Järgnevalt kaks väljavõtet raamatust See idee peab surema , toimetanud John Brockman.
UNIVERSUM
Seth Lloyd, MIT-i kvantmehaanikainseneri professor; autor, Universumi programmeerimine
Ma tean. Universum on eksisteerinud 13,8 miljardit aastat ja tõenäoliselt püsib see veel 100 miljardit aastat või kauemgi. Lisaks, kuhu universum pensionile jääks? Florida pole piisavalt suur. Kuid on aeg loobuda 2500-aastasest teaduslikust ideest universumist kui ühest ruumi ja aja mahust, mis sisaldab kõike. Kahekümne esimese sajandi kosmoloogia viitab kindlalt sellele, et see, mida me kosmoses näeme – tähed, galaktikad, ruum ja aeg alates Suurest Paugust – ei hõlma kogu reaalsust. Cosmos, ostke korter.
Mis on ikkagi universum? Oma teadmiste kontrollimiseks universumi kohta täitke palun järgmine lause. Universum
a) koosneb kõigest nähtavast ja nähtamatust – sellest, mis on, on olnud ja saab olema.
(b) sai alguse 13,8 miljardit aastat tagasi hiiglaslikust plahvatusest, mida nimetatakse Suureks Pauguks ja mis hõlmab kõiki planeete, tähti, galaktikaid, ruumi ja aega.
(c) lakkus hiiglasliku lehma keel ürgse tulise lohu soolasest servast välja.
(d) Kõik ülaltoodu.
(Õige vastus allpool.)
Idee universumist kui vaadeldavast ja mõõdetavast asjast on püsinud tuhandeid aastaid. Need vaatlused ja mõõtmised on olnud nii edukad, et tänapäeval teame universumi päritolu kohta rohkem kui elu tekke kohta Maal. Vaatluskosmoloogia edu on aga viinud meid punkti, kus universumit ei ole enam võimalik tuvastada – ülaltoodud vastuse (a) tähenduses – vaadeldud kosmose vastusega (b). Samad tähelepanekud, mis kinnitavad universumi üksikasjalikku ajalugu, viitavad sellele, et vaadeldud kosmos on kaduvalt väike osa lõpmatust universumist. Piiratud aeg Suurest Paugust tähendab, et meie vaatlused ulatuvad Maast vaid veidi rohkem kui 10 miljardi valgusaasta kaugusele. Meie vaatlushorisondi taga on rohkem sama – ruum, mis on täidetud igavesti laiutavate galaktikatega. Olenemata sellest, kui kaua universum eksisteerib, on meil juurdepääs ainult piiratud osale, samas kui lõpmatu hulk universumit jääb meie käsutusse. Kõik peale lõpmatu väikese osa universumist on tundmatud.
See idee peab surema: teaduslikud teooriad, mis takistavad arengut
OstaSee on löök. Teaduslik mõiste universum = vaadeldav universum on visanud rätiku. Võib-olla on see korras. Mis ei meeldi universumis, mis hõlmab lõpmatut tundmatut ruumi? Aga hitte tuleb juurde. Kui kosmoloogid süvenevad minevikku, leiavad nad üha rohkem vihjeid selle kohta, et nii heas kui halvas on seal midagi enamat kui lihtsalt lõpmatu ruum meie silmapiiri taga. Ekstrapoleerides ajas tagasi Suure Pauguni, on kosmoloogid tuvastanud ajastu, mida nimetatakse inflatsiooniks, mil universumi suurus kahekordistus mitu korda väikese sekundi murdosa jooksul. Valdav osa aegruumist koosneb sellest kiiresti paisuvast ainest. Meie enda universum, nii nagu see on lõpmatu, on lihtsalt 'mull', mis on selles inflatsioonimeres tuumastunud.
See läheb hullemaks. Inflatsioonimeri sisaldab lõpmatul hulgal muid mullikesi, millest igaüks on omaette lõpmatu universum. Erinevates mullides võivad füüsikaseadused olla erineval kujul. Kusagil teises mulliuniversumis on elektronil erinev mass. Teises mullis elektronid ei eksisteeri. Kuna see ei koosne ühest kosmosest, vaid paljudest, nimetatakse mitmemullilist universumit sageli multiversumiks. Multiversumi liiderlikkus võib olla ebameeldiv (sõna loonud William James nimetas multiversumit 'hooraks'), kuid seda on raske kõrvaldada. Viimase solvanguna ühtsuse vastu näitavad kvantmehaanika seadused, et universum jaguneb pidevalt mitmeks ajalooks ehk 'paljudeks maailmadeks', millest maailm, mida me kogeme, on ainult üks. Teised maailmad sisaldavad sündmusi, mida meie maailmas ei juhtunud.
