Na obranu vedy

Je to boj o srdce a dušu vedy v čase, keď niektorí politici a náboženskí fundamentalisti spochybňujú vedecké výsledky - od zmeny podnebia po teóriu evolúcie. Proti potenciálnej strate dôvery verejnosti vo vedu možno bojovať hlbokým dialógom medzi vedcami a filozofmi. (George Ellis a Joe Silk)

Citoval som z článku „Vedecká metóda: Obhajovať integritu fyziky“, ktorý publikovali Ellis a Silk koncom minulého roka, v časopise Nature. Je to mimoriadne dôležitý článok, pretože pojednáva o pokusoch zmeniť metódu validácie vedeckých teórií.

Pripomínam, že veda je tvorená súborom hypotéz, ktoré sú založené na pozorovaniach a experimentoch. Tieto hypotézy sa neustále menia, ba dokonca sa od nich upúšťa, ak nové pozorovania preukážu, že sa neprekrývajú s realitou. Stačí sa pozrieť na históriu fyziky a zistiť, ako tento mechanizmus v priebehu času fungoval. Vďaka dôslednému uplatňovaniu tohto mechanizmu má veda kvalitu sebakorekcie. Iba po zhromaždení dostatočného množstva jasných dôkazov v prospech hypotézy sa z nej stane vedecká teória.

Ellis a Silk so znepokojením hovoria o vážnom probléme vo fyzike: „Tento rok [2014] sa debaty v kruhoch fyzikov dostali znepokojujúcim smerom. Tvárou v tvár problémom s aplikáciou základných teórií [fyziky] na pozorovaný vesmír niektorí výskumníci požadujú zmenu v spôsobe vykonávania teoretickej fyziky. Výslovne požadujú, aby ak je teória dostatočne elegantná a vysvetľujúca, potom ju už nie je potrebné experimentálne potvrdzovať. Preto sa upúšťa od stáročí tradície, v ktorej boli vedecké poznatky empirické. Nesúhlasíme s tým. Ako povedal Karl Popper: teória musí byť falšovateľná, aby mohla byť vedeckou teóriou. Teoretická fyzika riskuje, že sa stane nikým krajinou medzi matematikou, fyzikou a filozofiou, ktorá už nespĺňa žiadne kritériá. ““.

Aké je kritérium falšovateľnosti uvedené Popperom? Niektoré z jeho kníh sa objavili aj v rumunčine. Ďalej budem citovať z „Logiky výskumu“ (1981, Vedecké a encyklopedické vydavateľstvo). Popper tu uvádza, že: „Pokiaľ ide o mňa, budem za empirické alebo vedecké považovať iba tie systémy, ktoré je možné vyskúšať (ovládať) skúsenosťou. Kombinácia týchto úvah nás vedie k záveru, že nie kritérium overiteľnosti, ale falšovateľnosť sa musí brať ako demarkačné kritérium.

Inými slovami, nepožadujem, aby bolo možné systém raz a navždy pozitívne rozlíšiť na základe empirických kritérií, ale požadujem, aby logická forma systému umožňovala jeho negatívne odlíšenie prostredníctvom empirického testovania: totiž systém empirických vied musí byť schopný zlyhať v konfrontácii so skúsenosťami. (Výrok „Zajtra tu bude pršať alebo nebude pršať“, ktorý sa nedá vyvrátiť, nebudem ho charakterizovať ako empirický, na rozdiel od výroku „Zajtra tu bude pršať“) “.

Stručne povedané, aby bola teória vedecká, musí opustiť možnosť experimentálne, empiricky ju vyvrátiť. Vraciam sa teraz k článku v Nature. Ellis a Silk uvádzajú malý príklad nemožnosti falšovania: „Teoretik Paul Steinhardt ukázal, že inflačná kozmologická teória nemôže byť vedecká, pretože je taká flexibilná, že sa dokáže adaptovať na akýkoľvek experimentálny výsledok. Filozof Richard Dawid a kozmológ Sean Carrol čelili tejto kritike výzvou k oslabeniu požiadavky na testovateľnosť základnej fyziky. Čo to je?

Kozmológ Sean Carrol v odpovedi na otázku „Aké sú vedecké nápady, ktoré by mali byť na dôchodku?“, Ktorú v minulom roku uviedla online publikácia Edge, tvrdil, že z jeho pohľadu by sa mal princíp falšovateľnosti zrušiť. „Kritérium falšovateľnosti je pre vedu veľmi dôležité, ale stáva sa tupým nástrojom, keď je potrebná jemnosť a presnosť. Chcem zdôrazniť dve dôležité črty dobrých vedeckých teórií: sú dobre definované a empirické. Tým, že som „dobre definovaný“, chápem, že teória nám hovorí niečo jasné a jednoznačné o tom, ako funguje realita.

Kritérium „empirizmu“ si vyžaduje určitú pozornosť. Môže to byť nesprávne pochopené vzhľadom na význam „robiť falšovateľné predpovede“. Ale v skutočnom svete nie je interakcia medzi teóriou a experimentom veľmi jasná. Teória sa posudzuje podľa jej schopnosti zohľadňovať údaje, cesta k tejto validácii však môže byť nepriama. ““.

Caroll ponúka dva príklady vedecky platných teórií, ktoré nespĺňajú „kritérium falšovateľnosti“: teóriu strún a teóriu multiverza. Pokiaľ ide o multivesmír, Carrol ukazuje, že „Nemôžeme (aspoň zatiaľ) multivesmír priamo sledovať. Ale existencia multiverza má dramatický vplyv na [fyzické] parametre nášho vesmíru.

