσει κρίση. Αλλά δεν νομίζω ότι η «κρίση» περιγράφει καλά την τρέχουσα κατάσταση:η κρίση είναι τόσο αισιόδοξη. Δημιουργεί την εντύπωση ότι οι θεωρητικοί συνειδητοποίησαν το λάθος των τρόπων τους, ότι η αλλαγή είναι καθ' οδόν, ότι ξυπνούν τώρα και θα εγκαταλείψουν την ελαττωματική μεθοδολογία τους. Αλλά δεν βλέπω ξύπνημα. Ο αυτοστοχασμός στην κοινότητα είναι μηδέν, zilch, nada, nichts, null. Απλώς συνεχίζουν να κάνουν ό,τι έκαναν για 40 χρόνια, μελαγχολώντας για τη φυσικότητα και τα πολυσύμπανα και μετατοπίζοντας τις "προβλέψεις" τους για άλλη μια φορά στο τους μεγαλύτερου επιταχυντή σωματιδίων.
Νομίζω ότι η στασιμότητα το περιγράφει καλύτερα. Και να ξεκαθαρίσω ότι το πρόβλημα με αυτή τη στασιμότητα δεν είναι τα πειράματα. Το πρόβλημα είναι πολλές λανθασμένες προβλέψεις από θεωρητικούς φυσικούς.
Το πρόβλημα επίσης δεν είναι ότι μας λείπουν δεδομένα. Έχουμε στοιχεία σε αφθονία. Αλλά όλα τα δεδομένα εξηγούνται καλά από τις υπάρχουσες θεωρίες - το τυπικό μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής και το μοντέλο κοσμολογικής συμφωνίας. Ωστόσο, ξέρουμε ότι δεν είναι αυτό. Οι τρέχουσες θεωρίες είναι ελλιπείς.
Το γνωρίζουμε τόσο επειδή η σκοτεινή ύλη είναι απλώς ένα σύμβολο κράτησης θέσης για κάτι που δεν καταλαβαίνουμε, όσο και επειδή η μαθηματική διατύπωση της σωματιδιακής φυσικής είναι ασύμβατη με τα μαθηματικά που χρησιμοποιούμε για τη βαρύτητα. Οι φυσικοί γνώριζαν για αυτά τα δύο προβλήματα ήδη από τη δεκαετία του 1930. Και μέχρι τη δεκαετία του 1970 έκαναν μεγάλη πρόοδο. Αλλά από τότε, η ανάπτυξη της θεωρίας στα θεμέλια της φυσικής έχει σταματήσει. Εάν τα πειράματα βρουν κάτι νέο τώρα, αυτό θα είναι παρά, και όχι λόγω, κάποιων δέκα χιλιάδων λανθασμένων προβλέψεων.
Δέκα χιλιάδες λανθασμένες προβλέψεις ακούγονται δραματικές, αλλά στην πραγματικότητα είναι μια υποεκτίμηση. Απλώς συνοψίζω προβλέψεις που έχουν γίνει για τη φυσική πέρα από το τυπικό μοντέλο που έπρεπε να βρει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC):Όλες οι επιπλέον διαστάσεις στα πολλαπλά τους σχήματα και διαμορφώσεις, όλες οι όμορφες ομάδες συμμετρίας, όλα τα νέα σωματίδια με τα φανταχτερά ονόματα. Μπορείτε να υπολογίσετε τον συνολικό αριθμό τέτοιων προβλέψεων μετρώντας τα χαρτιά ή, εναλλακτικά, τους ανθρώπους που εργάζονται στα χωράφια και τη μέση παραγωγικότητά τους.
Έκαναν όλοι λάθος. Ακόμα κι αν το LHC βρει κάτι νέο στα δεδομένα που πρόκειται να έρθουν, γνωρίζουμε ήδη ότι οι εικασίες των θεωρητικών δεν λειτούργησαν. Δεν. Ενα μονό. Ενας. Πόσα περισσότερα στοιχεία χρειάζονται ότι οι μέθοδοί τους δεν λειτουργούν;
Αυτή η μακρά φάση έλλειψης προόδου είναι άνευ προηγουμένου. Ναι, χρειάστηκαν περίπου δύο χιλιάδες χρόνια από την πρώτη εικασία των ατόμων, από τον Δημόκριτο, μέχρι την πραγματική τους ανίχνευση. Αλλά αυτό συμβαίνει επειδή για τα περισσότερα από αυτά τα δύο χιλιάδες χρόνια, οι άνθρωποι είχαν άλλα πράγματα να κάνουν από το να συλλογιστούν τη δομή της στοιχειώδους ύλης. Όπως, για παράδειγμα, πώς να χτίσετε σπίτια που δεν καταρρέουν πάνω σας. Για το λόγο αυτό, η παράθεση χρονολογικού χρόνου δεν έχει νόημα. Θα πρέπει να δούμε καλύτερα τον πραγματικό χρόνο εργασίας των φυσικών.
