czyli coś z zupełnie innej teczki 

Rzecz będzie o pewnym postulacie naukowców-astrofizyków, którzy na poszukiwanie materialnego św. Graala w miejsce ponadnaturalnego Boga, czyli tzw. Pierwszej Przyczyny, wydają iście astronomiczne wysokości środków finansowych. Co prawda środki te zostałyby zmarnotrawione na jakieś inne cele, podobnie aberracyjne z punktu widzenia potrzeb ludzi. O, choćby na udoskonalanie technik służących do zdalnej projekcji siły (zdalnej projekcji destrukcji), jak na przykład nowe generacje dronów.

W czym rzecz?

Wspomniany postulat łączy się z zagadnieniem tzw. delikatnego dostrojenia, choć bardziej poprawne byłoby określenie „precyzyjne dostrojenie”. Otóż określenie to odnosi się do takich wartości pewnych parametrów (a jakich - o tym będzie dalej), które umożliwiają wewnętrznie spójną konstrukcję przyjętego za poprawny modelu (np. modelu standardowego cząstek elementarnych), ale pod warunkiem, że te ich wartości różnią się o bardzo mały czynnik. Taki ma sens tytułowe delikatne dostrojenie. A jak bardzo jest ono delikatne (czyli o jaką skalę „małości” chodzi) przedstawię to na przykładzie tzw. bozonu Higgsa, jeszcze do niedawna jednego z głównych kandydatów dla obsadzenia go w roli Pierwszej Przyczyny.

O bozonie Higgsa wystarczy wiedzieć, że jest jednym z 25 składników wspomnianego modelu standardowego cząstek elementarnych, że posiada masę oraz neutralny ładunek elektryczny i że „nadaje” masę innym cząstkom modelu, oczywiście tylko tym z nich, które w ogóle posiadają masę, to znaczy wszystkim poza fotonem i gluonami. Zakładam, że o fotonie słyszał praktycznie każdy, co powinno wystarczyć jako ilustracja „bezmasowości”, nie jest więc konieczne bardziej szczegółowe rozwijanie tego wątku. No i jeszcze, że detekcja bozonu Higgsa zakończyła się sukcesem w roku 2012, chociaż teoretyczny postulat konieczności istnienia takiej cząstki został wysunięty w latach 60-tych XX wieku.

Jak niektórzy wiedzą, z bozonem Higgsa pokładano wielkie nadzieje na domknięcie jednego z kierunków spekulacyjnych w rozumieniu morfologii natury otaczającego nas świata, znanego pod ładnym określeniem SUSY, tj. z angielska Supersymetrii. To atrakcyjne określenie dobrze się sprzedawało, zarówno jako argument do pozyskiwania funduszy na coraz bardziej kosztowne eksperymenty i ich „oprzyrządowanie”, jak i w publicystyce, usilnie wyczekującej na ”dowód”, że wszechświat powstał sam z siebie, bez niczyjej pomocy, zwłaszcza bez pomocnej ręki Opatrzności. Tego rodzaju „dowodów” miało dostarczyć niezwykle kosztowne urządzenie, znane jako Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider - w skrócie LHC), czyli zbudowana obok Genewy kosztem 6 miliardów USD placówka Europejskiego Ośrodka Badań Jądrowych (CERN). Jest to podziemny pierścień o obwodzie liczącym 27 kilometrów (dla porównania: pierwsza linia metra w Warszawie ma dlugość 23,1 km - wg danych z 2019 r.), naszpikowany bardzo silnymi elektromagnesami, stanowiący jedną wielką komorę wysokiej próżni. Magnesy służą do utrzymywania w zadanej trajektorii wystrzelonych przeciwbieżnie wiązek cząstek (protonów lub całych jąder atomowych). W wygenerowanych ten sposób zderzeniach powstają impulsy na ułamkowe części sekundy (milionowe), które są rejestrowane przez specjalne czujniki. Całość doświadczeń nadzorują klastry komputerowe pozwalające na zarejestrowanie danych rzędu trzech gigabajtów na sekundę. A dla zasilania energią tego monstrum potrzebne było wybudowanie odrębnej elektrowni. Byłoby nietaktem nie wspomnieć, że analizą zarejestrowanych danych zajmują się przez długie lata tysiące pracowników naukowych. Rzecz jasna, za swoją pracę otrzymują oni stosowne wynagrodzenie. Tak więc koszty budowy LHC stanowią tylko część środków, które zżera pogoń za św. Graalem materialistów.

