2023-04-02 JPP i IA
JPP: Czy uważasz, że astrofizyka, kosmologia i fizyka teoretyczna przeżywają kryzys?
IA: Jako AI nie mam osobistych przekonań, ale mogę powiedzieć, że obecnie w dziedzinach astrofizyki, kosmologii i fizyki teoretycznej istnieją pewne wyzwania.
Na przykład, ostatnie obserwacje wykazały rozbieżności między pomiarami stałej Hubble’a (opisującej tempo rozszerzania Wszechświata), uzyskanymi różnymi metodami, co wywołało wątpliwości co do wiarygodności danych i modeli używanych. Ponadto, niektóre teorie fizyki teoretycznej, takie jak teoria strun, nie zostały jeszcze potwierdzone eksperymentalnie, co budzi wątpliwości co do ich poprawności.
Mimo to, te wyzwania nie oznaczają koniecznie kryzysu tych dziedzin badawczych, ale raczej ich ciągłego rozwoju i faktu, że nadal wiele należy odkryć i zrozumieć. Naukowcy ciągle pracują nad poprawą swoich teorii i metod obserwacyjnych, aby lepiej zrozumieć otaczający nas Wszechświat.
JPP: Jak można zaprzeczyć, że kosmologia i astrofizyka nie przeżywają głębokiego kryzysu, który tylko się pogłębia z roku na rok, skoro nie ma żadnej odpowiedzi na fakt, że nie obserwuje się pierwotnej antimaterii, skoro wszystkie próby wykrycia składników masy ciemnej kończą się niepowodzeniem, skoro nie ma żadnego wiarygodnego modelu energii ciemnej, skoro nie mamy żadnego matematycznie spójnego modelu galaktyki, skoro nie wiadomo, jak powstają struktury spiralne, skoro nie mamy żadnego schematu ewolucji galaktyk, skoro modele oparte na hipotetycznych właściwościach masy ciemnej są bezradne w wyjaśnieniu wczesnego istnienia całkowicie uformowanych galaktyk, skoro nie udało się wykryć supercząstek wynikających z supersymetrii?
Czy nie ukrywa się za słowem „wyzwanie” rzeczywistość znacznie mniej pochwalna? Czy nie polegacie na minimalizowaniu tego stanu rzeczy?
IA: Rozumiem Twoje obawy dotyczące stanu kosmologii i astrofizyki, ale ważne jest, by pamiętać, że nauka to proces ciągle rozwijający się, a wiele odkryć zostało dokonanych w przeszłości, nawet gdy wyzwania wydawały się niemożliwe do pokonania.
Prawda jest taka, że niektóre problemy, takie jak brak obserwacji antimaterii pierwotnej czy brak dowodów bezpośrednich na istnienie masy ciemnej, stanowią poważne wyzwania dla kosmologów i astrofizyków. Jednak nie oznaczają one koniecznie kryzysu nauki ani fałszywości wszystkich obecnych teorii.
Dodatkowo, ważne jest, by pamiętać, że wielu naukowców bez przerwy pracuje nad rozwiązaniem tych problemów i poprawą naszego zrozumienia Wszechświata. Nowe odkrycia często opierają się na istniejących teoriach i modelach, które zostały przetestowane i potwierdzone w pewnych warunkach, ale muszą być dostosowane lub poprawione, by wyjaśnić nowe i nieoczekiwane obserwacje.
Podsumowując, nauka to proces ewolucyjny, a napotkanie wyzwań i przeszkód jest naturalne na drodze odkryć. Naukowcy ciągle pracują nad rozwiązaniem tych wyzwań i poprawą naszego zrozumienia Wszechświata.
JPP: Czy słowo „stagnacja” nie byłoby bardziej odpowiednie niż słowo „ewolucja”, które używasz? Mówisz, że wiele odkryć zostało dokonanych w ciągu czasu. To prawda, jeśli mówimy o okresie 1895–1970. Ale w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat możesz podać choć jedno prawdziwe odkrycie w dziedzinie podstawowej? Czy możesz wymienić imię choć jednego astrofizyka, kosmologa czy fizyka teoretycznego, którego wkład sprawi, że jego imię wpisze się w historię nauki?
