A Teoria das Cordas e o pós-empirismo

10 de julho de 2014

Peter Woitt

Conferência do mês passado em Princeton incluiu duas palestras notáveis ​​por eminentes físicos, ambas invocando filosofia de uma maneira sem precedentes para este tipo de reunião científica. No primeiro dia, Paul Steinhardt atacou a prática atual de cosmologia inflacionária como capaz de acomodar qualquer resultado experimental, assim, por razões filosóficas, não mais a ciência [2]. Ele incluiu um clipe de vídeo de Richard Feynman caracterizando esse tipo de coisa como "física do culto ao cargo." No final do dia, David Gross interpretando a palestra de Steinhardt de como implicitamente aplicar a teoria das cordas, em seguida, passou a invocar o novo livro de um filósofo para defender a teoria das cordas , argumentando ser necessário para os teóricos das cordas lerem o livro, a fim de aprender a defender o que eles fazem como ciência [3].

O livro em questão foi a Teoria das Cordas de Richard Dawid e o método científico [4], que vem com sinopses de Gross e o teórico das cordas John Schwarz na capa. Dawid é um físico que se tornou filósofo, e ele faz a alegação de que a teoria das cordas mostra que as idéias convencionais sobre a confirmação da teoria precisam ser revistas para acomodar uma nova prática científica e da crescente importância da "confirmação da teoria não-empírica." As questões deste tipo levantada pela teoria das cordas são complexas, tanto assim que uma vez eu decidi escrever um livro inteiro sobre o tema [5]. Uma década mais tarde, eu acho que os argumentos do livro ainda se mantém bem, com o seu ponto de vista sobre a teoria das cordas agora muito mais difundido entre os físicos que trabalham na área. Uma coisa que eu não estava ciente de volta, em seguida, foi a literatura na filosofia da ciência sobre "progressista" vs. programas de "degeneração" da investigação, que agora me parece bastante relevante para a questão de como pensar sobre a avaliação da teoria das cordas.

Eu escrevi um pouco sobre o livro de Dawid e de seu trabalho anterior [6], embora, como para qualquer livro sério há, naturalmente, muito mais a dizer, mesmo que eu não tenha tempo ou energia para isso. Recentemente uma entrevista com Dawid apareceu, intitulada "A teoria das cordas e pós-empirismo", que resume seus pontos de vista e faz algumas afirmações sobre os críticos da teoria das cordas que merecem uma resposta, de modo que será o tema aqui. Na entrevista, ele diz:

Eu acho que os críticos cometem dois erros. Primeiro, eles implicitamente presumem que existe uma concepção imutável da confirmação da teoria que pode servir como um critério eterno para o sonoro raciocínio científico. Se este fosse o caso, mostrando que um determinado grupo viola esse critério não seria, por si só refutar a linha do grupo desse raciocínio. Mas não temos princípios dados por Deus para a confirmação da teoria. Os princípios são eles próprios um produto do processo científico. Eles variam de contexto para contexto e mudam com o tempo decorrente do progresso científico. Isto significa que, para criticar uma estratégia de avaliação da teoria, não é o suficiente para apontar que a estratégia não concorda com uma noção particular mais tradicional.

Em segundo lugar, os críticos fundamentais da teoria das cordas não compreendem a natureza dos argumentos que sustentam a teoria. Estes argumentos não são nem uma escolha arbitrária nem acrítica. E eles não estão dissociados da observação. A teoria das cordas é, indiretamente, com base em dados empíricos que impulsionou o desenvolvimento dessas teorias, a teoria que visa unificar todas elas. Mas o mais importante para a nossa discussão é que os argumentos para a viabilidade da teoria das cordas são baseados em observações de um meta-nível sobre o processo de pesquisa. Conforme descrito anteriormente, um argumento usa a observação de que ninguém tenha encontrado uma boa alternativa para a teoria das cordas. Outro usa a observação de que as teorias sem alternativas tenderam a ser viáveis no passado.

Tomando o segundo desta primeira parte, Dawid parece estar afirmando que Smolin e eu não entendemos o que ele chama de "sem alternativas nos argumentos" (discutido em detalhes em seu livro, bem como em um artigo na revista científica britânica para o Filosofia da Ciência [8]. Em resposta, eu vou apontar que um dos capítulos finais de meu livro foi intitulado "O único jogo na cidade" e foi dedicado explicitamente a este argumento. Até hoje eu acho que uma versão de tal argumento é o mais forte para a teoria das cordas, e é o que motiva a maioria dos físicos que continuam a trabalhar na teoria A versão desse argumento que ouço muitas vezes privadamente e que tem sido feita publicamente por teóricos como Edward Witten é algo assim.:

As idéias sobre a física que não são trivialmente capazes de estender nossas melhores teorias (por exemplo, o Modelo Padrão e da relatividade geral) sem bater em incoerência óbvia são raras e merecem muita atenção. Enquanto a  unificação da teoria das cordas não funcionou como se esperava, nós aprendemos um monte de coisas interessantes e inesperadas por pensar sobre a teoria das cordas. Se elas produzem uma nova idéia que pareça mais promissora, os teóricos das cordas vão mudar sua atenção para isso.