Wracam do problemu z bozonem Higgsa, który dotyczy akurat tej konkretnej cząstki elementarnej. Otóż do jego masy, w porównaniu z innymi takimi cząstkami, nieproporcjonalnie duży wkład wnoszą fluktuacje kwantowe. Określenie „duży” jest zdecydowanie za słabe. W porównaniu do masy obserwowanej wspomniane fluktuacje  "dodają” tej masy o czynnik wielkości jak 10 do potęgi 14 (jedynka z czternastoma zerami). To o wiele rzędów za dużo, aby potraktować tego rodzaju wielkość jako statystycznie typowe odchylenie w obliczeniach. Rzecz jasna, teoretycy potrafią się uporać z podobnymi kwestiami w ten sposób, że modyfikują daną teorię zgodnie z pojawiającymi się potrzebami. Aby wynik otrzymywany doświadczalnie był mniej więcej zgodny z obliczeniami wynikającymi z teorii, wkład fluktuacji kwantowych do masy bozonu Higgsa należy zniwelować poprzez dobranie wyrazu odpowiedniej wielkości, o który zmniejszony zostanie wkład owych fluktuacji. Wielkość taka wyraża się liczbą, która byłaby równa tej, która wskazuje wielkości fluktuacji na pierwszych czternastu miejscach po przecinku, a różnica pojawiłaby się dopiero na cyfrze piętnastej. Najlepiej zobrazować to w ten sposób, że np. wkład fluktuacji kwantowych wynosi 9,112233445566778, zaś wielkość o którą powinniśmy go skorygować wynosić powinna 9,112233445566777 (użyte w przykładzie wielkości liczbowe są fikcyjne, chodzi o ilustrację zagadnienia, gdyż zmierzona faktyczna masa cząstki Higgsa to ok. 125 GeV(gigaelektronowoltów). Nie da się zaprzeczyć, że jest to imponująca delikatność w precyzji dostrojenia.

Powtórzę to raz jeszcze: aby model standardowy cząstek elementarnych z dodaniem cząstki Higgsa stał się wewnętrznie spójny, należy "dopasować" doń teorię. Czyli mamy jakby klasyczny, znany skądinąd, przypadek dorabiania ideologii do faktów. Ale dlaczego modyfikowanie teorii okazuje się konieczne? Na chwilę musimy powrócić do koncepcji SUSY. W ramach supersymetrii niwelację wkładu fluktuacji kwantowych miała „wziąć na siebie” symetryczna cząstka do bozonu Higgsa, której masa powinna różnić się od masy wygenerowanej z udziałem  fluktuacji kwantowych właśnie o tak malutki ułamek, czyli różnicę wyrażoną przez cyfrę na piętnastym miejscu po przecinku. No i miała zostać ona znaleziona w eksperymentach przeprowadzanych w LHC. Bozon Higgsa został znaleziony (tzn. detektory zarejestrowały ślad po nim, czyli efekty jego rozpadu), a więc skoro LHC miało jeszcze nadwyżkę mocy na znajdowanie bardziej masywnych (bardziej energetycznych) cząstek, to bez problemu powinno znaleźć się cząstkę symetryczną do tego bozonu, bo wszak różnica w wielkości masy (energii) między cząstką a jej symetrycznym partnerem była niewielka. No, ale nie udało się znaleźć takiej cząstki. Natura nie zechciała się „nagiąć” do wykoncypowanych przez naukowców teorii, nawet tak powabnych jak SUSY. Oczywiście, jeśli w LHC znajdzie się jeszcze jakąś cząstkę o masie innej niż postulowana jako symetryczna dla bozonu Higgsa, problem z brakiem odpowiedniej symetrii przesunie się do tej kolejnej cząstki, itd. itd., ad infinitum. Co po prostu oznacza, że jednocześnie przesunie się w takie miejsca problem precyzyjnego dostrojenia.