V tomto zmysle je úspech alebo neúspech tejto myšlienky v konečnom dôsledku empirický. Jeho cnosť nespočíva v tom, že spĺňa nejasné zásady uvažovania, ale v tom, že nám pomáha brať ohľad na údaje. A to aj vtedy, ak nikdy nemôžeme navštíviť iné vesmíry. ““.

Ellis a Silk vo svojom článku o Prírode tak pôsobia proti Carrollovej argumentácii o multiverze. „V teórii multiverza je možné poskytnúť vysvetlenie bez ohľadu na to, čo astronómovia pozorujú. Niekde by mohla existovať akákoľvek kombinácia kozmologických parametrov a teória môže mať čo najviac premenných. ““ Inými slovami, v teórii multiverza môžete matematický popis usporiadať podľa ľubovôle, aby ste mohli opísať akýkoľvek typ vesmíru, ktorý vás napadne, niečo podobné tomu, čo povedal Popper, keď uviedol príklad výroku „Zajtra bude pršať alebo nebude pršať“.

Na druhej strane filozof Richard Dawid (spomínaný autormi článku v časopise Nature) publikoval v posledných rokoch niekoľko článkov, v ktorých presadzoval iný prístup k metóde vedy, ktorý nazýva „neempirickým potvrdením“, prinajmenšom v r. ohľadom teórie strún. Ako pravdepodobne viete, v teórii strún sú elementárne častice nahradené jednorozmernými strunami, ktoré vibrujú v priestore, ktorý má 6 alebo 7 ďalších dimenzií. Tieto ďalšie rozmery sú zhustené a nie sú priamo prístupné predstaviteľným meraniam.

Dawid verí, že v prípade teórie strún by mohla byť použitá Bayesianova analýza, štatistická metóda, ktorá dokáže určiť pravdepodobnosť, že sa teória zhoduje s faktami. „Dawid porovnáva potvrdenie so zvyšovaním pravdepodobnosti, že teória je pravdivá alebo životaschopná,“ vysvetľujú Ellis a Silk v článku Nature a ďalšie, „ale toto zvýšenie pravdepodobnosti je [zase] čisto teoretické. Podľa nášho názoru je tento prístup posunutím latky. Namiesto toho, aby bola vedecká teória podložená experimentálnymi dôkazmi, tvrdí sa, že toto tvrdenie môže vychádzať z teoretických poznatkov.

Závery, ku ktorým logicky dospeli v matematike, sa však nevyhnutne nevzťahujú na realitu. Experimenty ukázali, že krásne a jednoduché teórie sa ukázali ako nesprávne, ako je to v prípade teórie stacionárneho vesmíru v kozmológii. Nemôžeme vedieť, že neexistujú žiadne alternatívne teórie [k teórii strún]. Vieme iba to, že sme ich ešte nenašli. Teória strún nie je s mnohými variantmi dobre definovaná a z nášho pohľadu je to zatiaľ iba prísľub. ““.

Teraz mi dovoľte otvoriť zátvorku. V online verzii článku Ellisa a Silka uverejnil Richard Dawid komentár na obranu svojho uhla pohľadu, v ktorom uviedol, že tiež neverí, že „krásne a jednoduché teórie“ sú nevyhnutne správne, a že dospel k záveru teória strún je životaschopná, po zistení, že

i) neexistujú alternatívy k teórii
ii) teória vysvetľuje viac aspektov ako tých, pre ktoré bola vyvinutá
iii) všeobecne sa po testovaní osvedčili ďalšie teórie, ktoré spĺňali prvé dve kritériá.

„Navrhli sme, že tieto tri pozorovania hrali dôležitú úlohu nielen pri zvyšovaní dôvery v empiricky nepotvrdené teórie, ako je napríklad teória strún, ale aj vo vede z dvadsiateho storočia.“.

Vraciam sa k článku Ellisa a Silka: „Dôsledok precenenia významu určitých teórií je hlboký. Ide o vedeckú metódu. Podľa nášho názoru tvrdiť, že teória je taká dobrá, že už nepotrebuje potvrdenie a experimentálne testovanie, môže spôsobiť, že široká verejnosť vyvolá mylnú predstavu o tom, ako sa robí veda, a otvorí tak dvere pseudovedcom, ktorí tvrdia, že ich nápady spĺňajú podobné kritériá.

Veríme, že tento problém sa spája s odpoveďou na jedinú otázku: aké sú potenciálne pozorovania alebo experimentálne dôkazy, ktoré by mohli presvedčiť o tom, že teória je nesprávna a že od nej treba upustiť? Ak nemáme takúto odpoveď, nemáme vedeckú teóriu. ““.

Všimli ste si, že v tomto článku bolo mojich slov veľmi málo. Dôvod je jednoduchý. Aj keď ma teória multiverse a teória strún skutočne fascinuje, úplne súhlasím s myšlienkami vyjadrenými v článku publikovanom Ellisom a Silkom. Nech je vedecká hypotéza akokoľvek atraktívna, nech je akokoľvek krásna, nemáme dôvod znižovať latku, aby sme eliminovali potrebu konfrontovať sa s vedeckým experimentom.

Príliš často počúvam myšlienku, že najrôznejšie veci, od paranormálnych javov až po homeopatiu, sa nedajú dokázať v prísnom vedeckom rámci a že pre nich a kvôli nim by sme mali ísť k vedeckej metóde v najdôležitejšej jeho názor: potreba potvrdenia experimentov a pozorovaní.

Skončím citátom od Poppera, prevzatým z knihy, o ktorej som vám hovoril už dávnejšie. „Hra zvaná veda nemá v zásade žiadny koniec: ten, kto sa jedného dňa rozhodne vedecké tvrdenia ďalej netestovať, ale bude ich považovať za definitívne overené, z hry odchádza.“.