În apărarea științei

Este o bătălie pentru inima și sufletul științei, în momentul în care rezultate științifice – de la schimbările climatice la teoria evoluției – sunt puse sub semnul îndoielii de către unii politicieni și fundamentaliști religioși. Potențiala pierdere a încrederii publicului în știință poate fi contracarată printr-un dialog profund între oamenii de știință și filosofi. (George Ellis și Joe Silk)

Am citat din articolul „Scientific method: Defend the integrity of physics” (Metoda științifică: în apărarea integrității fizicii), publicat de Ellis și Silk, la sfârșitul anului trecut, în revista Nature. Este un articol extrem de important, deoarece pune în discuție încercările de a modifica metoda de validare a teoriilor științifice.

Vă reamintesc că știința este constituită dintr-o sumă de ipoteze care se bazează pe observații și experiment. Aceste ipoteze sunt modificate, chiar abandonate, în permanență, în cazul în care observații noi demonstrează că ele nu se suprapun cu realitatea. Este suficient să aruncați o privire peste istoria fizicii, pentru a vedea cum acest mecanism a funcționat de-a lungul timpului. Prin aplicarea riguroasă a acestui mecanism, știința are calitatea de a se autocorecta. Abia după ce s-a acumulat un număr suficient de dovezi clare în favoarea unei ipoteze, ea va deveni o teorie științifică.

În fizică a apărut o problemă gravă, afirmă, cu îngrijoare, Ellis și Silk: „În acest an [2014] dezbaterile din cercurile fizicienilor au luat o turnură îngrijorătoare. În fața dificultăților în aplicarea teoriilor fundamentale [ale fizicii] asupra Universului observat, unii cercetători cer să se schimbe modul în care se face fizica teoretică. Ei cer, explicit ca, dacă o teorie este suficient de elegantă și explicativă, atunci ea nu mai trebuie să fie confirmată experimental. Astfel se renunță la secole de tradiție, în care cunoașterea științifică era una empirică. Nu suntem de acord cu asta. Așa cum spunea Karl Popper: o teorie trebuie să fie falsificabilă, pentru a fi o teorie științifică. Fizica teoretică riscă să devină o țară a nimănui, între matematică, fizică și filosofie, care nu mai respectă nici un criteriu”.

Ce este criteriul falsificabilității enunțat de Popper? O parte dintre cărțile lui au apărut și în limba română. În continuare, voi cita din „Logica cercetării” (1981, Editura Științifică și Enciclopedică). Aici, Popper afirmă că: „În ce mă priveşte, voi considera ca empirice sau ştiinţifice numai acele sisteme care pot fi testate (controlate) prin experienţă. Conjugate, aceste consideraţii ne conduc la concluzia că nu verificabilitatea, ci falsificabilitatea trebuie să fie luată drept criteriu de demarcaţie.

Cu alte cuvinte, nu cer ca sistemul să poată fi distins în mod pozitiv, odată pentru totdeauna, pe bază de criterii empirice, dar cer ca forma logică a sistemului să facă posibilă distingerea lui în mod negativ, prin testarea empirică: şi anume, un sistem al ştiințelor empirice trebuie să poată eşua în confruntarea cu experienţa. (Enunţul „Mâine va ploua aici sau nu va ploua”, care nu poate fi infirmat, nu îl voi caracteriza ca empiric, spre deosebire de enunţul „Aici va ploua mâine”)”.

Mai pe scurt, pentru a fi științifică, o teorie trebuie să lase posibilitatea infirmării ei pe cale experimentală, empirică. Revin acum la articolul din Nature. Ellis și Silk dau un mic exemplu de imposibilitate a falsificării: ”Teoreticianul Paul Steinhardt a arătat că teoria cosmologică inflaționară nu poate fi una științifică, deoarece este atât de flexibilă, încât se poate adapta oricărui rezultat experimental. Filosoful Richard Dawid și cosmologul Sean Carrol au contracarat această critică, solicitând o slăbire a cerinței de testabilitate pentru fizica fundamentală”. Despre ce este vorba?

Cosmologul Sean Carrol, răspunzând la întrebarea „Care sunt ideile științifice care trebuie scoase la pensie?”, lansată anul trecut de publicația online Edge susținea că, din punctul său de vedere, ar trebui scos la pensie principiul falsificabilității. „Criteriul falsificabilității este ceva foarte important pentru știință, dar el devine un instrument bont, atunci când este nevoie de subtilitate și precizie. Vreau să subliniez două trăsăsturi importante ale teoriilor științifice bune: ele sunt bine definite și sunt empirice. Prin a fi „bine defintă”, înțeleg că teoria ne spune ceva clar și lipsit de ambiguitate despre felul în care funcționează realitatea.

Criteriul „empiricității” cere o oarecare atenție. El ar putea fi înțeles greșit, dându-i-se sensul de „a face predicții falsificabile”. Dar, în lumea reală, interacțiunea dintre teorie și experiment nu este foarte clară. O teorie este judecată după abilitatea ei de a ține cont de date, dar drumul pentru această validare poate fi unul indirect”.

Caroll oferă două exemple de teorii valabile din punct de vedere științific, dar care nu întrunesc „criteriul falsificabilității”: teoria stringurilor și cea a multiversului. Privitor la multivers, Carrol arată că „Nu putem (cel puțin deocamdată) să observăm în mod direct multiversul. Dar existența multiversului are un efect dramatic asupra parametrilor [fizici] ai Universului nostru.