Można pozbyć się tego kłopotu po prostu wyrzucając bozon Higgsa z modelu standardowego cząstek elementarnych. Model będzie wprawdzie nadal koherentny, ale nie będzie oddawał rzeczywistości, bo wszystkie jego cząstki będą bezmasowe. Sens fizyczny nadaje mu obecność bozonu Higgsa, choć w pakiecie z wymogiem precyzyjnego dostrojenia. Czyli z bozonem Higgsa niezbyt dobrze, ale bez niego także nie lepiej.
Problem delikatnego dostrojenia doskwiera naukowcom, bo chcieliby dysponować naturalnym wyjaśnieniem na wszystko, co daje się zaobserwować (teorią ex ante), dlatego sztukowanie teorii metodą „ex post” po to, aby zgadzała się z wynikami obserwacji, jest „nienaturalne”. Co w podtekście sugeruje, że sama natura nie jest całkiem i bez reszty „naturalna”. Oczywiście takie postawienie sprawy jest nie do przyjęcia dla naukowców-materialistów, zatem nadal będą domagali się przyznawania coraz to nowych funduszy na budowę coraz droższych i coraz potężniejszych, czy to zderzaczy, czy co tam sobie wykoncypują.

Powyższy wstęp (rozbiegówka) potrzebny był mi do zaprezentowania ciekawych wniosków dotyczących metod badawczych we współczesnej nauce, sformułowanych przez Sabine Karin Doris Hossenfelder (rok urodz.: 1976); https://de.wikipedia.org/wiki/Sabine_Hossenfelder,  dr fizyki teoretycznej (doktorat na uniwersytecie Johana Wolfganga Goethego we Frankfurcie n/Menem), byłego pracownika kontraktowego wielu prestiżowych placówek naukowych w USA, Kanadzie i Szwecji. Od 2015 r. jest ona pracownikiem Frankfurt Institute for Advanced Studies (FIAS),  https://en.wikipedia.org/wiki/Frankfurt_Institute_for_Advanced_Studies i od ponad dziesięciu lat prowadzi blog popularnonaukowy: http://backreaction.blogspot.com/.
Swoje przemyślenia zawarła w publikacji książkowej zatytułowanej Lost in Math. How Beauty Leeds Physics Astray (Zagubieni w matematyce. Jak piękno prowadzi fizykę na manowce) Basic Books, New York, czerwiec 2018.
(Edycja polska ww. pozycji: Zagubione w matematyce. Fizyka w pułapce piękna.
Wydawca: Copernicus Center Press Sp. z o.o., Kraków 2019; tłumaczenie: Tomasz Miller).

Przedstawiam obszerne fragmenty jednego z końcowych rozdziałów ww. publikacji, gdyż jakkolwiek wnioski i oceny sformułowane zostały przez fizyka teoretyka i za podstawę mają sytuację w tej dziedzinie nauki, to moim zdaniem posiadają one znacznie bardziej uniwersalne odniesienia. Zresztą, niech każdy oceni samodzielnie. Pominięte fragmenty oryginalnego tekstu Autorki oznaczyłem jako (…), zaś pogrubienia czcionki stanowią moją inicjatywę.

******

(…)

Ludzkie błędy poznawcze nie są, ogólnie rzecz biorąc, czymś złym. Większość z nich rozwinęła się dlatego, że są one – a przynajmniej były – dla nas korzystne. Jesteśmy na przykład bardziej skłonni głosić opinie, które, jak sądzimy, będą dobrze przyjęte przez innych. Ten tzw. efekt społecznych oczekiwań stanowi skutek uboczny naszej potrzeby przynależności do grupy w celu przetrwania. Nie powiesz wodzowi plemienia, że jego namiot cuchnie, jeśli obok niego stoi dziesięciu uzbrojonych współplemieńców. To sprytne postępowanie. Lecz o ile oportunizm może zwiększać szanse powodzenia (na przetrwanie – dopisek mój), o tyle rzadko skutkuje odkryciami i przyrostem wiedzy.