Σας έχω μερικούς αριθμούς και για αυτό. Ω, ναι, μου αρέσουν οι αριθμοί. Είναι τόσο αληθινά.
Σύμφωνα με στοιχεία μελών από την Αμερικανική Εταιρεία Φυσικής και τη Γερμανική Εταιρεία Φυσικής, ο συνολικός αριθμός των φυσικών αυξήθηκε κατά 100 περίπου μεταξύ των ετών 1900 και 2000.* Οι περισσότεροι από αυτούς τους φυσικούς δεν εργάζονται στα θεμέλια της φυσικής. Αλλά για τη δραστηριότητα δημοσίευσης που αφορά τα διάφορα υποπεδία της φυσικής αναπτύσσονται με περίπου συγκρίσιμους ρυθμούς. Και (χωρίς να αφήσουμε κατά μέρος κάποια χτυπήματα και βαθουλώματα γύρω από τον δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο) η αύξηση του αριθμού των δημοσιεύσεων, καθώς και του αριθμού των συγγραφέων, είναι κατά προσέγγιση εκθετική.
Τώρα ας υποθέσουμε για λόγους απλότητας ότι οι φυσικοί σήμερα εργάζονται τόσες ώρες την εβδομάδα όσες εργάζονταν πριν από 100 χρόνια - οι λεπτομέρειες δεν έχουν τόση σημασία, δεδομένου ότι η ανάπτυξη είναι εκθετική. Τότε μπορούμε να ρωτήσουμε:Πόσος χρόνος εργασίας που ξεκινά σήμερα αντιστοιχεί, ας πούμε, σε 40 χρόνια χρόνου εργασίας που ξεκίνησε πριν από 100 χρόνια. Κάντε μια εικασία!
Απάντηση:Περίπου 14 μήνες. Με βάση τις ώρες εργασίας μόνο, οι φυσικοί σήμερα θα πρέπει να είναι σε θέση να κάνουν σε 14 μήνες ό,τι ένας αιώνας πριν χρειάστηκαν 40 χρόνια.
Φυσικά, μπορείτε να αντιταχθείτε στο ότι η πρόοδος δεν κλιμακώνεται τόσο εύκολα, γιατί παρ' όλη τη συζήτηση για τη συλλογική νοημοσύνη, η έρευνα εξακολουθεί να γίνεται από άτομα. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος επεξεργασίας δεν μπορεί να μειωθεί αυθαίρετα με την απλή πρόσληψη περισσότερων ατόμων. Τα άτομα χρειάζονται ακόμα χρόνο για να ανταλλάξουν και να κατανοήσουν ο ένας τις ιδέες του άλλου. Από την άλλη πλευρά, έχουμε επίσης αυξήσει πολύ την ταχύτητα και την ευκολία μεταφοράς πληροφοριών και πλέον χρησιμοποιούμε υπολογιστές για να βοηθήσουμε την ανθρώπινη σκέψη. Σε κάθε περίπτωση, εάν θέλετε να υποστηρίξετε ότι η πρόσληψη περισσότερων ατόμων δεν θα βοηθήσει στην πρόοδο, τότε γιατί να τους προσλάβετε;
Άρα, όχι, δεν είμαι σοβαρός με αυτήν την εκτίμηση, αλλά εξηγεί γιατί το επιχείρημα ότι η σημερινή στασιμότητα δεν είναι πρωτοφανής είναι κακώς ενημερωμένο. Σήμερα κάνουμε περισσότερες επενδύσεις στα θεμέλια της φυσικής από ποτέ. Κι όμως δεν βγαίνει τίποτα από αυτό. Αυτό είναι ένα πρόβλημα και είναι ένα πρόβλημα για το οποίο πρέπει να μιλήσουμε.
Πρόσφατα μου είπαν ότι η χρήση της μηχανικής μάθησης για την ανάλυση δεδομένων LHC σηματοδοτεί μια επανεξέταση στην κοινότητα. Αλλά αυτό δεν είναι έτσι. Αρχικά, οι φυσικοί των σωματιδίων έχουν χρησιμοποιήσει εργαλεία μηχανικής μάθησης για να αναλύσουν δεδομένα για τουλάχιστον τρεις δεκαετίες. Το χρησιμοποιούν περισσότερο τώρα επειδή είναι πιο εύκολο και επειδή το κάνουν όλοι και επειδή Nature News γράφει σχετικά. Και θα το είχαν κάνει με κάθε τρόπο, ακόμα κι αν ο LHC θα είχε βρει νέα σωματίδια. Οπότε, όχι, η μηχανική μάθηση στη σωματιδιακή φυσική δεν είναι σημάδι επανεξέτασης.