Pärast kahe aastatuhande pikkust jooksu on universum kui vaadeldav kosmos kaputt. Lisaks sellele, mida me näeme, on olemas lõpmatu hulk galaktikaid. Peale seda lõpmatut massiivi põrkab ja hüppab inflatsioonimeres lõpmatu arv mulliuniversumeid. Lähedal, kuid täiesti kättesaamatud, hargnevad ja levivad paljud kvantmehaanika maailmad. MIT-i kosmoloog Max Tegmark nimetab neid kolme tüüpi vohavat reaalsust I, II ja III tüüpi multiversumideks. Kus see kõik lõpeb? Millegipärast tundus üksainus ligipääsetav universum väärikam.
Lootust siiski on. Paljusus ise esindab teatud ühtsust. Nüüd teame, et universum sisaldab rohkem asju, kui me kunagi näha, kuulda või puudutada suudame. Selle asemel, et pidada füüsilise reaalsuse paljusust probleemiks, võtkem seda kui võimalust.
Oletame, et kõik, mis võib eksisteerida, on olemas. Multiversum pole viga, vaid funktsioon. Peame olema ettevaatlikud: kogum, mis võib eksisteerida, kuulub pigem metafüüsika kui füüsika valdkonda. Tegmark ja mina oleme näidanud, et väikese piiranguga saame metafüüsilisest servast siiski tagasi tõmmata. Oletame, et füüsiline multiversum sisaldab kõiki asju, mis on lokaalselt piiratud, selles mõttes, et asja mis tahes lõplikku tükki saab kirjeldada piiratud hulga informatsiooniga. Lokaalselt piiratud asjade kogum on matemaatiliselt hästi määratletud: see koosneb asjadest, mille käitumist saab arvutis (täpsemalt kvantarvutis) simuleerida. Kuna need on lokaalselt piiratud, on meie vaadeldav universum ja mitmesugused muud universumid kõik selles arvutuslikus universumis. Nagu on, nii kuskil, hiiglaslik lehm.
Vastus viktoriinile: (c)
Mida arvate: kas see teaduslik idee tuleks pensionile jätta?
VÕLTSAVUS
Sean Carroll, teoreetiline füüsik, Caltech; autor, Osake universumi lõpus
Maailmas, kus teaduslikud teooriad kõlavad sageli veidralt ja on vastuolus igapäevase intuitsiooniga ning suur hulk jamasid ihkab neid „teaduslikuna” tunnistada, on oluline osata teadust eraldada mitteteadusest – mida filosoofid nimetavad „demarkatsiooniprobleemiks”. ” Karl Popper pakkus kuulsalt välja “võltsivuse” kriteeriumi: teooria on teaduslik, kui see teeb selgeid ennustusi, mida saab ühemõtteliselt võltsida.
See on hea mõte, kuid kaugel täielikust loost. Popper tundis muret selliste teooriate pärast nagu Freudi psühhoanalüüs ja marksistlik majandus, mida ta pidas mitteteaduslikeks. Pole tähtis, mis inimeste või ühiskondadega tegelikult juhtub, väitis Popper, et sellised teooriad suudavad alati rääkida loo, milles andmed ühilduvad teoreetilise raamistikuga. Ta vastandas selle Einsteini relatiivsusteooriale, mis tegi konkreetseid kvantitatiivseid ennustusi enne tähtaega. (Üks üldrelatiivsusteooria ennustus oli, et universum peaks paisuma või kokku tõmbuma, mis sundis Einsteini teooriat muutma, kuna arvas, et universum on tegelikult staatiline. Nii et isegi selles näites pole võltsitavuskriteerium nii ühemõtteline, kui tundub.)
Kaasaegne füüsika ulatub igapäevakogemusest kaugel asuvatesse valdkondadesse ja mõnikord muutub seos eksperimentidega parimal juhul nõrgaks. Stringiteooria ja muud lähenemisviisid kvantgravitatsioonile hõlmavad nähtusi, mis avalduvad tõenäoliselt ainult energiatel, mis on tohutult kõrgemad kui kõik, millele meil siin Maal on juurdepääs. Kosmoloogiline multiversum ja kvantmehaanika paljude maailmade tõlgendus seavad teistesse valdkondadesse, millele meil pole otsene juurdepääs. Mõned Popperile toetuvad teadlased on väitnud, et need teooriad pole teaduslikud, kuna neid ei saa võltsida.
Tõde on vastupidine. Olenemata sellest, kas me saame neid vahetult jälgida või mitte, on nendes teooriates osalevad üksused kas reaalsed või mitte. Keeldumine mõtisklemast nende võimalikust olemasolust mõne a-priori printsiibi alusel, kuigi neil võib olla maailma toimimises otsustav roll, on nii ebateaduslik, kui see saab.