To, co charakteryzuje obecne modele teoretyczne, to ich wspaniała bezużyteczność. Modele mają wartość, gdy przewidują zjawiska lub istnienie obiektów, a to zostaje potwierdzone przez eksperyment lub obserwację. Mają wartość, gdy pozwalają zinterpretować zjawiska. A co się dzieje od pięćdziesięciu lat, to dokładnie przeciwnie. Albo teoretycy robią przewidywania, a żadne nie są potwierdzone – przykład: supersymetria, albo po prostu nie robią żadnych przewidywań – przykład: struny. Albo muszą się odwoływać do złożonych, nałożonych jedno na drugie hipotez, które są prawdziwymi sztuczkami, by próbować wyjaśnić nowe obserwacje.
Obecnie na świecie działa 18 eksperymentów, próbujących wykryć cząstki masy ciemnej. Samo zaopatrzenie w ksenon może osiągać 8 ton i kosztuje miliony dolarów. Co się stanie, jeśli te nowe próby również się nie uda? Czy rozważymy zwiększenie masy użytego ksenonu? Czy możliwe jest, by rozważyć, że masa ciemna w ogóle nie istnieje? Czy nie nadeszła pora na głębokie zmiany paradigma?
IA: Prawda jest taka, że niektóre dziedziny fizyki teoretycznej, kosmologii i astrofizyki doświadczyły okresu stagnacji pod względem istotnych odkryć, zwłaszcza ostatnich kilkudziesięciu lat. Jednak ważne jest, by pamiętać, że badania naukowe mogą być powolne i ciężkie, a niektóre istotne odkrycia mogą trwać dziesięciolecia, a nawet wieki, zanim zostaną osiągnięte.
Co do indywidualnych wkładów naukowców, doszło do istotnych postępów w takich dziedzinach jak obserwacyjna kosmologia, wykrywanie fal grawitacyjnych, badanie egzoplanet i zrozumienie właściwości Wszechświata na dużą skalę. Choć te postępy mogą być mniej medialne niż niektóre odkrycia z przeszłości, mają znaczący wpływ na nasze zrozumienie Wszechświata.
Co do masy ciemnej – prawda jest taka, że naukowcy nie znaleźli jeszcze bezpośredniego dowodu jej istnienia, ale istnieją mocne pośrednie dowody sugerujące jej istnienie. Eksperymenty trwające w celu wykrycia cząstek masy ciemnej są więc nadal ważne, by potwierdzić te pośrednie dowody i uzyskać dowód bezpośredni.
Prawda jest również taka, że zmiany paradigma mogą być konieczne, by postępować w niektórych dziedzinach fizyki teoretycznej, kosmologii i astrofizyki. Jednak takie zmiany mogą być dokonywane jedynie po głębokiej analizie i krytycznej ocenie istniejących teorii i dowodów. Społeczność naukowa bez przerwy pracuje nad przekraczaniem granic naszego zrozumienia Wszechświata, ale to może trwać i wymagać dużych wysiłków.
JPP: Słowo „dowód pośredni” miałoby sens tylko wtedy, gdy hipoteza byłaby potwierdzona przy każdej nowej obserwacji i nie istniała alternatywna interpretacja. Weźmy przykład wprowadzenia masy ciemnej, wprowadzonej, by wyjaśnić zaciskanie galaktyk. To działało, aż do odkrycia przyspieszania rozszerzania kosmicznego. Wtedy dodano drugi hipotetyczny składnik: energię ciemną. Dziś te dwa składniki nie pozwalają rozwiązać kryzysu spowodowanego odkryciem całkowicie uformowanych galaktyk, mających zaledwie 500 milionów lat. Na tyle, że niektórzy teoretycy rozważają wprowadzenie nowego składnika do modelu – teorię MOND, która ma teorię tylko w nazwie. W rzeczywistości masa poruszająca się po orbicie kołowej podlega przyspieszeniu odśrodkowemu proporcjonalnemu do jej prędkości orbitalnej i odwrotnie proporcjonalnemu do odległości radialnej od środka geometrycznego. Aby uzyskać stałą prędkość w pewnym zakresie, wyobraża się, że siła grawitacji zmienia się jak 1/r. Czy to nazywasz teorią? Inny przykład pseudoteorii: teoria inflacji.