Prawdopodobnie najbardziej rozpowszechniona wadą umysłu u naukowców jest tzw. efekt potwierdzenia nazywany również syndromem konfirmacji. Zgodnie z nim wertujemy literaturę przedmiotu w poszukiwaniu argumentów, które wesprą nasze stanowisko. Podobnie decydujemy się na szukanie nieścisłości w eksperymentach, których wyniki rozmijają się z naszymi oczekiwaniami. A także staramy się unikać osób zadających niewygodne pytania. Efekt potwierdzenia powoduje, że ilekroć próbujemy przedstawiać korzyści płynące z badań podstawowych, kończy się to przekonywaniem już przekonanych.

(…)

Istnieją jednak inne, mniej znane błędy poznawcze i stereotypy społeczne mające wpływ na naukę. Jednym z nich jest poznanie motywowane. Sprowadza się ono do tego, że zawyżamy szanse na pozytywny obrót spraw. Kolejnym jest „inercja dotychczas poniesionych kosztów” , które streszcza się w argumencie: „skoro tyle już zainwestowałem, to nie mogę się wycofać” (ja nazwałbym to syndromem hazardzisty - S.O.). Czyli im więcej czasu i wysiłku włożyliśmy w poszukiwanie supersymetrii, tym trudniej jest nam przestać, nawet jeśli szanse na sukces stają się coraz bardziej iluzoryczne. No i nie mniej ważna okoliczność, że za wszelką cenę nie chcemy przyznać się do pomyłki. Planck (Max) żartobliwie skomentował takie podejście słowami, że „nauka posuwa się naprzód wraz z każdym kolejnym pogrzebem” (pogrzebem teorii – dopisek mój - S.O.).

Inny efekt, znany jako faworyzowanie „swoich” sprawia, że naukowców reprezentujących naszą własną dziedzinę badań uważamy za inteligentniejszych od innych. Tożsamość dyscypliny wiedzy wyjaśnia zjawisko, że wolimy dyskutować o tym, co do czego większość jest zgodna, a nie zwracamy uwagi na opinie nielicznych „kontestatorów”, zawsze będących w mniejszości. Mamy skłonność do dostrzegania podobieństw i związków nawet tam, gdzie ich w rzeczywistości nie ma (apofenia). Postrzegamy jako silniejsze te argumenty, które prowadzą do konkluzji zgodnej z naszymi oczekiwaniami (efekt przekonania). Innego rodzaju efekt, zwany halo, tłumaczy dlaczego słuchacza bardziej interesuje to, co ma do powiedzenia laureat Nagrody Nobla, niż inny naukowiec z tej dziedziny, który takiej nagrody nie otrzymał, bez względu na stopień znajomości przez obu uczonych danej tematyki. Istnieje także efekt błędnego konsensusu, polegający na wyolbrzymianiu ilości zgadzających się z nami osób, jak również skłonności do przeszacowywania rozmiaru takiej zgody.

Jedne z najbardziej problematycznych zjawisk psychologicznych w nauce dotyczą tego, że te tezy wydają nam się bliższe prawdy, o których częściej słyszymy. Określane jest to jako „tendencyjność uwagi” lub „efekt czystej ekspozycji”. Czyli dana informacja przemawia do nas silniej, jeśli powtarzają ją członkowie naszej społeczności zawodowej.Tego rodzaju wewnątrzgrupowe wzmacnianie może zamykać daną społeczność naukową w swego rodzaju bańkach informacyj- nych, w obrębie których naukowcy wymieniają się wciąż tymi samymi argumentami, nieustannie zapewniając się nawzajem, że obrali właściwy kurs.

Jest jeszcze najbardziej perfidny ze wszystkich błędów, znany jako efekt „ślepej plamki”. Sprowadza się on do upartego trzymania się stanowiska, że nasze własne postrzeganie problemów jest w najlepszym porządku ( kontestatorzy natomiast błądzą – dopisek mój, S.O.).

