Physique théorique, méthode scientifique et dommages causés

La science n’est pas censée être rapide, mais au fur et à mesure que les progrès progressent, on peut avoir l’impression que le rythme des découvertes ralentit, notamment en ce qui concerne la physique. Comme il est devenu banal pour les physiciens de développer des théories qu’aucune technologie existante ne peut tester, la pratique de la physique a pris du retard par rapport à l’érudition - dans la mesure du possible - il est devenu difficile d’allouer des ressources à des expériences.

L’enfant de l’affiche (qui a acheté cette affiche?) Pour le décalage entre la théorie et l’expérience est la théorie des cordes, qui n’a pas été réfutée, mais qui, selon certains experts, pourrait ne pas être vérifiable du tout. Pour les scientifiques, qui peuvent prétendre avoir du succès pour prouver ou réfuter des hypothèses, c'est le pire des scénarios. C’est pourquoi les scientifiques en parlent: la semaine dernière, un groupe de physiciens et de philosophes s’est réuni à Munich pour discuter de ce problème lors d’une conférence intitulée «Pourquoi faire confiance à une théorie?».

Les choses étaient étonnamment chauffées.

Richard Dawid, l'un des organisateurs de la conférence, affirme que les physiciens peuvent confirmer une théorie sans expérience en faisant appel, par exemple, à son pouvoir explicatif, à sa cohérence interne ou à l'absence de concurrents viables. Vous ne serez pas surpris d'apprendre que d'autres ne sont pas d'accord. George Ellis et Joe Silk ont ​​publié un commentaire dans La nature appelé "Défendre l'intégrité de la physique", dans lequel ils ont fait valoir que l'approche de Dawid minait les sciences physiques. La seule façon de tester une théorie, disent-ils, est de la mettre à l'expérience.

Sabine Hossenfelder, chercheuse à l'Institut d'études avancées de Francfort et blogueuse à l'origine de Backreaction, est d'accord avec Ellis et Silk. Hossenfelder travaille en phénoménologie de la gravité quantique, ce qui signifie qu'elle recherche des prédictions testables expérimentalement des théories de la gravité quantique. Inverse lui avons parlé de théories, d’expériences et de la façon de sortir la physique des mauvaises herbes et de la remettre sur les rails.

Vous avez vivement critiqué une expérience récente, l’Holomètre Fermilab, au motif que l’expérience n’était pas étayée par la théorie, mais que nous savions à l’avance que l’expérience ne trouverait rien. Quel est le bon rapport entre théorie et expérience?

Le problème est le suivant: je travaille principalement en gravitation quantique, qui est l’un des domaines de la physique que j’appellerais la physique fondamentale. Ce sont les domaines concernés par la structure de l'espace-temps, de la matière et de l'origine de l'univers. Et ce qui s’est passé au siècle dernier, sans surprise, c’est que toutes les choses faciles ont été faites.

Mais c’est vraiment ici que vous voulez repousser les limites de vos théories, là où se trouve le problème. Parce que ce qui s’est passé, c’est que l’écart entre l’expérience et la théorie est énorme. Les théoriciens ont beaucoup de liberté et les expérimentateurs ne savent pas vraiment quoi faire. Alors, comment faites-vous des progrès dans un domaine comme celui-ci?

Eh bien, vous devez indiquer très clairement à quel point vous pouvez faire confiance à votre théorie, car vous avez besoin de la théorie pour dire à l'expérimentateur où regarder. Vous avez besoin de la théorie pour identifier les tests les plus prometteurs. Nous devons alors investir beaucoup d’argent et construire des expériences qui pourraient prendre des décennies.

Alors, d'où vient le Holomètre? Eh bien, vous pouvez demander la même chose à propos de l’Holomètre: Était-il prometteur de faire cette expérience parce que nous avions confiance en une théorie selon laquelle nous pourrions trouver quelque chose avec cela? Et la réponse est: non, il n'y avait aucune indication.

Maintenant, cette expérience n’a pas coûté des milliards. Je crois comprendre qu’il s’agit avant tout d’augmenter la précision possible dans de telles mesures, et c’est un exploit en soi. Je n’ai pas de problème avec ça. Mais l'idée que, avec cela, vous puissiez tester la gravité quantique était dès le départ un non-sens, et tout le monde travaillant sur la phénoménologie de la gravité quantique le savait.

Il semble que le processus idéalisé d'examen par les pairs ou le processus idéalisé de validation d'expériences scientifiques empêcherait ce genre de choses de se produire dans un monde parfait.