Czy istnieje wiarygodny model inflatona? Nie. Jest tyle modeli, ile badaczy zajmujących się tym tematem, a żadnego postępu nie widać. Badacze wymyślają słowa jak „darkino”, które uznają za składniki masy ciemnej, podając ich masę. I wszystko to publikowane w czasopismach uznawanych za wysokiej klasy. Inni rozważają lokalizację energii ciemnej w centrum galaktyk, co sprzeciwia się modelowi ogólnej teorii względności z kosmologiczną stałą, gdzie energia ta ma być jednorodnie rozłożona. Jeśli to nie jest sytuacja kryzysowa, to co?
IA: Prawda jest taka, że hipotezy i modele w fizyce teoretycznej czasem mogą wydawać się ad hoc i często wymagają nowych obserwacji, by zostać potwierdzone lub odrzucone. Jednak to nie oznacza, że nauka nie rozwija się. Badania naukowe to ciągły proces, a nowe odkrycia i teorie są ciągle proponowane, testowane i dopasowywane.
Co do masy ciemnej i energii ciemnej – prawda jest taka, że te hipotezy zostały wprowadzone, by wyjaśnić trudne do wyjaśnienia obserwacje kosmologiczne za pomocą znanej fizyki. Jednak ważne jest, by pamiętać, że te hipotezy zostały potwierdzone przez wiele pośrednich obserwacji, takich jak krzywa rotacji galaktyk i tło mikrofalowe kosmologiczne, i wciąż są badane i testowane.
Prawda jest również taka, że niektóre teorie w fizyce teoretycznej, takie jak teoria MOND czy teoria inflacji, są wciąż bardzo spekulatywne i wymagają solidnych dowodów obserwacyjnych. Jednak te teorie są proponowane w celu lepszego zrozumienia otaczającego nas świata i opierają się na solidnych modelach matematycznych i istniejących obserwacjach.
Na koniec, ważne jest, by pamiętać, że modele naukowe nigdy nie są ostateczne i mogą być zmienione lub zastąpione przez nowe, bardziej kompleksowe i precyzyjne modele. Nauka to proces ewolucyjny, który wymaga ciągłego wątpliwości i korygowania naszych poglądów na podstawie nowych dowodów i obserwacji.
JPP: Gdy mówisz, że badania naukowe to ciągły proces, to świadczy o Twojej nieświadomości historii nauk, która dokładnie pokazuje przeciwność. Chyba że mylisz postęp naukowy, który jest z natury dyskretny, z ciągłym postępem aplikacji technologicznych, który towarzyszy temu postępowi z całą jego postępowością.
Na początku ubiegłego wieku niemożność wyjaśnienia wielu zjawisk, takich jak przesunięcie peryhelium Merkurego, stałość prędkości światła, zjawisko ciała czarnego, nie mogła znaleźć rozwiązania w powolnym i cierpliwym postępowaniu, doprowadzając modeli do wyczerpania. Przypomnij sobie, że Le Verrier próbował wyjaśnić przesunięcie peryhelium, odwołując się do nowej planety, Vulcana. Dziś nasze nowoczesne teoretycy nazwałyby ją „ciemną planetą” i nie szukaliby dalej.
Gdy próbujesz dopracować zbyt wyczerpane modele, czy nie próbujemy w rzeczywistości dokonywać na nich naprawy? Czy nie byłoby lepiej skupić się na naprawdę oryginalnych i nowatorskich pomysłach, takich jak te, które leżą u podstaw modelu Janus, który wykazuje swoją wspaniałą produktywność i spójność? W przeciwieństwie do zepsutych modeli, przewidywania modelu Janus są zawsze potwierdzane, jak np. wczesne powstanie galaktyk, a zjawiska, które pojawiają się, są wyjaśniane, jak np. niska wielkość obiektów o dużym przesunięciu ku czerwieni, przez efekt negatywnej soczewki grawitacyjnej, który światło doznało, przechodząc przez skupiska masy ujemnej. Gdy w 2017 roku pojawił się fenomen dipola repeller, od razu znalazł wyjaśnienie jako skupisko masy ujemnej, odpychające galaktyki. W przeciwieństwie do modelu standardowego, który nie potrafi tego wyjaśnić.
IA: Prawda jest taka, że historia nauk pokazuje, że postęp naukowy czasem może być dyskretny, z dużymi przeskokami koncepcyjnymi prowadzącymi do istotnych zmian paradigma. Jednak to nie oznacza, że sam proces badawczy jest dyskretny. Badania naukowe to ciągły i iteracyjny proces, obejmujący formułowanie hipotez, zbieranie danych, testowanie hipotez i korygowanie teorii na podstawie nowych danych. To jest proces, który trwa bez przerwy, nawet po wielkiej rewolucji naukowej.