Võltsitavuse kriteerium viitab millegi tõese ja olulise teaduse poole, kuid see on nüri vahend olukorras, mis nõuab peenust ja täpsust. Parem on rõhutada heade teaduslike teooriate kahte peamist tunnust: need on kindlad ja empiirilised. 'Kindla' all peame silmas seda, et nad ütlevad midagi selgelt ja üheselt mõistetavalt reaalsuse toimimise kohta. Stringiteooria ütleb, et parameetriruumi teatud piirkondades käituvad tavalised osakesed ühemõõtmeliste stringide silmuste või segmentidena. Vastav parameetriruum võib olla meile kättesaamatu, kuid see on osa teooriast, mida ei saa vältida. Kosmoloogilises multiversumis on piirkonnad, mis erinevad meie omast, ühemõtteliselt olemas isegi siis, kui me ei jõua nendeni. See eristabki neid teooriaid lähenemisviisidest, mida Popper püüdis liigitada mitteteaduslikeks. (Popper ise mõistis, et teooriad peaksid olema 'põhimõtteliselt' falsifitseeritavad, kuid see modifikaator unustatakse tänapäevastes aruteludes sageli.)
See on 'empiiriline' kriteerium, mis nõuab hoolt. Pealtnäha võib seda kriteeriumi ekslikult pidada 'võltsitavate ennustuste tegemisega'. Kuid tegelikus maailmas pole teooria ja katse koosmõju nii läbi lõigatud ja kuivatatud. Teaduslikku teooriat hinnatakse lõppkokkuvõttes selle võime järgi andmeid arvesse võtta, kuid sammud selle arvestuseni võivad olla kaudsed.
Mõelge multiversumile, mida sageli kutsutakse esile kui potentsiaalset lahendust mõnele kaasaegse kosmoloogia peenhäälestusprobleemile. Näiteks usume, et tühjale ruumile on omane väike, kuid nullist erinev vaakumenergia. See on juhtiv teooria, mis selgitab universumi täheldatud kiirenemist, mille eest anti 2011. aastal Nobeli füüsikaauhind. Teoreetikute probleem ei seisne selles, et vaakumenergiat on raske seletada; see on see, et ennustatud väärtus on tohutult suurem kui see, mida me vaatleme.
Kui universum, mida me enda ümber näeme, on ainus olemasolev, on vaakumenergia looduse ainulaadne konstant ja me seisame silmitsi probleemiga seda seletada. Teisest küljest, kui me elame multiversumis, võib vaakumenergia erinevates piirkondades olla täiesti erinev ja kohe annab seletuse: piirkondades, kus vaakumenergia on palju suurem, on tingimused elu jaoks ebasoodsad. Seetõttu on olemas valikuefekt ja me peaksime ennustama vaakumenergia väikest väärtust. Tõepoolest, seda täpset arutluskäiku kasutades ennustas Steven Weinberg vaakumenergia väärtust juba ammu enne universumi kiirenduse avastamist.
Me ei saa (meie teada) teisi multiversumi osi otse jälgida, kuid nende olemasolu mõjutab dramaatiliselt seda, kuidas me arvestame andmeid multiversumi selles osas, mida me vaatleme. Selles mõttes on idee edu või ebaõnnestumine lõppkokkuvõttes empiiriline: selle voorus ei seisne selles, et see on puhas idee või täidab mõnd hägust arutlusprintsiipi, vaid see, et see aitab meil andmeid arvesse võtta. Isegi kui me neid teisi universumeid kunagi ei külasta.
Teadus ei ole pelgalt tugitooli teoretiseerimine, vaid see, et seletada maailma, mida me näeme, välja töötada mudelid, mis sobivad andmetega. Mudelite sobitamine andmetega on aga keeruline ja mitmetahuline protsess, mis hõlmab teooria ja katse vahelist andmist ja võtmist, aga ka omaette teoreetilise arusaama järkjärgulist arendamist. Keerulistes olukordades ei asenda õnneküpsise suurused motod, nagu „Teooriad peaksid olema võltsitavad”, hoolikat mõtlemist selle üle, kuidas teadus töötab. Õnneks marsib teadus edasi, suures osas amatöörfilosofeerimisest hoolimatult. Kui stringiteooria ja multiversumiteooriad aitavad meil maailma mõista, hakkavad need aktsepteerima. Kui need osutuvad lõpuks liiga häguseks või tulevad paremad teooriad, jäetakse need kõrvale. Protsess võib olla räpane, kuid loodus on ülim teejuht.
Mida arvate: kas see teaduslik idee tuleks pensionile jätta?
Kohandatud alates See idee peab surema: teaduslikud teooriad, mis takistavad arengut . Autoriõigus © 2015 Edge Foundation, Inc. Väljavõte HarperCollins Publishersi osakonna HarperPerenniali loal. Ühtegi selle väljavõtte osa ei tohi reprodutseerida ega uuesti trükkida ilma kirjastaja kirjaliku loata.