Este é um argumento sério, que eu tentei abordar cuidadosamente no livro. Além disso, as versões mais ingênuas me parecem ter todos os tipos de problemas óbvios. É claro que, se você realmente pode mostrar que as alternativas a um determinado modelo é impossível, que é um argumento convincente para o modelo, mas isso é raramente possível. Os cientistas que trabalham batendo a cabeça contra um problema difícil estão sempre em posição de ter "argumentos das não-alternativas" para algumas idéias falhas, até o dia em que alguém resolve o problema e encontra a alternativa. O único exemplo que posso lembrar de ter visto a partir de Dawid de um exemplo de sucesso da "nenhuma das alternativas como argumento" é a descoberta do bóson de Higgs, e eu acho isso muito difícil de se levar a sério. Antes de 2012, o Modelo Padrão era uma teoria muito precisa e exaustivamente testada, proporcionando uma enorme quantidade de evidências indiretas para o bóson de Higgs. Havia uma abundância de alternativas (Technicolor, SUSY, etc.), tudo muito mais complicado e sem evidência para eles. Fazendo um " argumento das não-alternativas" para uma teoria com evidência experimental esmagadora por trás dela é algo completamente diferente do que tentar fazer a mesma coisa para uma teoria com zero de evidência experimental.

Quanto ao outro erro que Dawid pensa que os críticos da teoria das cordas fazem, a de acreditar em alguma noção imutável de confirmação empírica da teoria, a primeira coisa a salientar é que, naturalmente, cada teórico está ciente de que se pode ou não pode apenas exigir previsões experimentais e confirmação de idéias, que se gasta basicamente o tempo todo de um trabalho em idéias melhores para a compreensão que estão longe do ponto em que a confirmação empírica entra em jogo. A segunda coisa a salientar é que eu concordo completamente com Dawid de que como as experiências tem se tornado mais difíceis é preciso pensar em outras maneiras de avaliar ideias para ver se elas vão a algum lugar. O último capítulo do meu livro foi dedicado exatamente a essa questão, argumentando que os físicos devem olhar com cuidado a forma de como os matemáticos fazem progressos. Matemática é certamente "pós-empírica", e, ao mesmo tempo, o rigor lógico é uma restrição, não sendo aquilo em que necessariamente apontam sejam férteis de novas idéias matemáticas. Há uma longa história e uma cultura profundamente enraizadas que ajudam os matemáticos a descobrirem a diferença entre a promissora especulação e o vazio, e eu acredito que isso é algo que os físicos teóricos poderiam usar para fazer progresso.

O epigrama do que o último capítulo foi, embora seja algo que continua indo pela minha cabeça quando se pensa sobre isso, é um trecho de "Absolutamente doce Marie" de Bob Dylan:

“Mas, para viver fora da lei, você deve ser honesto.”

Pois é, a física de partículas teórica está em uma fase em que os resultados empíricos não estão lá para manter as pessoas honestas, e novo e melhor formas "pós-empírica" ​​de avaliar os progressos são necessárias. Mas estes devem vir com proteções rigorosas contra falhas pelos demais seres humanos, tais como pensamento positivo e "pensamento de grupo" do Lee Smolin, e eu simplesmente não consigo ver aquelas proteções em qualquer lugar, na proposta de Dawid para novos tipos de confirmação teoria.

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Eu gostaria de agradecer a Massimo Pigliucci pela oportunidade de escrever algo aqui no Scientia Salon, e espero que isso irá gerar uma discussão interessante. As contribuições dos filósofos para este tipo de debate em física acredito que são muito necessárias, sobre este assunto e outros. Nem me fale sobre o multiverso ...



Peter Woit é um físico teórico americano. Ele é professor no departamento de Matemática da Universidade de Columbia. Woit é especialmente conhecido por sua crítica à teoria das cordas em seu livro Not Even Wrong, e também para o seu muito frequentado blog com o mesmo nome. Peter foi um dos primeiros hóspedes no podcast racionalmente falando.

[1] Cordas 2014 conferência.

[2] A apresentação de Paul Steinhardt.

[3] Apresentação David Gross.

[4] Teoria das Cordas e do método científico, por Richard Dawid.

[5] Not Even Wrong: O Fracasso da Teoria das Cordas e a busca da unidade nas Leis da Física, por Peter Woit.

[6] Woit sobre Dawid:

     Aqui: http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=108

    e aqui: http://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=5880

[7] A teoria das cordas e pós-empirismo, entrevista com Richard Dawid.

[8] O “argumento das não-alternativas”, por Richard Dawid.