(Foto: JEFF PACHOUD/AFP/Getty Images)
Jak myślisz, jaki jest najbardziej kontrintuicyjny, a jednocześnie istotny wynik w fizyce? oryginalnie pojawił się na Quora: miejsce do zdobywania i dzielenia się wiedzą, dające ludziom możliwość uczenia się od innych i lepszego zrozumienia świata.
Odpowiedź Jacka Frasera, magistra fizyki, Uniwersytet Oksfordzki, na Quora:
Jak sądzisz, co jest najbardziej kontrintuicyjnym, a zarazem istotnym wynikiem w fizyce?
To nie jest „wynik”, ponieważ nie jest to rezultat eksperymentu fizycznego, ale jest to podstawowe założenie nauki, z którym każdy student musi się w końcu pogodzić, kiedy studiuje tę dziedzinę.
To znaczy: nie ma czegoś takiego jak dowód.
W naszym codziennym życiu, często mówimy o rzeczach z najwyższą pewnością.
Mogę ci powiedzieć, że w tej chwili siedzę w domu moich rodziców, rozmawiając z moim bratem. Jeśli ktokolwiek wszedłby do pokoju, zobaczyłby nas dwóch i odszedłby wiedząc, że byliśmy w tym pokoju.
Dowodem na to, że byliśmy w tym pokoju był fakt, że nas widzieli!
Są różne rzeczy, które traktujemy jako fakty – na przykład, że Anglia wygrała mistrzostwa świata w piłce nożnej w 1966 roku.
Potwierdź to, mówisz?
Cóż, są nagrania (słynne „oni myślą, że to już koniec… teraz jest!”), są zdjęcia, możesz pójść i porozmawiać z ludźmi, którzy byli obecni podczas tego wydarzenia (ja sam spotkałem Geoffa Hursta, człowieka, który strzelił trzy bramki w tym meczu). Musiałbyś być wyjątkowym uparciuchem, aby odrzucić pomysł, że Anglia zdobyła mistrzostwo świata FIFA w 1966 roku.
Nikt nie wątpi, że Henryk VIII był królem Anglii w 1536 roku, lub że Czyngis-chan ogólnie uprzykrzał życie swoim wrogom w XIII wieku.
Ale w sferze nauki? Wątpliwości są obfite.
Żadna z rzeczy wymienionych powyżej jako „dowód” nie zostałaby zaakceptowana jako taka w nauce – nawet prosta obserwacja dwóch osób siedzących w pokoju na własne oczy!
„Dowód” implikuje, że nie ma miejsca na błąd – że możesz być w 100% pewien, że to co zapisałeś na kartce papieru jest w 100% reprezentatywne dla tego o czym mówisz.
A to po prostu nie istnieje w prawdziwym świecie.
Nie mogę ci udowodnić, że elektrony istnieją.
Żadna liczba naukowców na świecie nie może udowodnić, że gwiazdy są daleko, albo że bozon Higg’a istnieje – albo nawet, że Ziemia jest okrągła (ale ciii, nie mów tego płaskoziemcom!)
Nikt nie może udowodnić, że rzeczy zawsze spadną, kiedy je upuścisz.
Nikt nie może udowodnić, że energia jest zachowana.
Nikt nie może udowodnić, że ciemna materia istnieje.
Nikt nie może udowodnić, że fizyka kwantowa jest prawdziwa.
Bo nie o to chodzi w nauce.
Dowód może istnieć tylko wtedy, gdy nie ma wątpliwości, a wątpliwości są zawsze. Możesz być mózgiem w kadzi, żyjącym w szalonej symulacji. Możesz mieć halucynacje.
Nie możesz niczego udowodnić.
Więc, co należy zrobić?
Cóż, albo możesz usiąść i po prostu zaakceptować, że świat jest chaotycznym, szalonym miejscem, i że skoro nie możesz udowodnić niczego na temat rzeczywistości, to naprawdę nie ma sensu próbować.
Albo…
Możesz zebrać dowody.
Te dowody nigdy nie będą w 100% – zawsze jest szansa, że wszystko co myślisz, że wiesz okaże się fałszywe – ale dowody pozwalają ci na snucie aktualnych domysłów (z braku lepszego określenia) na temat zachowania wszechświata.
