本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
任何關注物理學的人都會懷疑它是否陷入困境嗎？ 當我說物理學時，我不是指應用物理學、材料科學或 默裡·蓋爾曼所說的“汙穢態物理學”。 我指的是最宏大的物理學，即試圖弄清現實。 宇宙從何而來？ 它由什麼構成？ 什麼定律支配其行為？ 以及宇宙有多可能？ 我們來到這裡是純粹的運氣，還是我們的存在在某種程度上是不可避免的？
在 20 世紀 80 年代，斯蒂芬·霍金和其他大人物聲稱，物理學正處於“最終理論”或“萬物理論”的邊緣，該理論可以回答這些重大問題並解開現實之謎。 我成為一名科學作家部分原因是我相信他們的說法，但到 20 世紀 90 年代初，我成了一名懷疑論者。 萬物理論的主要競爭者認為，自然界的所有粒子和力，包括引力，都源於在九個或更多維度中扭動的無窮小的弦狀粒子。
問題是，沒有任何可以想象的實驗可以探測到弦或額外的維度。 1991 年，我向弦理論家愛德華·威滕提出了可測試性問題，有些人說他是當今最偉大的物理學家。 他強調了弦理論“令人難以置信的一致性、非凡的優雅和美麗”。 “好的錯誤想法非常稀缺，”他向我保證，“而即使與弦理論的宏偉壯麗略微匹敵的好的錯誤想法也從未見過。”
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基本上，威滕是說弦理論太美了，不可能是錯的。 2014 年我採訪他時，他說他仍然相信弦理論“走在正確的軌道上”，即使 它仍然像以往一樣缺乏證據。
弦只是幾個流行的物理學概念之一，這些概念既不能透過實驗驗證，也不能被證偽。 其他概念包括 多元宇宙理論，該理論認為我們的宇宙只是眾多宇宙之一，以及 被稱為暴脹的宇宙創造理論。 如此高度投機性的理論的持續存在，我在《科學的終結》中指出，表明物理學正撞上難以逾越的界限。
但我又知道什麼呢？ 我只是一名科學記者。 要想對物理學進行更權威和最新的批判，請檢視薩賓·霍森費爾德撰寫的引人入勝、令人痛苦的誠實新書《迷失在數學中：美是如何使物理學誤入歧途的》。 霍森費爾德專攻量子引力，二十年前成為物理學家，因為她相信物理學代表了我們理解現實的最佳希望。 憑藉數學邏輯和經驗證據的結合，物理學幫助我們克服了妄想和其他偏見。 理想情況下。
圖片來源：薩賓·霍森費爾德 維基共享資源 (CC BY-SA 4.0)
《迷失在數學中》講述了霍森費爾德的幻滅故事，她意識到主觀因素，例如對美的痴迷，已經感染了物理學。 審美考慮指導物理學家對弦、暴脹、超對稱性、多元宇宙和 量子力學的許多不同解釋的判斷。
物理學家似乎堅持濟慈的古老格言，即真理等於美。 在缺乏資料的情況下，這一原則將物理學簡化為品味問題，而不是真理問題。 你喜歡弦理論和巴赫，我更喜歡圈空間理論和披頭士樂隊。 “我不再確定我們在這裡，在物理學基礎領域所做的事情是否是科學，”霍森費爾德寫道。 “如果不是，我為什麼要浪費時間在這上面？”
《迷失在數學中》與其他物理學家書籍的不同之處在於，霍森費爾德，她寫了一個受歡迎的部落格“Backreaction”，表現得像一名記者。 在她書中我最喜歡的部分，她拜訪了其他物理學家，並談論了他們領域的問題。 她的一些受訪者，包括德高望重的老前輩 史蒂文·溫伯格、弗蘭克·維爾切克和 喬治·埃利斯 以及 離經叛道的加勒特·利西，都出人意料地坦誠。 維爾切克擔心物理學已經變得“後經驗主義”，他稱這種情況“令人震驚，真的令人震驚”。
埃利斯認為，物理學家似乎不關心經驗證據和可測試性，這對物理學不利，對整個科學也不利。 “[S]科學正在外面經歷艱難時期，”他說，“所有關於疫苗接種、氣候變化、轉基因作物、核能以及所有這些都表明對科學持懷疑態度。 理論物理學應該成為科學的基石，最堅硬的岩石，展示它如何能夠完全值得信賴。 如果我們開始放鬆那裡的要求，我認為對其他領域的意義非常嚴重。”
霍森費爾德列出了除了審美偏好之外，還破壞了物理學的認知偏見。 它們包括確認偏差、沉沒成本謬誤和社會期望偏差。 在解釋後者時，霍森費爾德評論道，“如果你身後站著十幾個拿著長矛的傢伙，你就不會告訴部落首領你的帳篷很臭。” 儘管如此，霍森費爾德勇敢地宣稱“這個帳篷很臭”。
當然，認知偏見不僅困擾著物理學，也困擾著整個科學。 它們有助於解釋科學的重複危機 和收益遞減。 “今天幾乎所有科學家在資金和誠實之間都存在未公開的利益衝突，”霍森費爾德寫道。
然而，也許是因為她受到沉沒成本謬誤的影響，霍森費爾德無法放棄她投入瞭如此多時間的這項事業。 她以一陣樂觀情緒結束了她的書。 她反駁了物理學“是上個世紀的成功故事，但現在是神經科學或生物工程或人工智慧的世紀（取決於你問誰）”的說法。 她說，“我獲得了一項新的研究資助。 還有很多工作要做。 物理學的下一個突破將發生在本世紀。 它將是美麗的。”
人類在屢次失敗後努力實現一個宏偉目標，這幾乎是令人難以忍受的辛酸，是的，也很美妙。 但正如霍森費爾德所問，“等待物理學家成功的時間多久才算太久？” 好問題。 如果物理學家得出結論，他們無法完成他們的追求，因為存在之謎是無法解決的，那麼在什麼時候，如果真的有那個時候，他們會得出這個結論呢？
延伸閱讀
請參閱我的 2016 年對霍森費爾德的問答 以及我對其他物理學家的採訪： 斯科特·阿倫森、 大衛·多伊奇、 喬治·埃利斯、 馬塞洛·格萊澤、 加勒特·利西、 普里亞姆瓦達·納塔拉詹、 馬丁·里斯、 卡洛·羅韋利、 李·斯莫林、 保羅·斯坦哈特、 史蒂文·溫伯格、 愛德華·威滕、 彼得·沃伊特 和 斯蒂芬·沃爾夫勒姆。