Beware of „Theories of Everything”

până în 1931, Kurt G. Această teoremă aruncă apă rece asupra capacității finale de a dovedi „teorii despre tot”, care au devenit la modă în fizica teoretică. Aceasta implică faptul că orice teorie științifică este incompletă.

Galileo Galilei a depășit limitele logicii pure și a susținut că orice teorie fizică care pretinde că descrie realitatea trebuie să facă și predicții care să reziste examinării experimentelor. El a descoperit experimental, de exemplu, că obiectele grele nu accelerează mai repede decât obiectele ușoare sub influența gravitației, așa cum se credea anterior. Acest rezultat a pus bazele realizării ulterioare a lui Albert Einstein că gravitația nu este o forță, ci curbura spațiu-timpului la care toate obiectele testate răspund în același mod.

dictonul lui Galileo, bazat pe umilință, a stabilit piatra de temelie a fizicii moderne de-a lungul anilor. Dar o nouă cultură a fizicienilor pare să-și conteste rolul de bază acum. De exemplu, pionierul teoriei inflației cosmice, Alan Guth, a răspuns în timpul unei discuții de grup la întrebarea mea dacă inflația este falsificabilă că această teorie nu poate fi dovedită falsă. El a susținut că este un cadru matematic, cum ar fi teoriile ecartamentului, care trebuie să fie valabil, iar rolul experimentelor este doar de a-și fixa gradele flexibile de libertate. Cu alte cuvinte, teoria este suficient de Reglabilă pentru a se potrivi cu orice date experimentale despre univers. dar dacă da, inflația poate fi considerată o teorie fizică care se supune dictonului lui Galileo? Cum poate o teorie să pretindă că explică începutul universului dacă nu poate fi dovedită falsă de unele date experimentale ipotetice? Până acum, cunoaștem povești de origine alternativă pentru universul nostru, sugerând că ar fi putut trece printr-o săritură dintr-o fază contractantă anterior înainte de big bang sau că a pornit de la o stare inițială specială asociată cu teoria corzilor. În două lucrări pe care le-am scris recent împreună cu colegul meu de la Harvard, Xingang Chen și colaboratorii, am identificat un test experimental care a dezvăluit dovezi provizorii în fundalul microundelor cosmice și ar putea favoriza scenarii alternative față de modelul inflației. Pe scurt, supune inflația dictonului lui Galileo. cu greu ar fi prima dată când o teorie ingenioasă din punct de vedere matematic nu reușește să surprindă realitatea fizică. La urma urmei, teoria Ptolemeică geocentrică a epiciclurilor a fost atrăgătoare din punct de vedere matematic, iar cadrul său a fost suficient de larg pentru a descrie mișcarea tuturor planetelor de pe cer. Dar în cele din urmă a fost defavorizat în raport cu teoria heliocentrică Newtoniană a gravitației, deoarece a necesitat un număr mare de parametri liberi care trebuiau reglați fin individual pentru fiecare planetă.

în ciuda lecțiilor din istoria științei, ideea că unele teorii fizice nu pot fi respinse și trebuie să fie intrinsec adevărate pe baza raționamentului abstract, încă câștigă popularitate. Exemple suplimentare includ existența ipotetică a” multiversului”, presupunerea că realitatea este o simulare pe calculator, aplicații ale corespondenței AdS/CFT cu lumea reală—care nu este încorporată în spațiul anti-de-Sitter (AdS), ci în spațiul aproape de-Sitter cu o geometrie complet diferită sau Stephen Wolframnoul concept al unei ” teorii a tuturor.”În urma unui colocviu inspirat pe care Wolfram tocmai l-a dat la inițiativa Harvard’ s Black Hole, mi-a venit în minte un gând: Dacă această teorie prezice cea mai mică masă posibilă pentru o particulă elementară, o vom putea testa pe baza datelor astrofizice.

lumea reală nu este obligată să urmeze planurile noastre, doar pentru că sunt atrăgătoare din punct de vedere matematic sau mai ușor de formulat decât o alternativă. Cel mai bun exemplu este mecanica cuantică, ale cărei principii fundamentale s-au abătut calitativ de la fizica clasică, dar au fost forțate asupra noastră prin experimente. După ce teoria cuantică a fost formulată, Albert Einstein a dezbătut Niels Bohr împotriva interpretării sale neașteptate nonclasice, argumentând într-o scrisoare din 1926 către Max Born că „în orice caz, sunt convins că nu joacă zaruri.”Experimentele recente au dovedit că intuiția lui Einstein este falsă.

cultura umană este plină de mituri. Știința își propune să corecteze teoriile preconcepute subliniind rolul cheie al verificării experimentale. Tendința naturală a oamenilor de a urma orbește presupunerile populare ar trebui moderată, deoarece plasează orbii viziunii noastre științifice și suprimă progresul în înțelegerea realității.

frumusețea matematică este admirabilă, dar în încercarea de a descoperi realitatea ar trebui să fie retrogradată pe locul doi în raport cu dovezile. Fizica este un dialog cu natura—realizat prin testarea experimentală a ideilor noastre și nu un monolog în care ne formulăm „teoriile despre tot” și ne odihnim pe lauri. Trebuie să rămânem umili, ținând cont de dovada lui G. C. D. D. că toate sistemele matematice sunt incomplete din punct de vedere logic și de înțelegerea lui Galileo că majoritatea dintre ele nu au nimic de-a face cu realitatea.