物理學家薩賓娜·霍森費爾德擔心理論家在缺乏資料的情況下,可能會屈服於“一廂情願的想法”

博主“蜜蜂”霍森費爾德不怕抨擊她的物理學家同行。

“寫作讓我保持理智。我不確定這在今天的高能物理學中是否是一種職業優勢。”薩賓娜·霍森費爾德。照片:斯特凡·謝勒。

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本文發表在《大眾科學》的前部落格網路中,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


我有理由討厭薩賓娜·霍森費爾德。1:她批評了我的科學終結論。2:她是一位自由意志否定論者。3:為非科學家寫作的科學家讓普通記者更難賺錢。12月,她在德國的一次物理學會議上發表演講,然後她福布斯上報道了這次會議。拜託,記者怎麼能和她競爭呢?

但我太喜歡霍森費爾德的簡潔、直率的風格了,即使她的觀點與我不同,我也不會討厭她。她在德國出生和受教育,2003年獲得理論物理學博士學位,很快就開始撰寫科普文章和技術論文。她維護一個部落格,Backreaction,併為福布斯專欄“Starts with a Bang”撰稿。她還為大眾科學今日物理和其他出版物撰稿。現在她常駐法蘭克福高等研究院(曾在亞利桑那大學、佩裡米特研究所和其他地方工作過,請在此處檢視她的簡歷),霍森費爾德最近似乎無處不在,對弦理論、圈空間理論、多元宇宙、黑洞和光劍的物理學等話題發表評論。我們最近進行了以下電子郵件交流

霍根:你為什麼被稱為“蜜蜂”?


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霍森費爾德:我名字的最後兩個音節的發音聽起來像德語中的“蜜蜂”。你必須感謝我媽媽給我起的暱稱。但是,一種微小的嗡嗡作響的生物,它會蟄人並在過程中殺死自己,似乎是一個恰當的部落格筆名。

霍根:為什麼選擇物理學?

霍森費爾德:我最初學習的是數學,而不是物理學。後來我轉到物理學,因為我意識到我對數學真理的興趣僅僅在於它們能教我一些關於現實世界的東西。我的主要興趣一直是自然規律的結構,是什麼讓宇宙以這種方式運轉的問題。而物理學是為這個問題提供最明確答案的學科。

霍根:你有沒有後悔過你的職業選擇?我聽說物理學可能要結束了。

霍森費爾德:不後悔。我已經學到——並且仍在學習——很多關於現實的根本性質的知識,我認為這在任何其他職業中都不可能實現。我懷疑物理學會在短期內結束。在某個時候,也許它的某些部分將不再被稱為物理學。

至於哈里·克利夫……我對他的演講的總結是,粒子物理學家可能更難找到工作了。但如果他只是說那樣的話,就不會有人邀請他去做 TED 演講了。

霍根:2002年,我與米奇奧·卡庫打賭 1,000 美元,賭“沒有人會因為研究超弦理論、膜理論或其他描述自然界所有力的統一理論而獲得諾貝爾獎”。誰會贏?

霍森費爾德:到 2020 年?!當然你會贏。但我認為在未來 25 年左右,將會有諾貝爾獎頒發給發現量子引力實驗證據的人。

霍根:好的,讀者們在這裡先聽到了。愛德華·威滕最近告訴我,弦理論仍然是我們統一理論的最佳候選者。[請參閱下面的連結。]同意嗎?

霍森費爾德:“最佳”是指關於它的論文最多嗎?那麼我想他是對的。除此之外,如果沒有任何可以區分理論的觀測證據,我們怎麼知道哪個理論是“最佳”的呢?(是的,弦理論還有替代方案,例如漸近安全引力。)

在資料匱乏的領域,如何決定哪個理論最有前途是一個緊迫的問題,這也是我 12 月參加的慕尼黑研討會的中心問題。非經驗性論證如何增強對理論的信心?

在理論發展中使用非經驗性論證並不是什麼新鮮事,新鮮的是,現在它的相關性大得多,因為測試理論需要這麼長時間。

理論家一直在使用非經驗性理論評估,當他們決定研究什麼甚至參加什麼會議時。原則上這是合理的,考慮到所有關於理論的累積知識,例如它在多大程度上被證明與已證實的理論相容,或者有多少替代解釋。但問題是,這種非經驗性評估可能會,並且幾乎肯定會,受到社會和認知偏差的影響。

正如你最近寫道,一個人找到了多少替代方案取決於一個人有多努力地去尋找它們。告訴我,科學中的這種努力計數如何不受工作機會和同儕壓力的影響。

如果你想依賴非經驗性評估,你必須真正確保科學家的判斷儘可能客觀。而目前學術界的環境絕對不適合這樣做。你無法確定社會學在多大程度上影響判斷。而且我認識的任何物理學家都沒有努力有意識地解決認知偏差,例如一廂情願的想法、損失厭惡或審美標準的使用。這並不是他們關注的事情,因為以前從來沒有必要這樣做。只要你有資料指導,你就會很快得到糾正。

霍根:保羅·斯坦哈特,暴脹理論的創始人之一,現在是一位暴脹和多元宇宙理論的批評者。你是否認同他的擔憂?

霍森費爾德:斯坦哈特的論點概括來說是,暴脹並沒有解決它原本要解決的問題,因為就我們目前所知,它(勢)需要微調才能符合當前的資料。我對微調沒有意見。我對此沒問題。因此,我不認同斯坦哈特擔心的這一方面。這是一個模型,它符合資料,一切都很好。我真的不在乎最初的動機是什麼。我認同的擔憂是,景觀論證最終會被證明是浪費時間。但我對那些想研究多元宇宙物理學的人沒有太大的意見。我認為這不太可能,但也許這裡面有一些東西可以學習。

霍根:你有沒有懷疑過黑洞只存在於我們的想象中?

