Cuidado com ‘Teorias de Tudo’

em 1931, Kurt Gödel tinha provado o seu segundo teorema da incompletude, que afirma que um sistema de lógica formal não pode provar-se consistente. Este teorema lança água fria sobre a derradeira capacidade de provar “teorias de tudo”, que se tornaram moda na física teórica. Implica que qualquer teoria científica está incompleta. Galileu Galilei foi além das limitações da lógica pura e argumentou que qualquer teoria física que afirme descrever a realidade também deve fazer previsões que resistam ao escrutínio de experimentos. Ele descobriu experimentalmente, por exemplo, que objetos pesados não aceleram mais rápido do que objetos leves sob a influência da gravidade, como se pensava anteriormente. Este resultado lançou as bases para a posterior realização de Albert Einstein de que a gravidade não é uma força, mas a curvatura do espaço-tempo a que todos os objetos de teste respondem da mesma forma.o dicto de Galileu, baseado na humildade, estabeleceu a base da física moderna ao longo dos anos. Mas uma nova cultura de físicos parece desafiar o seu papel subjacente agora. Por exemplo, o pioneiro da teoria da inflação cósmica, Alan Guth, respondeu durante uma discussão de painel para a minha questão de se a inflação é falsificável que esta teoria não pode ser provada falsa. Ele argumentou que é uma estrutura matemática, como teorias de gauge, que deve ser válida, e o papel dos experimentos é meramente fixar seus graus flexíveis de liberdade. Em outras palavras, a teoria é ajustável o suficiente para caber qualquer dado experimental sobre o universo. mas, em caso afirmativo, pode a inflação ser considerada uma teoria física que obedece ao ditado de Galileu? Como pode uma teoria afirmar explicar o início do universo se não pode ser provado falso por alguns dados experimentais hipotéticos? Até agora, sabemos de histórias de origem alternativa para o nosso universo, sugerindo que ele pode ter passado por um salto de uma fase anterior contraindo antes do big bang ou que ele começou a partir de algum estado inicial especial associado com a teoria das cordas. Em dois artigos que eu escrevi recentemente com meu colega de Harvard, Xingang Chen e colaboradores, identificamos um teste experimental que revelou evidências experimentais no fundo cósmico de microondas e poderia favorecer cenários alternativos sobre o modelo de inflação. Em suma, submete a inflação ao dicto de Galileu. esta dificilmente seria a primeira vez que uma teoria matematicamente engenhosa não conseguiu capturar a realidade física. Afinal de contas, a teoria geocêntrica ptolemaica dos epiciclos era matematicamente atraente e sua estrutura era suficientemente ampla para descrever o movimento de todos os planetas no céu. Mas acabou por ser desfavorecido em relação à teoria heliocêntrica newtoniana da gravidade, porque necessitava de um grande número de parâmetros livres que tinham de ser afinados individualmente para cada planeta.apesar das lições da história da ciência, a noção de que algumas teorias físicas não podem ser refutadas, e devem ser intrinsecamente verdadeiras baseadas no raciocínio abstrato, ainda está ganhando popularidade. Outros exemplos incluem a hipotética existência de um “multiverso”, a conjectura de que a realidade é uma simulação de computador, aplicações do AdS/CFT correspondência com o mundo real—o que não é incorporado no anti-de-Sitter (Anúncios) no espaço, mas em vez disso, em cerca de-Sitter espaço completamente diferente da geometria, ou Stephen Wolfram novo conceito de uma “teoria de tudo.”Após um colóquio inspirador que Wolfram acabou de dar na iniciativa do buraco negro de Harvard, um pensamento veio à minha mente: Se esta teoria prevê a menor massa possível para uma partícula elementar, seremos capazes de testá-la com base em dados astrofísicos.

O mundo real não tem nenhuma obrigação de seguir os nossos planos, só porque eles são matematicamente atraentes ou mais fáceis de formular do que alguma alternativa. O melhor exemplo é a mecânica quântica, cujos princípios fundamentais se desviaram qualitativamente da física clássica, mas foram-nos forçados através de experiências. Depois que a teoria quântica foi formulada, Albert Einstein debateu Niels Bohr contra sua interpretação não-clássica inesperada, argumentando em uma carta de 1926 para Max Born que “em qualquer caso, estou convencido de que ele não está jogando dados.”Experimentos recentes provaram que a intuição de Einstein era falsa. a cultura humana está cheia de mitos. A ciência tem como objetivo corrigir teorias preconcebidas, enfatizando o papel fundamental da verificação experimental. A tendência natural dos seres humanos para seguir cegamente conjecturas populares deve ser moderada, uma vez que coloca cegos em nossa visão científica e suprime o progresso na compreensão da realidade.

a beleza matemática é admirável, mas na tentativa de descobrir a realidade ela deve ser rebaixada para segundo lugar em relação à evidência. A física é um diálogo com a natureza-realizado através de testes experimentais de nossas ideias, e não um monólogo em que formulamos nossas “teorias de tudo” e descansamos sobre nossos louros. Devemos permanecer humildes, tendo em mente a prova de Gödel de que todos os sistemas matemáticos são logicamente incompletos e a percepção de Galileu de que a maioria deles pode não ter nada a ver com a realidade.