Mezi filosofií a exaktní vědou: Hranice poznání určuje náš strach z neznáma

MAGAZÍN - Příroda autor: Julie Nováková

Potřebuje vědec filosofa a naopak? V posledních letech nabývá stará otázka nových významných rozměrů zejména v oblasti teoretické fyziky, kde je některé teorie i dílčí hypotézy prakticky nemožné otestovat. Mohou i takové teorie spolehlivě rozšířit hranice našeho poznání? Na základě čeho bychom je měli předběžně přijmout a co to znamená pro vědu jako celek?

Belgický fyzik Francois Englert (vlevo), britský teoretický fyzik Peter Higgs (uprostřed) - oba nositelé Nobelovy ceny - a německý jaderný fyzik Rolf Heuer, ředitel CERNu

Belgický fyzik Francois Englert (vlevo), britský teoretický fyzik Peter Higgs (uprostřed) - oba nositelé Nobelovy ceny - a německý jaderný fyzik Rolf Heuer, ředitel CERNu,zdroj: Profimedia.cz

Tyto otázky, se kterými si lámou hlavu mnozí vědci i filosofové, padají stále častěji především od formulace teorie strun, která se snaží sjednotit všechny čtyři základní síly (silnou, slabou, elektromagnetickou a gravitační) a vznikla jako jedna z teorií kvantové gravitace.

Zjednodušeně řečeno, teorie strun předpovídá, že všechny částice jsou tvořeny jednodimenzionálními útvary, takzvanými strunami, a od jejich vibrace se odvíjí typ částice – hmotnost, náboj a další základní vlastnosti. Jednou z takových částic by měl být i graviton, zprostředkovávající gravitační sílu obdobně jako fotony elektromagnetickou, gluony silnou a bosony W a Z slabou interakci.

Velkým omezením teorie strun však je, že většina předpovědí, které podává, je za současných (a myslitelných budoucích) podmínek netestovatelná. Například supersymetrie, tedy to, že každý boson by měl mít svůj protějšek mezi fermiony a naopak, v principu testovatelná je – ale ani v urychlovači LHC v CERNu zatím tyto protějšky nebyly pozorovány.

Je tím teorie strun falzifikována? Není; je možné, že tyto částice existují na ještě vyšších energiích, jichž nejsme schopni experimentálně dosáhnout. Dostatečně spolehlivě tedy zatím supersymetrii otestovat neumíme.

Někteří teoretičtí fyzikové, jako například Richard Dawis či známý Sean Carroll, se domnívají, že by věda měla opustit přísné kritérium testovatelnosti a vzít více v úvahu další kritéria správnosti teorie.

Richard Dawis je jedním z nejzapálenějších propagátorů změn v posuzování validity teorií. Původně teoretický fyzik přešel k filosofii vědy, jíž se nyní věnuje na Univerzitě Ludvíka Maxmiliána v Mnichově.

Dawis nachází tři pádné důvody, proč lidé věří dosud netestované teorii: Jiné pokusy o vysvětlení téhož problému selhaly. Pokud teoretický výzkumný program dříve došel k teoriím, jež se později ukázaly jako empiricky správné, následné teorie také mají obdobnou šanci na "prokázání". A nakonec, podává-li teorie i jiné předpovědi a vysvětlení, než k nimž byla původně formulována, zvyšuje její šance na přijetí.

Dawis rozhodně nepovažuje tyto argumenty za srovnatelně přesvědčivé jako experimentální důkaz, pokládá je však za pádnější než jiné některými zmiňované důvody jako krásu či eleganci teorie.

Carroll pro změnu varuje před přílišným spoléháním na popperovský princip falzifikovatelnosti teorií, které by nás mohlo vést k zavržení pravdivých myšlenek jen proto, že je zatím neumíme otestovat. Namísto toho pokládá za důležitou zřetelnost předpovědí teorie a soulad s dosavadními empirickými daty.

Ve sporu nejde jen o teorii strun, ale i o většinu teorií multiverza či mnoha světů, které také dnes (a možná vůbec) nejsou v praxi testovatelné. Podle klasických kritérií bychom je tedy ani neměli považovat za součást vědy – jenže co kdybychom tím odmítli skutečný popis reality?

Ne všichni jsou ale s podobnými argumenty spokojeni. Fyzikové George Ellis a Joe Silk varují, že řada důkladně promyšlených krásných teorií se v minulosti ukázala jako chybná (právě díky možnosti je otestovat) a i dobře míněné tvrzení, že je teorie natolik dobrá, že nepotřebuje podporu otestování přes empirická data, jen otevírá dveře pseudovědcům.

Simone Hossenfelder z Institutu teoretické fyziky ve Stockholmu zdůrazňuje rozdíl mezi posuzováním teorie a jejím otestováním. Ačkoli Dawisova či Carrollova kritéria nám mohou pomoci posoudit konzistentnost a úplnost teorie, měla by být prostředky směřujícími k následnému podrobení teorie empirickým testům spíše než dostačujícími argumenty. Jinak teorie nijak nepřispívá k našemu užitečnému popisu světa.

Někteří zacházejí ještě dál, například Peter Woit, který dlouhodobě kritizoval teorii strun pro její absenci testovatelných předpovědí. Jeho kniha "Dokonce ani ne špatně" vyšla i česky. Ač souhlasí s Dawidem, že čím obtížnějším se stává experimentální testování, tím důkladněji potřebujeme uvažovat o jiných způsobech posuzování vědeckých nápadů, Woit se domnívá, že teorie strun je podpořena nedostatečně a že posuzování teorií by mělo brát v úvahu i způsoby, jak se vyhnout "groupthinku" či chybě typu "přání otcem myšlenky".

Tato debata má dopad nejen na vědce samotné, ale i veřejnost. Jedním z nejčastějších mylných konceptů je, že dosažené vědecké poznání je definitivní, neomylné. To ovšem zdaleka neplatí. Málokdo si to však na základě "encyklopedických školních znalostí" uvědomuje, protože vědecká metodika se na prvním ani druhém stupni typicky vůbec neučí.

Velká část veřejnosti tak může být zmatena či zklamána, když se nějaká vědecká teorie ukáže jako neplatná, a může být přesvědčena, že je s vědou něco špatně nebo že jakákoli jiná teorie může být chybná.

To je však druhý extrém v uvažování, stejně tak absurdní, jako že vše, co se učíme, musí být naprosto správně. Při posuzování teorií bychom měli brát v úvahu zejména množství a spolehlivost dat, která ji podporují, opakovatelnost experimentů a související faktory.

Právě proto, aby lidé slepě nevěřili každému "američtí vědci zjistili" nebo naopak nepodlehli naprostému relativismu poznání a stejně slepě neodmítali  validní vědecké výsledky (jako některé celebrity, které si dokonce myslí, že je Země plochá), je důležité ve školách poučit studenty i o způsobech vedoucích k vědeckému poznání, nejistotách i rozdílech mezi vědeckou a nevědeckou teorií.

Jak dlouho by ale teorie měla být posuzována a rozvíjena čistě na základě teoretických kritérií? Nakolik uskutečnitelné by v dohledné době měly být empirické testy? A kolik pozorování stačí k vyvrácení či přijetí teorie?

To jsou otázky, na které nikdo nemá definitivní odpověď, a jedna odpověď pro veškeré vědecké obory a podobory ani neexistuje. To, že se o nich diskutuje a kriticky přemýšlí, je však zásadní. I to jsou totiž otázky, které vědu posouvají dál.

Tagy: domácí filosofie věda a poznání teoretická fyzika

Zdroje: Vlastní