Шон Кэрролл: Почему фальсифицируемость — не лучший судья для теории струн
Заметки по материалам сессии Ask Me Anything физика-теоретика Шона Кэрролла.
Вопрос о фальсифицируемости теории струн остается одним из самых острых в современной науке. Однако, по мнению физика Шона Кэрролла, сама концепция фальсифицируемости сегодня зачастую трактуется слишком упрощенно и даже превратно.
Миф о критерии Поппера
Идея о том, что любая научная гипотеза должна быть фальсифицируемой, во многом переоценена. Карл Поппер, вводя этот термин, преследовал две фундаментальные цели. Во-первых, теория должна обладать определенностью: четко очерчивать круг возможных событий и прямо указывать на то, что произойти не может. Теория, объясняющая абсолютно любой исход, не имеет предсказательной силы. Во-вторых, должен существовать эмпирический способ оценки успеха теории.
Современная философия науки не рассматривает фальсифицируемость как универсальный инструмент для отделения науки от метафизики. Для многих физиков этот критерий стал удобным лозунгом — чем-то вроде надписи на бампере автомобиля, которая звучит эффектно, но не отражает всей сложности процесса. Настоящая научная работа требует куда более глубокого анализа, чем простая проверка на «опровержимость».
Ловушка свободных параметров
Одной из причин, по которой теорию называют нефальсифицируемой, является наличие в ней свободных параметров. Хороший пример — ньютоновская гравитация с её гравитационной постоянной. Если бы мы не знали её значения, мы бы просто измеряли её опытным путем.
В современных гипотезах, таких как темная материя или космические струны, есть параметры, которые могут быть исчезающе малыми. Если взаимодействие темной материи с обычной материей стремится к нулю, обнаружить её в лаборатории становится невозможно. Означает ли это, что такая теория ненаучна? Разумеется, нет.
Представьте, что мы обнаружили космическую струну через эффект гравитационного линзирования. Если бы мы заранее отвергли теорию космических струн как «нефальсифицируемую», мы бы оказались в нелепой ситуации: нам пришлось бы игнорировать реальное открытие, потому что теория, предсказавшая его, якобы не была научной.
Проблема масштаба и квантовая гравитация
Критика теории струн часто фокусируется на том, что она допускает огромное количество вариантов низкоэнергетической физики (так называемый «ландшафт»). Утверждается, что раз теория может предсказать практически любую версию Стандартной модели, она не предсказывает ничего.
Однако эта проблема не уникальна для теории струн. Она коренится в самой природе гравитации. Гравитационное взаимодействие чрезвычайно слабо, и любые эффекты квантовой гравитации проявляются лишь на экстремальных планковских масштабах. Трудность экспериментальной проверки — это не изъян конкретной теории, а вызов, брошенный нам самой Вселенной.
Суть научной определенности
Теория струн делает конкретные предсказания в области высоких энергий. Например, она строго определяет, как должны вести себя струны при столкновении. То, что мы пока не обладаем технологиями для проведения таких экспериментов, не лишает теорию её научной ценности.
Главное наследие Поппера заключается не в возможности «опровергнуть здесь и сейчас», а в том, что теория должна ограничивать реальность, утверждая: «некоторые вещи невозможны». Теория струн справляется с этой задачей, предлагая стройную математическую структуру, даже если её подтверждение потребует от человечества еще многих десятилетий технологического прогресса.