Ένα άλλο σχόλιο-όχι-α-ερώτηση που πρέπει συνεχώς να υπομένω είναι ότι υποτίθεται ότι παραπονιέμαι μόνο, αλλά δεν έχω καλύτερες συμβουλές για το τι πρέπει να κάνουν οι φυσικοί.
Πρώτον, είναι μια ανόητη κριτική που σου λέει περισσότερα για το άτομο που επικρίνει παρά για το άτομο που επικρίνεται. Σκεφτείτε ότι επέκρινα όχι μια ομάδα φυσικών, αλλά μια ομάδα αρχιτεκτόνων. Αν ενημερώσω το κοινό ότι αυτοί οι αρχιτέκτονες πέρασαν 40 χρόνια χτίζοντας σπίτια που όλα γκρεμίστηκαν, γιατί είναι καθήκον μου να βρω έναν καλύτερο τρόπο για να χτίσω σπίτια;
Δεύτερον, δεν είναι αλήθεια. Έχω διευκρινίσει πολλές φορές, πολύ καθαρά, τι πρέπει να κάνουν διαφορετικά οι θεωρητικοί φυσικοί. Απλώς δεν τους αρέσει η απάντησή μου. Θα πρέπει να σταματήσουν να προσπαθούν να λύσουν προβλήματα που δεν υπάρχουν. Το ότι μια θεωρία δεν είναι όμορφη δεν είναι πρόβλημα. Εστιάστε σε μαθηματικά καλά καθορισμένα προβλήματα, αυτό λέω. Και, για όνομα του παραδείσου, σταματήστε να επιβραβεύετε τους επιστήμονες που εργάζονται πάνω σε αυτό που είναι δημοφιλές στους συναδέλφους τους.
Δεν παίρνω αυτή τη συμβουλή από το πουθενά. Αν κοιτάξετε την ιστορία της φυσικής, δούλευε πάνω στα σκληρά μαθηματικά προβλήματα που οδήγησαν σε ανακαλύψεις. Αν κοιτάξετε την κοινωνιολογία της επιστήμης, τα κακά κίνητρα δημιουργούν ουσιαστικές αναποτελεσματικότητα. Αν κοιτάξετε την ψυχολογία της επιστήμης, σε κανέναν δεν αρέσει η αλλαγή.
Η ανάπτυξη νέων μεθοδολογιών είναι πιο δύσκολη από την εφεύρεση νέων σωματιδίων κατά δεκάδες, γι' αυτό δεν τους αρέσει να ακούν τα συμπεράσματά μου. Οποιαδήποτε αλλαγή θα μειώσει την παραγωγή χαρτιού και δεν το θέλουν αυτό. Δεν είναι η θεσμική πίεση που δημιουργεί αυτήν την αντίσταση, αλλά το ότι οι ίδιοι οι επιστήμονες δεν θέλουν να κουνήσουν τα πόδια τους.
Πόσο καιρό μπορούν να συνεχίσουν με αυτό, ρωτάτε; Πόσο καιρό μπορούν να συνεχίσουν να περιστρέφουν τις θεωρίες-ιστορίες;
Φοβάμαι ότι τίποτα δεν μπορεί να τους σταματήσει. Εξετάζουν ο ένας τα χαρτιά του άλλου. Εξετάζουν ο ένας τις προτάσεις επιχορήγησης του άλλου. Και λένε συνεχώς ο ένας στον άλλον ότι αυτό που κάνουν είναι καλή επιστήμη. Γιατί να σταματήσουν; Για αυτούς όλα πάνε καλά. Πραγματοποιούν συνέδρια, δημοσιεύουν εργασίες, συζητούν τις μεγάλες νέες ιδέες τους. Από μέσα, φαίνεται σαν συνήθως, απλά δεν βγαίνει τίποτα από αυτό.
Αυτό δεν είναι ένα πρόβλημα που θα υποχωρήσει από μόνο του.
Η Sabine Hossenfelder είναι Ερευνητής στο Ινστιτούτο Προηγμένων Σπουδών της Φρανκφούρτης όπου εργάζεται στη φυσική πέρα από το τυπικό μοντέλο, τη φαινομενολογική κβαντική βαρύτητα και τις τροποποιήσεις της γενικής σχετικότητας. Αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για το τι πάει στραβά με τα θεμέλια της φυσικής, διαβάστε το βιβλίο της Lost in Math:How Beauty Leads Physics Aways.
Αυτή η ανάρτηση δημοσιεύτηκε αρχικά στο BackRe(Action), το ιστολόγιο του Hossenfelder και ανατυπώθηκε με άδεια.
*Αυτό είναι ταχύτερο από τη συνολική αύξηση του πληθυσμού, που σημαίνει ότι το κλάσμα των φυσικών, και μάλιστα των επιστημόνων γενικά, έχει αυξηθεί.
