H你听说过我们可能生活在电脑模拟里吗?或者我们的宇宙只是无限多个平行世界中的一个,在这些平行世界中,你生活在你生命的各种可能的变化中?或者自然法则来自于一个美丽的、高维的超对称理论,据说可以解释一切?
我也听说过。这就是我的研究领域——基础物理学——经常成为头条新闻的原因:对现实本质的见解如此令人难以置信,以至于你无法相信它仍然是科学。不幸的是,在很多情况下,它确实不是科学。
相信全能的程序员不是科学——它是技术兄弟一神论。
以我们生活在计算机模拟环境中的想法为例。根据我们目前最好的知识,宇宙遵循由一组方程编码的规则。我们还不完全了解这些方程,但你可以合理地说,宇宙会实时计算出正确的方程。从这个意义上说,我们微不足道地“生活在电脑中”,但这只是一种谈论自然法则的有趣方式。
你可以更具体地问,我们宇宙的计算是否类似于我们自己建造的计算机所执行的计算,也就是说,以离散的时间步来推动信息单位。这是一个可检验的假设,在某种程度上,它已经被检验过了伪造.要利用离散的、局部的运算,即使是近似地得到已知的自然规律,也是不容易的。到目前为止,这一数学上的困难已经使科学上恰到好处的模拟假设版本与证据不相容。
最后,如果你真的想问,我们的宇宙是否由一种卓越的智能程序控制,那只是一种严重隐藏的宗教形式。因为这个假设在假定的模拟中是无法验证的,所以它是不科学的。这并不是说它与科学冲突。你可以相信,只要你愿意。但相信全能的程序员不是科学——它是技术兄弟一神论。如果没有那个程序员,模拟假设就只是18世纪发条宇宙的现代版本,这是我们想象力有限的最重要的标志。
我这是一个类似的故事,在平行世界里的所有你自己的副本。你可以相信它们的存在。这一信念与科学并不冲突,而且肯定是一种有趣的推测。但你无法测试你的拷贝是否存在,因此它们的存在不是一个科学假设。
最令人担忧的是,这种宗教与科学的混淆不是来自科学记者;它直接来自于我的领域的从业者。我的许多同事在区分信仰与事实方面变得粗心大意。他们说到存在,却没有停下来问一件东西的存在首先意味着什么。他们把假设和结论混淆,把数学和现实混淆。他们不知道用科学术语解释某事意味着什么,他们不再回避那些即使在原则上也无法验证的假设。
对基础物理学尤其有害的是,人们相信,以人类的标准来衡量,描述自然的方程式一定是美丽的。虽然没有合理的解释,但是对美丽数学的信仰已经在社区中普及开来。尽管从历史上看,以美作为新自然法则的指导并不奏效:机械发条般的宇宙曾经被认为是美丽的。圆形的行星轨道和永恒不变的宇宙也是如此。事实证明,这一切都是错误的。
而且对物理学家来说,依赖美仍然很糟糕。我们看到的悲剧发生在一些想法的持续失败中,比如基本力量的统一,万物理论,或实验仍未发现的新型对称。这些漂亮的假设在物理学家中仍然很受欢迎,尽管它们几十年来没有取得任何进展。最近的基础物理学特别突破奖把这一点讲清楚了该奖项授予了超重力理论,该理论发明于20世纪70年代,因其优雅和美丽而广受赞誉。迄今为止,超重力还没有观测到的支持。尽管如此,它还是赢得了奖项。
科学和宗教之间的界限的模糊并不是无害的。用于阐明无法验证的想法细节的资源(包括资金和人力)无法用于可能导致迫切需要的进展的研究。我喜欢大自然的规律是美丽的,宇宙和其他人一样是有目的的,我欣赏公众对我们研究的兴趣。但我们还是别把它叫做科学了。
我们一直在努力争取世俗主义,我们不希望宗教领袖干涉科学辩论。同样,科学家也应该尊重他们学科的局限。
Sabine Hossenfelder是法兰克福高等研究院在那里,她研究标准模型之外的物理、现象学量子引力和广义相对论的修正。如果你想知道更多关于物理学基础的问题,请阅读她的书《迷失在数学:美丽如何使物理学误入歧途》。
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