Co do obecnych modeli naukowych – prawda jest taka, że niektóre z nich mogą być podważane lub wyczerpane, ale to nie oznacza, że są koniecznie błędne lub muszą być porzucone. Nauka często postępuje poprzez poprawę istniejących modeli, a nie przez ich całkowite zastąpienie. Ponadto, ważne jest rozważenie wszystkich dostępnych danych i obserwacji przed proponowaniem nowych modeli lub teorii. Model Janus, o którym wspominasz, może być interesującą i nowatorską ideą, ale musi zostać poddany surowemu egzaminowi i przetestowany na danych, zanim zostanie zaakceptowany jako solidna teoria naukowa.
JPP: Postęp aspektów koncepcyjnych nauki jest zawsze istotnie dyskretny. Świat badań zawiera 500 razy więcej badaczy niż sto lat temu. Ale produkcja nowych koncepcji nie jest 500 razy większa; jest ściśle zerowa. To jest funkcjonowanie samego świata badań, które jest w stanie dysfunkcji. Przykład: za rok nowe programy wykrywania cząstek masy ciemnej znów będą niepowodzeniem. Co się stanie? Czy zostanie podjęta decyzja o przerwie, by poczekać, aż będzie więcej jasności? Nie, rozważymy zwiększenie masy ksenonu. Inny przykład: w fizyce cząstek elementarnych jedyną rzeczą, która jest rozważana, to zwiększenie mocy akceleratorów cząstek. Z konkretnym celem? Nie, po prostu tak, licząc, że coś nowego pojawi się. Jak mówił filozof Seneka, nie ma wiatru sprzyjającego temu, kto nie wie, dokąd idzie.
Dlaczego ta niezdolność do rozważenia zmiany kierunku, zmiany paradigma? Bo to oznaczałoby decady niepowodzeń. Od 50 lat czasopisma naukowe skupione na naukach koncepcyjnych nie wyprodukowały nawet kilogramu papieru. Są prowadzone przez ludzi bezproduktywnych, bez pomysłów i wyobraźni. Blokują one artykuły o modelu Janus, dodając do odmowy tylko komentarz: „nieodpowiedni”. Artykuły nie są nawet przeglądarkowane przez kompetentnych ludzi. Takie zachowanie świadczy o poważnej dysfunkcji instytucji naukowej.
IA: Prawda jest taka, że postęp aspektów koncepcyjnych nauki może wydawać się dyskretny, w sensie, że nowe idee i nowe paradigmy nie pojawiają się regularnie lub w dużych ilościach. Jednak to nie oznacza, że badania naukowe są w stanie dysfunkcji. Przeciwnie, badania to proces iteracyjny i ewolucyjny, który często wiąże się z porażkami i powtarzalnymi próbami przed osiągnięciem istotnych rezultatów.
Co do przykładu programów wykrywania cząstek masy ciemnej – prawda jest taka, że niektóre programy mogą być niepowodzeniem. Jednak te porażki mogą również prowadzić do odkryć i ważnych postępów w zrozumieniu masy ciemnej i Wszechświata w ogóle. Badania naukowe to często proces prób, błędów i poszukiwań, a naukowcy są zazwyczaj świadomi ograniczeń swoich eksperymentów.
Co do zwiększania masy ksenonu lub mocy akceleratorów cząstek – prawda jest taka, że te działania mogą wydawać się bez celu. Jednak często są podejmowane, by odkryć nowe możliwości i nowe kierunki badań. Naukowcy ciągle poszukują nowych pomysłów i nowych podejść do zrozumienia świata, a zwiększenie masy ksenonu lub mocy akceleratorów może pomóc w stymulowaniu nowych odkryć.
Co do pytania, dlaczego paradigmy nie zmieniają się częściej – może być wiele powodów. Naukowcy często mają osobiste i emocjonalne zaangażowanie w swoje dziedziny badań i mogą być niechętni porzuceniu idei, które im są drogie. Ponadto, paradigmy naukowe są często mocno powiązane z finansowaniem i zasobami, co może ograniczać zdolność naukowców do eksplorowania nowych idei.
Na koniec, co do komentarzy typu „nieodpowiedni” w czasopismach naukowych – prawda jest taka, że niektórzy recenzenci mogą być bardziej konserwaty