Der Patient Physik: Ο ασθενής Φυσική (4)

Συνέχεια απο Δευτέρα, 14 Ιανουαρίου 2013

Der Patient Physik: Ο ασθενής Φυσική

Υποκεφάλαιο:
Ernste Symptome: Der aktuelle Wissenschaftsbetrieb
Σοβαρά συμπτώματα: πως δουλεύει σήμερα η επιστήμη
Περιλαμβάνεται στο βιβλίο: Auf dem Holzweg durchs Universum
Του Alexander Unzicker, Εκδόσεις Hanser, 2012

Θεραπεύοντας με την βία: πως δια της θεραπείας προκύπτουν αρρώστιες (2)

Υποχονδρία

Η παραπάνω σκηνή (δηλαδή την ερμηνεία οποιονδήποτε αποτελεσμάτων με μια νέα θεωρία) εκτυλίχτηκε λίγο πριν το κλείσιμο του Tevatron που βρίσκεται στο εργαστήριο Fermilab, στο Chicago, λόγω έναρξης των πειραμάτων του LHC στο CERN. Οι ερευνητές στο Fermilab είχαν ανακαλύψει μια μη αναμενόμενη απόκλιση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων. Μερικοί θεωρητικοί συμπεριφερόμενοι σαν παπαράτσι, πήραν χωρίς άδεια δεδομένα από μια διπλωματική εργασία, και είκοσι μόλις λεπτά μετά την επίσημη ανακοίνωση των αποτελεσμάτων, έδωσαν με μεγάλη ευχαρίστηση μια θεωρητική ερμηνεία «Technicolor στο Tevatron». Στην ομάδα αυτή συμμετείχε και ένας κοσμολόγος, οπαδός της σκοτεινής ύλης. Μετά από λίγες μέρες όμως, το θέμα είχε λήξει. Μήπως αυτό επηρέασε αρνητικά το κύρος της θεωρίας περί Technicolor; Καθόλου. Οι θεωρητικοί έχουν ανοσία στο ρεζιλίκι.

«Δεν με πειράζει που σκέφτεστε αργά. Με πειράζει όμως όταν δημοσιεύετε πιο γρήγορα απ’ ότι σκέφτεστε». - Wolfgang Pauli

Ο καθένας που απορεί με αυτή την κατάσταση, πρέπει να προσέξει δυο πράγματα: η επιστήμη, ακριβώς όπως και η πολιτική, δεν παράγει μακροπρόθεσμα οράματα (για οράματα με περίσκεψη ούτε λόγος), αλλά προσπαθεί να δώσει λύση στην κρίση, την ώρα που εμφανίζεται, γιατί οι επιστήμονες απλά δε θέλουν να δώσουν απαντήσεις σε άβολα ερωτήματα. Εκτός αυτού, δεν μας αφήνει ήσυχους η εντύπωση, ότι στην φυσική υψηλών ενεργειών δεν υπάρχει αποτέλεσμα που να μην μπορεί να έρθει σε συμφωνία με τα ισχύοντα μοντέλα, μέσω κατάλληλης θεωρητικής επέκτασης των μοντέλων. Όλα δηλαδή ερμηνεύονται αυθαίρετα. Για κάθε πιθανή σαλάτα δεδομένων, υπάρχει το κατάλληλο θεωρητικό dressing, που μας κάνει πιο νόστιμο το νέο. Κανείς όμως δεν διερωτάται από που προέρχεται η παχυσαρκία του καθιερωμένου μοντέλου. Με την διαψευσιμότητα, που είναι το αποφασιστικό χαρακτηριστικό της επιστήμης σύμφωνα με τον Karl Popper, δεν έχει καμία σχέση αυτό το πράγμα. Και μερικά από τα θεμελιώδη προβλήματα χάθηκαν έτσι κι’ αλλιώς από τον ορίζοντα.

