A fizikusok a szépség bűvöletében élnek, és közben eltávolodtak a természet megértésétől

Nincsen túlélhető és fenntartható jövőnk tudomány nélkül, ahogy nekünk sincsen nélkületek. Támogasd a Qubit munkáját!

„A fizikusok nem jók abban, amit csinálnak: biztosan azt hiszik, hogy a természetet utánozzák a matematikájukkal, de a végeredményt tekintve nem túl sikeresek”, nem találják a természetben a teóriáik lenyomatát – állítja Sabine Hossenfelder német fizikus, a kvantumgravitáció kutatója. Szerinte a Nagy Hadronütköztető eredményei is ezt bizonyítják: szép, hogy megtalálták a Higgs-bozont, amit még a hatvanas években jeleztek előre, de mostanra sokkal több részecskét kellett volna felfedezniük. Ennek oka szerinte, hogy a természeten alapuló elmélet, amit egykor alkottak, valójában nem működik.

Az 1976-os születésű Hossenfelder a Frankfurt Institute of Advanced Studies tudományos munkatársa, korábban a Kaliforniai Egyetem (Santa Barbara) posztdoktori tudományos munkatársa volt. Közkedvelt ismeretterjesztő író, blogot vezet érdekes matematikai és fizikai problémákról, YouTube-csatornáján pedig a tudományos tartalmak mellett meghökkentő és önironikus humorral átszőtt zenei munkássága is élvezhető házi videoklipek formájában. Az alábbi videóban például az idegenek eljövetelét önti dalba, de hiánypótló a Schrödinger macskájáról szóló videoklip és az ateista Ave Maria is.

Bár Hossenfeldert a Wikipedia elméleti fizikusként tartja számon, valójában fenomenológus: kutatási területe az elméleti és a kísérleti fizika között áll, empirikus kapcsolatokat keres és ír le két jelenség között, „összekapcsolja a matematikában gazdag dolgokat a kísérletekkel”. Közben úgy tartja, hogy nem ezen a területen kellene dolgoznia, mert kevés az ösztöndíj- és támogatási lehetőség, és részben emiatt az egzisztenciális fenyegetettség miatt is foglalkozik írással, hogy akkor is tudjon enni adni a gyerekeinek, ha egyszer csak nem kap kutatási támogatást. Hossenfelder úgy tartja, hogy akárcsak az atlétáknak, a tudósoknak is megvan a csúcsidőszakuk, mégpedig a harmincas éveik, utána már esélyes, hogy „megrekednek az ötleteikkel, mert ilyen az agy”. 

Fizikusok útvesztőben – Hogyan csábít tévutakra a matematikai szépség című 2018-as könyve idén a Park Kiadó gondozásában magyarul is megjelent. Ebben számos kortárs tudóst is megszólaltatva talál választ arra a kérdésre, miért nem történt negyven éve jelentős áttörés az elméleti fizikában. A könyv markáns állítása szerint részben azért, mert a kutatók évtizedek óta a szép elméletek bűvöletében művelik a tudományt, miközben egyre inkább eltávolodnak az igazolható teóriák világától, a szépség hajszolása tehát elfedi előlük, így előlünk is a természeti világ valódi lényegét. 

A fizikus a szeptember végi PesText Fesztivál vendégeként nyilatkozott Smid Róbert irodalomtudósnak; az online interjút az alábbiakban szemlézzük, a cikk végén található videóban pedig a teljes, 52 perces beszélgetés is megnézhető angol nyelven, a fesztiválszervezők magyar feliratozásával.

Sabine HossenfelderFotó: Wikimedia Commons

Az öncélú matematikai szépség

Mint Hossenfelder elmondta, a könyv célja az volt, hogy megértse, mit gondolnak a tudósok a saját tevékenységükről, tudják-e, hogy mit csinálnak. Egyik állítása, hogy a fizika sokkal jobb állapotban lenne, ha művelői a feltételezéseiket fejtenék ki, és nem olyan pszeudoérvelésekkel igazolnák kutatásaikat, amelyek az ösztönös felismerésekre, a fizikai intuícióra való hivatkozással indítanak, vagy azzal végződnek – tipikus példája ennek az „ez a képlet, egyenlet túl szép ahhoz, hogy ne legyen igaz” megközelítés. Hossenfelder úgy tartja, hogy a szép elméletek nem feltétlenül kipróbálhatatlanok, csak éppen úgy adódik, hogy a legtöbb szép elmélet tesztelhetetlen

Ahogy a szerző az interjúban fogalmazott, „mindenkinek megvannak a motivációi, néhány ember számára például az, hogy a szépséget keressék. Nem hibáztatom őket, csak azt akarom, hogy nyílt kártyákkal játsszanak. Ha kutatóként azt látják feladatuknak, hogy szép elméleteket gyártsanak, attól függetlenül, hogy azok helyesek vagy nem, akkor kérem, hogy jelezzék ezt, mert így valószínűleg senki nem fogja őket tudósnak alkalmazni. (...) 