Możemy budować stosy i stosy dowodów na idee.
Kiedy stos osiągnie pewną wysokość, wypada nam zacząć traktować go raczej poważnie.
Tak jest, dopóki ktoś nie usunie krytycznego kawałka z dna stosu, i cały gmach się nie zawali.
Co wtedy?
Cóż, zaczynasz nowy stos. I masz kolejną próbę. I jeszcze jedno. I jeszcze jeden.
Więc jaka jest lekcja?
- Wszystka nauka jest tylko najlepszym obecnie modelem. Nauka jest nietrwała. Jest, z definicji, w ciągłym ruchu.
- Nigdy nie możesz mieć 100% dowodu na cokolwiek. Zawsze będą wątpliwości.
To trochę szokuje wielu ludzi.
W szkole jesteśmy uczeni nauki w kategoriach absolutnych faktów – i to nastawienie utrzymuje się dość długo, również na uniwersytecie.
Trzeba zaskakująco dużo czasu, aby nowe informacje, których jesteś uczony, zostały w końcu opatrzone frazą „oczywiście, to wszystko jest oparte na ważności modelu XYZ, który może okazać się fałszywy.”
W doskonale rygorystycznym świecie, każda pojedyncza lekcja nauki którą otrzymujesz powinna zaczynać się i kończyć przypomnieniem o założeniach które leżą u podstaw „faktów” które właśnie były nauczane.
Oczywiście, jest to niepraktyczne (spróbuj wytłumaczyć trzynastolatkom, że ich zajęcia z mechaniki opierają się na dekoherencji efektów kwantowych w makroskali, i na niskim limicie energetycznym równań pola Einsteina), ale wciąż zaskakuje mnie to, jak bardzo nietrwałość nauki jest zaskoczeniem.
Widzisz to często u ludzi, którzy odrzucają ewolucję jako „tylko teorię.”
Nie mogą zrozumieć dlaczego naukowcy się o nią upominają.
Fakt, że ludzie mają ręce jest tylko teorią, ponieważ nie mogę nawet udowodnić, że mamy ręce.
Fakt, że ludzie mają ręce jest „tylko teorią.”Co prawda nie jest to teoria, która w najbliższym czasie może się zawalić, ale nadal jest to teoria, bo nie mogę jej udowodnić, skoro nie mogę na przykład udowodnić, że nie wszyscy jesteśmy ośmiornicami podłączonymi do matrixa, śniąc, że mamy ręce.
Do pewnego stopnia więc, rozróżnienie między „nie móc tego udowodnić” i „ludzie naprawdę mają ręce, chłopaki” staje się nieco pedantyczne.
Ale chodzi o to, że nie są to dwie odrębne kategorie informacji.
Nie mamy „ludzie mają ręce” w jednej kupce, którą lubimy, i „ciemnej materii” w innej kupce.
To jest przesuwana skala, spektrum, poparte różną ilością dowodów. Nie możesz po prostu odrzucić jednej z nich „bo to tylko teoria”, a nie odrzucać innych.
Możesz powiedzieć, że dla Ciebie dostarczone dowody są niewystarczające do zaakceptowania wniosku – to oczywiście całkowicie dozwolone. Ale rozróżnienie pomiędzy tymi dwoma (pozornie tak różnymi) klasami wiedzy nie jest tak jednoznaczne, jak mogłoby się wydawać.
Więc tak, dla mnie to krzyczy w twarz mojemu zdrowemu rozsądkowi.
Wiem, że rzeczy spadną, kiedy je upuszczę. To jest grawitacja.
Duh, prawda?
Cóż, ostatnie 3000 lat pisanej historii ludzkości wydaje się wspierać ten argument, tak.
Ale to tylko teoria, prawda?
To pytanie pierwotnie pojawiło się na Quora – miejscu zdobywania i dzielenia się wiedzą, dającym ludziom możliwość uczenia się od innych i lepszego zrozumienia świata. Możesz śledzić Quorę na Twitterze, Facebooku i Google+. Więcej pytań:
- Nauka: Jakie są niektóre z twoich ulubionych eksperymentów z fizyki?
- Fizyka: Czy gwiazdozbiory są związane z fizyką?
- Matematyka: Jaką część fizyki uważasz za najbardziej matematycznie fascynującą?