Βλαβερή συμβίωση

Ο Popper με την θεωρία του περί επιστήμης, ίσως άθελα του να προσέφερε στο πείραμα το φωτοστέφανο, δηλαδή την πεποίθηση ότι το πείραμα είναι μια ερώτηση προς την φύση, η οποία μπορεί να τεθεί υπό έλεγχο. Δεν γνώριζε όμως την φυσική υψηλών ενεργειών και την εξειδίκευση που επικρατεί εκεί: οι πειραματιστές είναι υπεύθυνοι για τις ανακαλύψεις, οι θεωρητικοί για την ερμηνεία. Η κατάσταση αυτή οδηγεί βέβαια σε ανισορροπία, γιατί και οι δυο κατηγορίες επιστημόνων προτιμούν εκείνη την ανάγνωση των δεδομένων, που στον ένα δίνει εργασία, στον άλλο δικαιολογία. Το νέο λειτουργεί σαν διανοητικό placebo, και μάλιστα τόσο καλά, γιατί στην μια ομάδα λείπει πάντα η εξειδικευμένη γνώση της άλλης. Οι θεωρητικοί και οι πειραματιστές πρέπει να έχουν αμοιβαία εμπιστοσύνη. Μια διόρθωση των νέων ανακαλύψεων θα ήταν ντροπιαστική και για τους δυο, πράγμα που τους αναγκάζει να συμβιώσουν. Αυτό δεν έχει να κάνει με απάτη. Μάλλον όλα παίζονται στο ασυνείδητο. Το πράγμα μοιάζει με χαρτοπαίγνιο, κατά την διάρκεια του οποίου οι κανόνες αναπροσαρμόζονται. Η επιτυχία στα πλαίσια του συστήματος αυτού δεν προκαλεί έκπληξη. Αλλά το πείραμα ως εικόνα της πραγματικότητας καταντά γελοιογραφία. 

Σε λάθη πέφτουν ιδιαιτέρως οι διασημότητες που αποφαίνονται τι είναι πραγματικότητα. Ό Carlo Rubbia, διευθυντής τότε του CERN, είχε δείξει τον Νοέμβριο του 1982 στους νομπελίστες Weinberg, Glashow και Salam, τις πιο πρόσφατες φωτογραφίες από την σύγκρουση σωματιδίων. Και οι τρεις είδαν στις φωτογραφίες το νέο (και γι’ αυτούς επιθυμητό) W-boson. Κατόπιν είχε αποδειχθεί ως πειραματικό σφάλμα. Και οι φυσικοί κρίνουν μερικές φορές σαν τους ιστορικούς της τέχνης, που ισχυρίζονται ότι από την μορφή της πινελιάς αναγνωρίζουν τον Rembrandt.

Σε όλα τα πειράματα της φυσικής υψηλών ενεργειών, αλλά και σε άλλους τομείς, η πληροφορία που ενδιαφέρει είναι ένα πολύ μικρό κλάσμα των παραγόμενων αποτελεσμάτων. Η πληροφορία αυτή για να εξαχθεί απαιτείται επίπονο κοσκίνισμα των αρχικών δεδομένων. Έτσι και κατά την αναζήτηση του σωματιδίου Higgs, οι ερευνητές ήταν αναγκασμένοι να αφαιρέσουν τον θόρυβο που είναι δισεκατομμύρια φορές πιο ισχυρός από το επιζητούμενο σήμα. Είναι δηλαδή κάπως έτσι: αφού είχαν σκάψει και εξορύξει τόνους μεταλλεύματος, βρήκαν ότι ο σωρός ζύγιζε ένα χιλιοστόγραμμο παραπάνω από το απαιτούμενο. Για την χαρτογράφηση του σύμπαντος στην περιοχή των ραδιοκυμάτων, ο θόρυβος που προέρχεται από τον γαλαξία μας, είναι «μόνο» δέκα χιλιάδες φορές ισχυρότερος από το σήμα που πρόκειται να ανιχνευθεί. Εκείνα τα δεδομένα που είναι αρχικά μεγάλης ακρίβειας, πρέπει να υποστούν φιλτραρίσματα και επεξεργασίες. Για τα πειράματα όπου γίνονται συγκρούσεις σωματιδίων, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι κατανοούν με λεπτομέρεια τις χιλιάδες διαδικασίες μετατροπών που λαμβάνουν χώρα. Και επειδή τις «καταλαβαίνουν», προσπαθούν να τις προσομοιώσουν στον υπολογιστή. Τα αποτελέσματα που συμφωνούν με τις προσομοιώσεις δεν είναι ενδιαφέροντα (αφού είναι γνωστά). Αυτό που ενδιαφέρει είναι οι ανωμαλίες των δεδομένων. Είναι δηλαδή σαν να εξετάζουν τις 41 συμφωνίες του Mozart για να βρουν μια παραφωνία. Αυτό είναι επιστήμη; Σήμερα είναι. Φανταζόμαστε ότι η γνώση μας για την φύση γίνεται όλο και μεγαλύτερη όσο μικρότερα τα φαινόμενα που παρατηρούμε. Ένα είδος ομοιοπαθητικοποίησης της Φυσικής. Στην πραγματικότητα πρόκειται για μια αόρατη μετάβαση στην μη διαψευσιμότητα: κατά την μελέτη αυτού του σχεδόν-τίποτα, πηγαίνουμε προς τα εκεί όπου πράγματι για τίποτα δε θα έχουμε μια ολοκληρωμένη γνώση.