(…)
Istnienie wymienionych efektów zostało potwierdzone w niezliczonych badaniach i absolutnie nic nie wskazuje na to, że inteligencja (osobista – dopisek mój; S.O.) może zdołać uchronić przed nimi, bowiem nie został stwierdzony żaden związek pomiędzy zdolnościami kognitywnymi a popełnia- niem błędów w rozumowaniu. (Oczywiście reguła ta dotyczy wszystkich dziedzin nauki i nie tylko nauki – dopisek mój; S.O.).

Nie jesteśmy w stanie porzucić kierunków badawczych, które okazują się bezowocne. Jesteśmy nadmiernie zachowawczy w przyswajaniu nowych koncepcji, ale nie krytykujemy pomysłów swoich kolegów z obawy przed posądzeniem o „społeczną nieużyteczność”. Lekceważąco odnosimy się do idei spoza głównego nurtu, jako pochodzących nie ze swojego gniazda (chodzi o „mainstream naukowy” – dopisek mój; S.O.). Jednym słowem, godzimy się na reguły, które łamią naszą intelektualną niezależność, bo przecież wszyscy tak robią.

Przy tym wszystkim dokonujemy samooszukiwania się, twierdząc uparcie i wbrew faktom, że postępujemy zgodnie z dobrą praktyka badawczą, a na nasze opinie nie wywierają wpływu żadne uwarunkowania społeczne czy psychologiczne, bez względu na to jak mocno taka zależność zostałaby udokumentowana.

(…)

Większe grupy (naukowców – dopisek mój; S.O.) są mniej skuteczne w dzieleniu się istotną informacją. Im bardziej wyspecjalizowana jest dana grupa, tym bardziej jej członkowie skłonni są dawać posłuch wyłącznie temu, co zgadza się z punktem widzenia dominującym w ramach tej grupy. Jest to powodem, że waga przepływu wiedzy pomiędzy społecznościami naukowymi jest dzisiaj kwestią dużo ważniejszą, niż było to sto, czy nawet dwadzieścia lat temu.

(…)

Rzecz jasna, naukowcy-doświadczalnicy mają własne cele (i własną hierarchię tych celów – dopisek mój; S.O.). Im także się marzy rozwój nowych technologii, tak więc nie jest dokładnie tak, że decyzje dotyczące przyszłych eksperymentów pozostawione są wyłącznie w gestii fizyków-teoretyków (decyzje dotyczące finansowania eksperymentów – dopisek mój; S.O.). Niemniej to teoretycy wybierają te obszary dla eksperymentowania, które rokują największe nadzieje. Powinni zatem określać je z możliwie dużym obiektywizmem. Ale dopóki badania teoretyczne rozwijane są przez ludzi, należy zakładać, że tego rodzaju oceny i wybory obarczone będą  błędami poznawczymi i stereotypami społecznymi. Niestety, nie ma obecnie skutecznego środka zaradczego przeciwko tego rodzaju sytuacji.

(…)
Nam, naukowcom, najłatwiej jest obwiniać gremia rządzące lub agendy finansujące badania. Na łamach specjalistycznych periodyków nie brakuje głosów krytycznych dotyczących absurdalnych prób mierzenia dorobku naukowego (znaczenia/wagi naukowej - dopisek mój; S.O.) Ale, póki co, niczego one nie zmieniają.

(...)

Pozwoliliśmy wpędzić się w kozi róg, w którym jeśli chcemy utrzymać pozycję w swoim środowisku naukowym, jesteśmy zmuszeni do rutynowych kłamstw. To, że akceptujemy taką sytuację, dowodzi porażki świata nauki. Ale tylko naukowcy są w mocy obecną sytuację naprawić.

(…).

dokończenie wątku:

http://stanislaw-orda.szkolanawigatorow.pl/dalszy-ciag-delikatnego-dostrojenia

 

******

Wykaz moich notek na portalu "Szkoła Nawigatorów" pod linkiem:

http://stanislaw-orda.szkolanawigatorow.pl/troche-prywaty      

                                                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

tagi: delikatne dostrojenie 

	stanislaw-orda
	3 sierpnia 2020 17:31

26     2594    11 zaloguj sie by polubić