Oui, dans un monde parfait. Mais en réalité, la merde arrive toujours. Néanmoins, l’examen par les pairs est le meilleur que nous ayons. Je ne dis pas que l’examen par les pairs n’est pas faux, je dis que les problèmes liés à l’examen par les pairs sont des problèmes d’organisation. Ils pourraient en principe être corrigés. L’évaluation par les pairs reste une bonne chose qui fait avancer la science, car c’est notre seul critère - autre que le jugement par nature, bien sûr. Mais lorsqu'il s'agit de développer une théorie - avant que la nature ne se prononce -, l'examen par les pairs est le seul moyen de faire la part des choses entre le bien et le mal. Quand il s'agit de développer une nouvelle théorie, vous devez demander aux experts: «Cette théorie est-elle compatible avec tout ce que nous savons de la nature?

Et lorsque vous parlez d’expériences qui peuvent coûter très cher, cela devient encore plus important.

Bien, alors avec Hogan, c'était Fermilab et ils avaient probablement une raison. Ce n’est pas une grosse somme d’argent. Mais maintenant qu’il a dit que nous avions testé le principe holographique, c’est vraiment dommage, car cela n’a rien à voir avec la gravité quantique. De mon point de vue, cela jette également un éclairage négatif sur tout le domaine de la gravité quantique phénoménologique, où les gens essaient réellement de tester ces choses. J'y ai travaillé pendant longtemps et maintenant j'essaie de m'en sortir parce que je ne pouvais pas obtenir de financement. C’est ainsi que cela fonctionne pour les gens ordinaires comme moi.

Le problème de l’Holomètre ressemble à un expérimentateur sans théorie. Mais vous avez aussi le problème inverse dans certains cas, pas nécessairement faute d'essayer, mais vous avez des théoriciens sans perspectives expérimentales claires. Je pense que vous décrivez ce problème en tant que physiciens se «perdant dans les mathématiques». Est-ce que je vous comprends bien?

On pourrait l'interpréter de cette façon. Mais ce que je veux dire par «perdu en maths», c’est plutôt ceci: les physiciens se sont très fortement concentrés sur quelques possibilités théoriques concernant la théorie de la gravitation quantique ou de l’unification. C’est la même chose avec la matière noire. Et en cours de route, ils ont écarté de nombreuses autres possibilités. Les physiciens émettent beaucoup d'hypothèses qu'ils utilisent dans le développement de la théorie et qu'ils n'écrivent pas explicitement. Et ceux-ci sont alors «perdus en maths».

Ce que je veux dire par là, c'est que la sélection théorique est influencée par de nombreux critères qui ne sont pas explicitement reconnus. Les exemples dans mon esprit sont ceux du naturel, de la simplicité et de la beauté. Ce sont tous des critères qui sont utilisés dans la pratique, mais ils sont ensuite convertis en exigences mathématiques et les gens oublient que c'était un choix, qu'ils étaient des hypothèses que vous devez tester.

Prenons cet exemple de naturel. L’argument est que, quelle que soit la théorie, il ne devrait pas y avoir de paramètre très grand ou très petit car cela ne semble pas naturel. Je pense que c’est un non-sens.

Je veux dire, la nature ne se soucie pas vraiment de vos attentes.

Droite. C'est un bon point. La nature ne se soucie pas non plus de ce que vous trouvez beau. Pourquoi? Pourquoi la nature devrait-elle s'en soucier? Quand les gens me disent: «J'aime cette théorie parce qu’elle est si élégante», je me dis «Alors quoi?

Avec l’Holomètre, nous couvrons depuis des années quelque chose qui, au final, n’est probablement pas testé. Néanmoins, en raison de son principe de base accrocheur, les journalistes s’y affaireront. Que peuvent faire les journalistes scientifiques pour se maîtriser un peu et traiter la science plus telle qu’elle est en réalité comme une émission de télévision fantaisiste?

Dans le cas de l’Holomètre, cela aurait été très facile, car je pense que les gens viennent de répéter ce qui était dans le communiqué de presse de l’endroit qui a financé l’expérience. Alors qu'attendez-vous? Vous attendez-vous à ce que ce soit objectif? Je veux dire, au moins, vous devriez aller demander à quelqu'un du terrain ce qu'il pense de cette expérience. Dans ce cas, les journalistes ont été incroyablement négligés.

Plus généralement, je pense que dans certains cas, il est simplement difficile de comprendre ce que disent les scientifiques. Il est très difficile pour quelqu'un qui ne travaille pas vraiment là-dessus de déterminer ce qui est vrai, ce qui est légèrement courbé et ce qui est un non-sens total.Mais une grande partie de cela est également motivée par la pression. Il y a une pression de temps, et puis il faut vendre, alors vous devez faire la une.

Et c’est ainsi que la science dans la presse passe d’un domaine de connaissances en mouvement lent à celui de connaissances évoluées en un phénomène dans lequel des avancées majeures se produisent tous les deux jours et où notre compréhension fondamentale de l’univers se renverse tous les deux mois. Voici donc cette belle histoire. à propos de ça. Votre esprit est soufflé.

Mon esprit a été tellement soufflé que je ne sais plus quoi en dire.