Vokt Dere for ‘Teorier Om Alt’

Innen 1931 Hadde Kurt Gö bevist sin andre ufullstendighetsteorem, som sier at et formelt logisk system ikke kan bevise seg konsistent. Denne setningen kaster kaldt vann på den ultimate evnen til å bevise «teorier om alt», som har blitt fasjonable i teoretisk fysikk. Det innebærer at enhver vitenskapelig teori er ufullstendig. Galileo Galilei gikk utover begrensningene i ren logikk og hevdet at enhver fysisk teori som hevder å beskrive virkeligheten, må også gjøre spådommer som står opp til granskingen av eksperimenter. Han fant for eksempel eksperimentelt at tunge gjenstander ikke akselererer raskere enn lysobjekter under påvirkning av tyngdekraften, som tidligere antatt. Dette resultatet la grunnlaget For Albert Einsteins senere realisering at tyngdekraften ikke er en kraft, men krumningen av tidsrom som alle testobjekter reagerer på på samme måte.Galileos diktum, basert på ydmykhet, etablerte grunnlaget for moderne fysikk gjennom årene. Men en ny kultur av fysikere ser ut til å utfordre sin underliggende rolle nå. For eksempel svarte Pioneren av teorien om kosmisk inflasjon, Alan Guth, under en paneldiskusjon på spørsmålet mitt om inflasjonen er forfalskbar at denne teorien ikke kan bevises falsk. Han hevdet at det er et matematisk rammeverk, som måleteorier, som må være gyldig, og eksperimentets rolle er bare å fikse sine fleksible frihetsgrader. Med andre ord, teorien er justerbar nok til å passe noen eksperimentelle data om universet. Men i så fall kan inflasjon betraktes som en fysisk teori som adlyder Galileos diktum? Hvordan kan en teori hevde å forklare universets begynnelse hvis det ikke kan bevises falskt av noen hypotetiske eksperimentelle data? Nå vet vi om alternative opprinnelseshistorier for vårt univers, noe som tyder på at det kan ha gått gjennom en sprett fra en tidligere kontraherende fase før big bang eller at den startet fra en spesiell innledende tilstand knyttet til strengteori. I to papirer som jeg skrev nylig med Min Harvard-kollega, Xingang Chen Og samarbeidspartnere, identifiserte vi en eksperimentell test som avslørte foreløpige bevis i kosmisk mikrobølgebakgrunn og kunne favorisere alternative scenarier over inflasjonsmodellen. Kort sagt, det utsetter inflasjonen Til Galileos diktum. dette ville neppe være første gang en matematisk genial teori ikke klarte å fange fysisk virkelighet. Tross alt var den geocentriske Ptolemeiske teorien om epicykler matematisk tiltalende og rammen var bred nok til å beskrive bevegelsen av alle planeter på himmelen. Men det ble til slutt disfavored i forhold til den heliocentriske Newtonske gravitasjonsteorien fordi det krevde et stort antall frie parametere som måtte finjusteres individuelt for hver planet.Til tross for lærdom fra vitenskapens historie, er forestillingen om at noen fysiske teorier ikke kan motbevises, og må være egentlig sant basert på abstrakt resonnement, fortsatt stadig mer populært. Andre eksempler er den hypotetiske eksistensen av «multiverse», formodningen om at virkeligheten er en datasimulering, applikasjoner Av AdS/CFT—korrespondansen til den virkelige verden-som ikke er innebygd i Anti-De-Sitter (AdS) – rom, men i stedet i nesten De-Sitter-rom av en helt annen geometri, Eller Stephen Wolframs nye konsept av en » teori om alt.»Etter et inspirerende colloquium Som Wolfram bare ga På Harvards Black Hole Initiative, kom en tanke til meg: Hvis denne teorien forutsier den laveste massen mulig for en elementær partikkel, vil vi kunne teste den basert på astrofysiske data.Den virkelige verden er ikke forpliktet til å følge våre tegninger, bare fordi de er matematisk tiltalende eller enklere å formulere enn noe alternativ. Det beste eksempelet er kvantemekanikk, hvis grunnleggende prinsipper avvek kvalitativt fra klassisk fysikk, men ble tvunget på oss gjennom eksperimenter. Etter at kvanteteorien ble formulert, debatterte Albert Einstein Niels Bohr mot sin uventede ikke-klassiske tolkning, og argumenterte i Et Brev Fra 1926 Til Max Born at » Uansett er jeg overbevist Om At Han ikke spiller terninger.»Nylige eksperimenter har vist Einsteins intuisjon falsk.

Menneskelig kultur er fylt med myter. Vitenskapen tar sikte på å korrigere forutinntatte teorier ved å understreke nøkkelrollen til eksperimentell verifisering. Menneskets naturlige tendens til blindt å følge populære formodninger bør modereres, siden det legger skyller på vår vitenskapelige visjon og undertrykker fremgang i å forstå virkeligheten.Matematisk skjønnhet er beundringsverdig, men i forsøk på å finne ut virkeligheten bør den nedgraderes til andreplass i forhold til bevis. Fysikk er en dialog med naturen-oppnådd gjennom eksperimentell testing av våre ideer, og ikke en monolog der vi formulerer våre «teorier om alt» og hviler på laurbærene våre. Vi må være ydmyke, med Tanke På Gö bevis på At alle matematiske systemer er logisk ufullstendige og Galileos innsikt om at de fleste av dem kanskje ikke har noe å gjøre med virkeligheten.