Ψευδαισθητικές παρατηρήσεις και αληθινές ανακαλύψεις

Η επιθυμία για ανακαλύψεις οδηγεί τους ερευνητές πότε πότε, να βρίσκουν κυριολεκτικά από το τίποτα κάτι. Ο Carl Sagan, περιγράφει στο βιβλίο του Cosmos, πως κάποιος βλέποντας το αδιαφανές νέφος που σκεπάζει την Αφροδίτη, συμπέρανε πως πρέπει να υπάρχει ζωή από κάτω. Αυτό βέβαια είναι σάτιρα, περιγράφει όμως με ακρίβεια το φαινόμενο «θέλω να το δω, έστω και με την βία». Το βιβλίο θα ήταν πολύ διδακτικό για μερικούς ερευνητές, που με τις προσομοιώσεις της «σκοτεινής εποχής» στον υπολογιστή, βγάζουν συμπεράσματα για την πρώιμη περίοδο του σύμπαντος. Η πραγματικότητα του υπολογιστή είναι για τους θεωρητικούς σαν τα ροζ γυαλιά. Η έλλειψη παρατηρήσεων όμως είναι για την επιστήμη πολύ επικίνδυνη.

Αν κοιτάξουμε την ιστορία της επιστήμης, θα παρατηρήσουμε ότι πολλές επαναστατικές ανακαλύψεις έγιναν γιατί οι ερευνητές σκόνταψαν σ’ αυτές. Όπως για παράδειγμα η ραδιενέργεια, το κοσμικό υπόστρωμα μικροκυμάτων, η ιονόσφαιρα. Οι ερευνητές είχαν επιτρέψει, με την χωρίς προκαταλήψεις παρατήρηση, να έρθει σε αυτούς η γνώση. Σε αντίθεση με αυτούς, οι σημερινοί αρχιτέκτονες της επιστήμης θέλουν να οικοδομήσουν με όση δύναμη και εξουσία έχουν, το δικό τους διανοητικό οικοδόμημα. Πολλές μοντέρνες έννοιες και θεωρίες, τις οποίες προσπάθησαν να επιβάλουν, σχεδιάζοντας πειράματα προς επιβεβαίωση τους, «επιβλήθηκαν» μόνο εκ των υστέρων, αφού οι επικριτές τους είχαν παραιτηθεί. Κανονικά έπρεπε να είναι έτσι: η φύση μας ξαφνιάζει με κάτι, και κατόπιν φτιάχνουμε μια θεωρία. Σε αντίθεση προς αυτό, τις τελευταίες δεκαετίες μας ξαφνιάζει η θεωρία - η οποία καταλήγει σε αδιέξοδο, από το οποίο για να βγει παράγει το κατάλληλο σωματίδιο.

«Η ηλεκτρική λάμπα δεν προέκυψε από την βελτίωση του κεριού» - ανώνυμος

Οι πραγματικές ανακαλύψεις είναι συνήθως κεραυνός εν αιθρία. Αυτό το φαινόμενο δεν περιορίζεται μόνο στην Φυσική. Το βιβλίο του Nassim Taleb το περιγράφει ως «μαύρους κύκνους»: κανένας δεν είχε προβλέψει το computer, το ίντερνετ ή την κβαντική μηχανική. Από την άλλη, η άρχουσα επιστήμη συμπεριφέρθηκε βλακωδώς με μερικές εντυπωσιακές ανακαλύψεις: τον Gerd Binning, νομπελίστας που εφηύρε το μικροσκόπιο σήραγγας, τον περιγέλασαν κατά την παρουσίαση του μηχανήματος του. Του Theodore Maiman, του έκοψαν τα κονδύλια, γιατί η ανακάλυψη του, το Laser, δεν είχε «καμιά εφαρμογή». Ο κατάλογος με τέτοια παραδείγματα είναι μακρύς. 