霍森費爾德:我偶爾會患上唯我論,懷疑整個宇宙只是我的想象。但在我狀態好一些的日子裡,我認為黑洞是對許多天體物理觀測的直接而合理的解釋,我認為它們的存在得到了很好的證實。

霍根:史蒂文·溫伯格最近告訴我,科學永遠無法解釋為什麼存在存在而不是虛無。

霍森費爾德:我同意他的看法。這不是一個科學問題,或者至少我不明白如何從中提出一個科學問題。除非你當然想把“虛無”重新解釋為勞倫斯·克勞斯所做的那樣“量子真空”。但我會爭辯說,即使是量子真空仍然是某種東西。

霍根:如果物理學無法解決這個問題,這是否意味著我們將永遠受困於宗教解釋?

霍森費爾德:宗教解釋是矛盾修辭法。如果人們不想承認他們沒有解釋,就會求助於宗教。我們將永遠受困於科學家沒有答案的問題嗎?是的,我認為是這樣。

霍根:你相信上帝嗎?

霍森費爾德:不信。

霍根:“自由意志函式”是什麼?為什麼它不能說服你自由意志是真實存在的?

霍森費爾德自由意志函式允許宇宙以這樣一種方式演化,即未來既不是由過去決定的,也不是從根本上變得隨機。如果你想堅持相信自由意志,那麼你需要找到一個與我們當前理論中的規律不同的宇宙演化規律。這種新的演化規律必須部分基於一個既非隨機也非預定的過程。這個過程就是自由意志函式提供的。

它不能說服我,因為我構建的例子沒有嵌入到當前的自然理論中,我不知道是否有可能做到這一點。這不是一個現實的構造——它僅僅是一個原則證明,以證明這完全是可能的。當然,我在認知上傾向於相信自由意志,那麼我能在多大程度上相信我自己的論點呢?

霍根:在這種情況下,你應該相信自己。正如羅傑·彭羅斯和其他人所建議的那樣,物理學能幫助解決身心問題嗎?

霍森費爾德:是的。雖然,正如我上面所說,在某個時候它可能不再被稱為物理學。

霍根:你的科普寫作是否損害了你作為物理學家的職業生涯?

霍森費爾德:寫作讓我保持理智。我不確定這在今天的高能物理學中是否是一種職業優勢。

霍根:說得好!你最近在你的部落格上說:“像彼得·沃伊特、伊桑·西格爾和我自己這樣的科學博主的最大任務已經變成了清理草率的科學新聞報道。”請詳細說明。

霍森費爾德:我經常發現自己不得不糾正一些文章,這些文章誤導讀者瞭解一些最新的研究。從今天科學新聞報道的許多方式來看,對於一個在該領域沒有背景知識的人來說,不可能判斷對這些說法應該有多認真。比如,新的研究表明黑洞不存在,或者我們將與平行宇宙取得聯絡,很快將測試量子引力或弦理論,或者資訊丟失悖論已經解決(又一次!)。等等。

人們沒有從中學習,他們只是感到困惑,懷疑科學的可靠性,這不好。我最近去拜訪我的媽媽,她開啟門後說的第一句話是,她讀到大型強子對撞機證明我們生活在一個多元宇宙中,問我是否可以告訴她那應該是什麼意思。

是的,有好的科學新聞報道。但也有很多媒體似乎只是不加批判地重複新聞稿或科學家告訴他們關於自己研究的內容。在一個主要媒體報道之後,它將出現在其他十幾個地方,每個地方都試圖製作比其他地方更大的標題。如果我們已經讀過二十多次弦理論即將得到證實,為什麼我們仍然沒有證實弦理論?

你引用的這句話只是我的觀察,即澄清研究的實際內容及其含義通常是博主的責任。如果我在我的專業知識之外的領域遇到一個大的標題,我會尋找一個博主來將事情置於上下文中。

霍根:你覺得哲學有用嗎?

霍森費爾德:有時有用。我發現哲學對於理解我們在科學中真正做什麼很有用,或者至少是思考它的不同方式。我會將自己歸類為工具主義者,但並非我所有的同事都是。瞭解他們的態度很好,因為它有助於我將他們的動機和興趣置於上下文中。

出於這個原因,我也覺得(上面提到的)慕尼黑研討會非常有用。你看,非經驗性評估是理論家不斷在做的事情,但並不是真正有意識地去做,它只是實踐的一部分。與哲學家們的討論對我的思維結構化非常有幫助,也有助於我準確指出非經驗性評估的哪些方面是合法的,哪些方面是值得懷疑的。

霍根:你的烏托邦是什麼?

霍森費爾德:我們最終使用科學方法來重組政治和經濟體系。我們現在擁有的代議制民主制完全過時,無法應對我們必須解決的複雜問題。我們需要新的系統,以更好地整合專業知識和廣泛分佈的資訊,並更好地彙總意見。(我在這裡詳細寫了這個問題。)想到我的孩子們將不得不經歷一個經濟衰退階段,因為我們太愚蠢、太遲鈍而無法團結起來,這讓我非常痛苦。

延伸閱讀:

另請參閱我對物理學家史蒂文·溫伯格喬治·埃利斯卡洛·羅韋利愛德華·威滕加勒特·利西保羅·斯坦哈特李·斯莫林的問答。

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