În acest sens, succesul sau eșecul acestei idei este, în ultimă instanță, empiric. Virtutea sa nu constă în faptul că satisface nebuloase principii de raționament, ci în faptul că ne ajută să ținem seama de date. Asta chiar dacă nu vom putea vizita niciodată alte universuri”.

Ellis și Silk, în articolul lor din Nature, contracarează astfel argumentul lui Carrol privitor la multivers. „În teoria multiversului, se pot da explicații indiferent de ceea ce observă astronomii. Orice combinații ale parametrilor cosmologici ar putea exista undeva, iar teoria poate avea oricât de multe variabile.” Altfel spus, în teoria multiversului poți aranja după dorință descrierea matematică, astfel încât să poți descrie orice tip de univers care îți vine prin minte, ceva asemănător cu ceea ce spunea Popper, când dădea exemplul afirmației „Mâine aici va ploua sau nu va ploua”.

Pe de altă parte, filosoful Richard Dawid (amintit de autorii articolului din Nature), a publicat în ultimii ani mai multe articole în care susținea o altă abordare a metodei științei, pe care el o numește „confirmare non-empirică”, cel puțin în ceea ce privește teoria stringurilor. Așa cum probabil știți, în teoria stringurilor particulele elementare sunt înlocuite cu niște corzi (strings) unidimensionale care vibrează într-un spațiu care are 6 sau 7 dimensiuni suplimentare. Aceste dimensiuni suplimentare sunt compactificate și nu sunt accesibile în mod direct măsurătorilor care s-ar putea imagina.

Dawid consideră că, în cazul teoriei stringurilor, ar putea fi folosită analiza Bayesiană, o metodă statistică prin care se poate stabili probabilitatea cu care teoria se potrivește cu faptele. „Dawid echivalează confirmarea cu creșterea probabilității ca o teorie să fie adevărată sau viabilă”, explică Ellis și Silk în articolul din Nature și, în continuare, „dar această creștere a probabilității este [la rândul ei] pur teoretică. În opinia noastră, această abordare reprezintă o mutare a ștachetei. În loc ca o teorie științifică să fie susținută de dovezi experimentale, se afirmă că această susținere poate fi una bazată de descoperiri teoretice.

Dar concluziile la care se ajunge pe cale logică din matematică nu se aplică neapărat și realității. Experimentele au arătat că teorii frumoase și simple s-au dovedit a fi greșite, cum este cazul teoriei universului staționar din cosmologie. Nu putem ști că nu vor exista teorii alternative [la teoria stringurilor]. Știm doar că încă nu le-am găsit. Cu multele sale variante, teoria stringurilor nu este bine definită și, din punctul nostru de vedere, este deocamdată doar o promisiune”.

Acum, dați-mi voie să deschid o paranteză. Pe varianta online a articolului lui Ellis și Silk, Richard Dawid a plasat un comentariu în apărarea punctului său de vedere, în care arată că nici el nu crede că „teoriile frumoase și simple” sunt în mod necesar corecte, și că a ajuns la concluzia că teoria stringurilor este viabilă, după ce a constat că

  • i) nu există alternative la teorie
  • ii) teoria explică mai multe aspecte decât cele pentru care a fost dezvoltată
  • iii) în general, alte teorii care au îndeplinit primele două criterii s-au dovedit corecte în urma testării.

”Am sugerat că aceste trei observații au jucat un rol important nu numai în creșterea încrederii în teorii neconfirmate empiric, cum ar fi teoria stringurilor, ci și în știința secolului XX”.

Revin la articolul lui Ellis și Silk: „Consecința supraevaluării semnificației anumitor teorii este profundă. Metoda științifică este în joc. În opinia noastră, a susține că o teorie este atât de bună, încât nu mai are nevoie de confirmări și testări experimentale, riscă să inducă în publicul larg o concepție greșită despre felul în care se face știința, deschizând larg porțile pseudoștiințificilor, care susțin că ideile lor îndeplinesc criterii similare.

Credem că problema se rezumă la răspunsul la o singură întrebare: care sunt potențialele observații sau dovezi experimentale ce ar putea convinge că o teorie este greșită și că ea trebuie abandonată? Dacă nu avem un asemenea răspuns, atunci nu avem o teorie științifică”.

Ați remarcat că, în acest articol, cuvintele mele au fost foarte puține. Motivul este simplu. Deși sunt de-a dreptul fascinat de teoria multiversului și de teoria stringurilor, sunt întrutotul de acord cu ideile exprimate în articolul publicat de Ellis și Silk. Oricât de atrăgătoare, oricât de frumoasă ar fi o ipoteză științifică, nu avem nici un motiv să coborâm ștacheta pentru a elimina necesitatea confruntării cu experimentul științific.

Prea des aud pe la noi ideea că tot soiul de chestii, de la fenomene paranormale până la homeopatie, nu pot fi dovedite în cadrul strict al științei și că pentru ele, și de dragul lor, ar trebui umblat la metoda științifică în cel mai important punct al său: nevoia de experimente și observații pentru a fi confirmate.

Voi încheia cu un citat din Popper, luat din cartea despre care v-am vorbit mai devreme. „Jocul numit ştiinţă nu are, în principiu, un sfârşit: cel care va hotărî într-o zi să nu mai testeze în continuare enunţurile ştiinţifice, ci să le considere ca definitiv verificate, acela iese din joc”.

Comentați pe Facebook