Αν δεν είσαι πρόθυμος θα χρησιμοποιήσω βία

Επειδή η επιστήμη δεν είναι δυνατόν να προβλεφθεί, η χρηματοδότηση προς κάποιον συγκεκριμένο σκοπό είναι μάλλον εμπόδιο στην πρόοδο. Ένα ερευνητικό πρόγραμμα που ερευνά την σκοτεινή ενέργεια, δεν είναι δυνατό να έχει ως αποτέλεσμα ότι αυτή δεν υπάρχει - αν και αυτό είναι πολύ πιθανό. Δεν υπάρχουν μεγάλες ανακαλύψεις της Φυσικής, για τις οποίες είχαν κάνει προηγουμένως αίτηση χρηματοδότησης. Νέοι δρόμοι που αντιτίθενται στα καθιερωμένα έχουν πολύ μικρή πιθανότητα στήριξης. Τύποι που τολμούν να σκέφτονται διαφορετικά θεωρούνται περίεργοι. Μόνο που ισχύει το εξής: πρέπει να ξεφύγεις από τον κανονικό δρόμο για να σκοντάψεις σε κάποια ανακάλυψη. Πάνω στους αυτοκινητόδρομους της επιστήμης, όπου κινείται η μάζα των επιστημόνων και των μεθόδων, δεν υπάρχει και πολλή δημιουργικότητα. Στις αιτήσεις για χρηματοδότηση ερευνητικών προγραμμάτων, πρέπει να δηλωθεί εκ των προτέρων τι αναμένεται να προκύψει. Δεν προβλέπονται περαιτέρω ανακαλύψεις. Μικρές ομάδες έχουν το αποτέλεσμα ήδη στο συρτάρι, ώστε με τα χρήματα που πήραν να μπορούν να κάνουν κάτι καινούργιο. Στα φιλόδοξα μεγάλα προγράμματα, που υπόκεινται σε εξονυχιστικό έλεγχο, αυτό είναι αδύνατο να γίνει. Ο Derek de Solla Price, ένας αυθεντικός ιστορικός της επιστήμης έκανε στις δημοσιεύσεις του την εξής επισήμανση: «Στο σημείο αυτό δεν ευχαριστώ κανένα οργανισμό για την χρηματοδότηση. Ούτε όμως ξοδεύτηκε τζάμπα χρόνος για να γραφτεί μια αίτηση χρηματοδότησης».

Πως επιτεύχθηκαν τα μεγάλα βήματα της Φυσικής; Στην κβαντική μηχανική για παράδειγμα, ο Niels Bohr σκεφτόταν και έκανε συνδυασμούς-η σταθερά h, που ανακάλυψε ο Max Planck, θα μπορούσε να έχει κάποια σημασία και εκτός των πλαισίων της εργασίας του Planck-και αυτό που ακολούθησε ήταν μια επανάσταση της ατομικής φυσικής. Μια έκλαμψη, χωρίς πολλούς υπολογισμούς. Ακριβώς το αντίθετο της σημερινής θεωρητικής φυσικής. Ο Bohr αφουγκραζόταν την φύση, αντί να προσπαθεί να της επιβάλει μαθηματικές θεωρίες, όπως συμβαίνει σήμερα με το καθιερωμένο μοντέλο. Παρά την μακροζωία τους, τέτοια μοντέλα σπάνια είχαν επιτυχία. Παρόλο αυτά, σήμερα φουντώνει η συνεργασία περίπλοκων θεωριών με τα πολύπλοκα πειράματα. Καμιά πρόσθεση στο μοντέλο δεν φαντάζει υπερβολική, μια πρόοδος που είναι απλά στρατιωτικός βηματισμός. Αντί για προσμονή των εκπλήξεων, βλέπουμε κοσκινίσματα και περιορισμό του οπτικού πεδίου, γιγαντομανία αντί δημιουργικότητα, φιλοδοξία αντί περιέργεια, ομαδική σκέψη αντί σκέψη κόντρα στο ρεύμα, θεωρίες που επεκτείνονται αντί να φωτίζουν. Και παρ’ όλη την τεράστια χρηματοδότηση, τον εκτενή προγραμματισμό και τον κόπο, είμαστε μάρτυρες μιας κουραστικής και αργής ανάπτυξης. Αυτό δεν είναι καλό σημάδι.

Συνεχίζεται

Αμέθυστος