Az a baj, hogy ez a sok jól fizetett ember úgy tesz, mintha tudománnyal foglalkozna, de valójában nem”

– fogalmazott Hossenfelder. A könyvnek azért adta a Lost in Math (szó szerint: Elveszve a matekban) címet, mert szerinte ezek a kutatók valójában nem tudják, mit csinálnak: használják a matematikai kritériumokat, miközben nem veszik észre, hogy ezt teszik – Hossenfelder szerint ez a probléma a fizika alapjaival. A statisztikát például nem ismételt mérésekhez használják, hanem a természet állandóinak kimutatására.

A fizika pszichológiája, szociológiája és filozófiája

Hossenfelder interjúiból az is kiderült, hogy egy-egy elmélet bizonyíthatatlansága vagy egy számítás meglepő kimenetele adott esetben milyen szélsőséges állapotba tudja juttatni a kutatókat. Joseph Polchinskinek, a húrelméletet kutató, 2018-ban elhunyt amerikai elméleti fizikusnak például olyan komoly gondot okozott, hogy a kozmológiai állandó random paraméternek bizonyult, hogy pszichiáterhez kellett fordulnia. „Úgy éreztem, az egyik legutolsó bizonyítékunkat vették el a fizika alapvető természetét illetően, mert amit kiszámítani reméltünk, véletlenszerűvé vált” – mondta a tudós Hossenfeldernek a vele készült interjúban. Polchinski kifejezetten kérte, hogy a beszélgetésnek ez a része kerüljön be a könyvbe, mert azt akarta, hogy a fiatalok lássák, ez létező probléma. „Polchinski »csúnya eredményt« kapott, és ettől szó szerint depresszióba esett, ami érthető, ha valaki az egész életét szenteli egyetlen problémának. (...) Azzal kellett együtt élnie, hogy semminek sincs igazán értelme az univerzumban” – kommentálta Hossenfelder az amerikai fizikus esetét.

A fizikának nemcsak pszichológiai, hanem szociológiai vetületei is vannak. Hossenfelder azt is felrója a mai fizikusoknak, hogy  sokan közülük figyelmen hagyják a tudományos kapcsolatokat, amelyekre támaszkodnak, illetve hogy mennyire fontos ez a támogatói háló. „Szerintem túlbecsülik a saját függetlenségüket, ami problémákhoz vezet, mert nincsenek tisztában azzal, hogy a véleményüket mások nézőpontja is befolyásolja.” Pedig Hossenfelder szerint a tudományos közösség szociológiája nagyon fontos aspektusa annak, hogy hogyan haladnak a tudósok saját kutatásuk megértésében. Szükségük van más emberek visszajelzésére, ami a peer review-nál, a szakértői értékelésnél a legszembeötlőbb, de előtte, a tanulmány elkészítése közben is arra építenek, amit másoktól tanultak, amivel más kutatók foglalkoztak. A német fizikus szerint az egyszerzős tanulmányokra sem igaz, hogy az kizárólag az adott kutató eredménye, hiszen sok más ember munkájára épült.

A George F.R. Ellis dél-afrikai matematikussal készített interjúból az is kiderül, hogy az idős kutató és Hossenfelder egyaránt „hanyag filozófusoknak” tartja a mai fizikusokat. „A Bohrhoz és Schrödingerhez hasonló tudósok erős filozófiai megközelítéssel rendelkeztek, ami jót tett a tanulmányaiknak, de ezt elveszítettük. A mai filozófia lényege, hogy »fogd be, és számolj!«. Ez azért is alakulhatott így, mert a fizika nagy sikereket ért el a 20. században” – mondta erről Hossenfelder a magyar nézőknek adott interjúban. 

Smid szerint a könyv egyik tételmondata, hogy „minél inkább támaszkodunk a kísérleti útmutatásról leválasztott logikus érvelésre, annál relevánsabbá válik az objektív érvrendszerünk”. Hossenfelder egyetértett azzal az interjúban, hogy pontosan erre lenne jó a filozófia a fizikában: megtanítani a retorika, az érvelés szabályait. A könyv alapján éppen az a fizika problémája, hogy az érvelés egyre inkább leválik a kísérleti útmutatásról.  

További részletek a teljes beszélgetésben. (A PesText világirodalmi fesztivál múlt heti tartalmai a fesztivál YouTube-csatornáján visszanézhetők).

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: