Nauka potrzebuje rozumu, by jej ufać – dr Sabine Hossenfelder

Nauka potrzebuje rozumu, by jej ufać – Sabine Hossenfelder

To, że żyjemy obecnie w uścisku post-faktualizmu, wydaje się naturalnie odpychające dla większości fizyków. Ale broniąc teorii bez domagania się dowodów empirycznych, sami jesteśmy winni ignorowania faktów.

[Post-Faktualizm odnosi się do sytuacji, w której ludzie są bardziej skłonni zaakceptować argument oparty na ich emocjach i przekonaniach niż argument oparty na faktach.]

Jestem teoretycznym fizykiem cząstek elementarnych i wątpię w wartość teoretycznej fizyki cząstek elementarnych. Wiem, że to już jest niezręczne, ale jest jeszcze gorzej. Obawiam się, że społeczeństwo ma dobre powody, by nie ufać naukowcom i — smutne, ale prawdziwe — ja sama uważam, że coraz trudniej im zaufać.

W ostatnich latach zaufanie do nauki zostało poważnie wystawione na próbę przez kryzys odtwarzalności¹. Problem ten dotknął głównie nauk biologicznych, gdzie, jak się okazuje, wielu recenzowanych ustaleń nie da się niezależnie odtworzyć. Próby rozwiązania tego problemu skupiały się na udoskonaleniu obecnych miar wiarygodności statystycznej i ich praktycznej implementacji. Takie zmiany wprowadzono, aby zwiększyć obiektywność naukową lub — mówiąc wprost — aby zapobiec naukowcom okłamywaniu samych siebie i siebie nawzajem. Wprowadzono je, aby przywrócić zaufanie.

Kryzys odtwarzalności [replikowalności] jest problemem, ale przynajmniej został rozpoznany i jest rozwiązywany. Jednak z mojego punktu widzenia, z obszaru badań, który można ogólnie podsumować jako podstawy fizyki — kosmologia, fizyka wykraczająca poza standardowy model, podstawy mechaniki kwantowej — mam miejsce w pierwszym rzędzie do znacznie większego problemu.

Pracuję w rozwoju teorii. Naszym zadaniem, mówiąc luźno, jest wymyślanie nowych — w jakiś sposób lepszych — wyjaśnień dla już istniejących obserwacji, a następnie formułowanie przewidywań w celu przetestowania tych hipotez. Nie mamy kryzysu odtwarzalności, ponieważ nie mamy żadnych danych, od których moglibyśmy zacząć — wszystkie obecnie dostępne obserwacje można wyjaśnić za pomocą dobrze ugruntowanych teorii (mianowicie standardowego modelu fizyki cząstek elementarnych i kosmologicznego modelu zgodności).

Ale mamy kryzys zupełnie innego rodzaju: tworzymy ogromną liczbę nowych teorii, a mimo to żadna z nich nie jest nigdy empirycznie potwierdzona. Nazwijmy to kryzysem nadprodukcji. Używamy zatwierdzonych metod w naszej dziedzinie, widzimy, że nie działają, ale nie wyciągamy z tego konsekwencji. Jak mucha uderzająca w szybę, kręcimy się w kółko, oczekując innych rezultatów.

Niektórzy z moich kolegów nie zgodzą się, że mamy kryzys. Mówią, że poczyniliśmy wielki postęp w ciągu ostatnich kilku dekad (pomimo że nic z tego nie wyszło) i że normalne jest, że postęp zwalnia w miarę dojrzewania dziedziny — to nie jest XVIII wiek, a znalezienie fundamentalnie nowej fizyki dzisiaj nie jest już takie proste, jak kiedyś. W porządku. Ale mój problem nie dotyczy ślimaczego tempa postępu per se, ale tego, że obecne praktyki w rozwoju teorii sygnalizują porażkę metody naukowej.

Pozwól, że zilustruję, co mam na myśli.

W grudniu 2015 r. w ramach współpracy LHC [Wielki Zderzacz Hadronów] CMS [Zwarty Solenoid Mionowy] i toroidalnego układu detektorów ATLAS przedstawiono dowody na odstępstwo od fizyki modelu standardowego przy masie rezonansowej około 750 GeV^[2,3]. Nadmiar pojawił się w kanale rozpadu dwufotonowego i miał niską istotność statystyczną. Nie wyglądał jak cokolwiek, co ktokolwiek kiedykolwiek przewidział. Do sierpnia 2016 r. nowe dane ujawniły, że nadmiar był jedynie fluktuacją statystyczną. Ale zanim to nastąpiło, fizycy wysokich energii stworzyli ponad 600 artykułów wyjaśniających domniemany sygnał. Wiele z tych artykułów zostało opublikowanych w czołowych czasopismach. Żaden z nich nie opisuje rzeczywistości.

Społeczność fizyki cząstek elementarnych zawsze podlegała modom i kaprysom. Chociaż ten przypadek był ekstremalny zarówno pod względem liczby uczestników, jak i ich pośpiechu, miało miejsce wiele podobnych przypadków wcześniej^[4]. W fizyce, wskakiwanie na gorący temat w nadziei na zebranie cytowań jest tak powszechne, że ma nawet swoją nazwę: „pogoń za karetką”, odnosząc się do (prawdopodobnie apokryficznej) praktyki prawników podążających za karetkami w nadziei na znalezienie nowych klientów.

Można by argumentować, że nawet gdyby wszystkie proponowane wyjaśnienia skoku 750 GeV były błędne, to i tak byłyby dobrym ćwiczeniem dla mózgu, rodzajem ćwiczeń przeciwpożarowych przed czymś poważniejszym. Nie jestem przekonana, czy to dobrze spędzony czas, ale tak czy inaczej, pogoń za karetką mnie nie martwi. Martwi mnie to, że ta powódź artykułów jest oszałamiającym dowodem na to, jak bezużyteczne są obecne kryteria jakości. Jeśli potrzeba zaledwie kilku miesięcy, aby wyprodukować kilkaset „wyjaśnień statystycznego przypadku”, to do czego te wyjaśnienia się przydadzą?

I nie dotyczy to tylko teoretycznej fizyki wysokich energii. Widać to również w kosmologii, gdzie modeli inflacji jest mnóstwo. Teoretycy wprowadzają jedno lub kilka nowych pól i potencjałów, które napędzają dynamikę Wszechświata, zanim rozpadną się na normalną materię. Obecne dane obserwacyjne nie potrafią odróżnić różnych modeli. A nawet jeśli pojawią się nowe dane, nadal pozostanie nieskończenie wiele modeli, o których można pisać prace. Według moich szacunków literatura zawiera obecnie kilkaset takich^[5].

Dla każdego wyboru pól i potencjałów inflacji można obliczyć obserwowalne, a następnie przejść do kolejnych pól i potencjałów. Prawdopodobieństwo, że którykolwiek z tych modeli opisuje rzeczywistość, jest znikomo małe — to ruletka na nieskończenie dużym stole. Jednak według obecnych kryteriów jakości jest to nauka pierwszorzędna.

Ten syndrom zachowania pojawia się również w astrofizyce, gdzie teoretycy wyczarowują pola, aby wyjaśnić stałą kosmologiczną (którą dobrze wyjaśnia fakt, że jest stałą) i sugerują coraz bardziej skomplikowane „ukryte sektory” cząstek, które mogą lub nie tworzyć ciemnej materii.

Nie mam zamiaru bezmyślnie odrzucać wszystkich tych badań jako bezużytecznych. W każdym z tych przypadków istnieją dobre powody, dla których warto zbadać temat i które mogą prowadzić do nowych spostrzeżeń — powody, na które nie mam miejsca, aby się tu rozwodzić. Jednak w przypadku braku dobrych miar jakości, idee, które się przyjmują, są najbardziej owocne, nawet jeśli nie ma dowodów na to, że owocność teorii koreluje z jej poprawnością. Podkreślę, że niekoniecznie oznacza to, że jakikolwiek naukowiec zmienia zachowanie, aby zadowolić kolegów. Oznacza to po prostu, że taktyki, które przetrwają, to te, które się powielają^[6].

Wielu moich kolegów uważa, że ​​ten las teorii zostanie ostatecznie wycięty przez dane. Jednak w podstawach fizyki stało się niezwykle rzadkie, aby jakikolwiek model został wykluczony. Zamiast tego przyjętą praktyką jest dostosowywanie modelu tak, aby nadal zgadzał się z brakiem empirycznego wsparcia.

Dominacja owocnych i łatwych do zmiany hipotez ma swoje konsekwencje. Ponieważ eksperymenty badające podstawy fizyki stały się tak kosztowne i trwają tak długo, musimy dokładnie rozważyć, które eksperymenty prawdopodobnie ujawnią nowe zjawiska. W tej ocenie przekonania teoretyków co do tego, które modele prawdopodobnie są poprawne, odgrywają dużą rolę. Oczywiście eksperymentatorzy forsują swój własny program [agendę], ale teoria powinna informować o zlecaniu eksperymentów. Oznacza to jednak, że jeśli teoretycy się pogubią, eksperymenty staną się mniej prawdopodobne, aby dostarczyć nowych wyników, teoretycy będą mniej skłonni do uzyskania nowych danych, a koło się zamknie.

Łatwo zrozumieć, jak znaleźliśmy się w tej sytuacji. Oceniano nas według liczby publikacji — lub przynajmniej według tego, na podstawie czego myśleliśmy, że jesteśmy oceniani — a surowsze środki jakości w rozwoju teorii obniżyłyby produktywność. Jednak presja publikacji nagradza ilość kosztem jakości, co zostało powiedziane już wiele razy wcześniej i nie chcę dodawać kolejnej skargi na źle pomyślane środki postrzegania sukcesu naukowego. Najwyraźniej takie skargi nie robią różnicy.

Skargi na presję publikacji nie pomagają, ponieważ ta presja jest jedynie objawem, a nie chorobą. Podstawowym problemem jest to, że nauka, jak każda inna zbiorowa działalność ludzka, podlega dynamice społecznej. Jednak w przeciwieństwie do większości innych zbiorowych działań ludzkich naukowcy powinni dostrzegać zagrożenia dla swojego obiektywnego osądu i znaleźć sposoby na ich uniknięcie. Ale tak się nie dzieje.

Jeśli naukowcy są selektywnie narażeni na informacje od podobnie myślących rówieśników, jeśli są karani za to, że nie przyciągają wystarczającej uwagi, jeśli stają przed przeszkodami, aby opuścić obszar badań, gdy jego obietnice maleją, nie można liczyć na to, że będą obiektywni. Taka jest sytuacja, w jakiej znajdujemy się dzisiaj — i zaakceptowaliśmy ją.

Moim zdaniem nasza niezdolność — a może nawet niechęć — do ograniczenia wpływu uprzedzeń społecznych i poznawczych w społecznościach naukowych jest poważną, systemową porażką.

Nie chronimy wartości naszej dyscypliny. Jedyną reakcją, jaką widzę, są próby obwiniania innych: agencji finansujących, administratorów szkolnictwa wyższego lub decydentów. Ale żadna z tych stron nie jest zainteresowana marnowaniem pieniędzy na bezużyteczne badania. Polegają na nas, naukowcach, którzy powiedzą im, jak działa nauka.

Podałam przykłady brakującej autokorekty z mojej własnej dyscypliny. Wydaje się rozsądne, że dynamika społeczna ma większy wpływ w obszarach pozbawionych danych, więc podstawy fizyki są prawdopodobnie skrajnym przypadkiem. Ale u podstaw problem ten dotyczy wszystkich społeczności naukowych. W zeszłym roku kampania Brexitu i kampania prezydencka w USA pokazały nam, jak wygląda polityka na bazie Post Faktów — rozwój, który musi być całkowicie niepokojący dla każdego, kto ma wykształcenie naukowe. Ignorowanie faktów jest daremne. Ale my również ignorujemy fakty: nie ma dowodów na to, że inteligencja zapewnia odporność na społeczne i poznawcze uprzedzenia^[7], więc ich obecność musi być naszym domyślnym założeniem. I tak jak mamy wytyczne, aby uniknąć systematycznych uprzedzeń w analizie danych, powinniśmy również mieć wytyczne, aby uniknąć systematycznych uprzedzeń wynikających ze sposobu, w jaki ludzki mózg przetwarza informacje. Oznacza to na przykład, że nie powinniśmy karać badaczy za pracę w niepopularnych dziedzinach, filtrować informacji za pomocą rekomendacji znajomych ani zezwalać na taktyki marketingowe, a także powinniśmy przeciwdziałać niechęci do strat za pomocą zachęt do zmiany dziedzin i dawania więcej miejsca wiedzy, która nie jest jeszcze szeroko udostępniana (aby zapobiec „uprzedzeniu w udostępnianiu informacji”). Przede wszystkim powinniśmy zacząć traktować problem poważnie.

„Inteligencja nie chroni cię przed formowaniem tłumu. W ogóle nie chroni. A poziom wykształcenia jest wręcz przeciwwskazaniem. Im wyższy poziom wykształcenia, tym człowiek jest bardziej podatny na formowanie tłumu” – dr Mattias Desmet

Dr Mattias Desmet i Psychologia Totalitaryzmu
Pragnienie posiadania mistrza | Psychologia totalitaryzmu – Mattias Desmet
Zachowania przesądne – gołębie i nagrody
Musisz włożyć głowę do tego wiadra właśnie teraz!

Dlaczego do tej pory ten problem nie był traktowany wystarczająco poważnie? Ponieważ naukowcy ufają nauce. Zawsze działała, a większość naukowców jest optymistycznie nastawiona, że ​​będzie działać nadal — bez konieczności podejmowania przez nich działań. Ale to nie jest XVIII wiek. Społeczności naukowe zmieniły się dramatycznie w ciągu ostatnich kilku dekad. Jest nas więcej, współpracujemy więcej i dzielimy się większą ilością komunikatów i informacji niż kiedykolwiek wcześniej. Wszystko to wzmacnia społeczne sprzężenie zwrotne i naiwnością jest wierzyć, że gdy nasze społeczności się zmieniają, nie musimy również aktualizować naszych metod.

Jak możemy obwiniać społeczeństwo za bycie wprowadzanym w błąd lub dezinformowanym, ponieważ żyje w społecznych bańkach, jeśli sami jesteśmy temu winni?

Źródło: Science needs reason to be trusted, Nature Physics volume 13, pages 316–317 (2017)

 

Bibliografia:
1. Baker, M. Nature 533,452-454 (2016).
2. Khachatryan, V. et al. (CMS Collaboration) Phys. Rev. Lett. 117,051802 (2016).
3. Aaboud, A. et al. (ATLAS Collaboration) /. High Energ. Phys. 2016,001 (2016).
4. Backović, M. Prcprint at http://arxiv.org/abs/1603.01204 (2016).
5. Martin, J.. Ringeval, C., Trotta, R. & Vennin, V. J. CosmoL Astropart. Phys. 2014,039 (2014).
6. Smaldino, P. E. & McEIrcath, R. R. Soc. Open Sci. 3, 160384 (2016).
7. Stanovich, K. E. & West, R. F. J. Pers. Soc. Psychol. 94,672-695 (2008).

 

Zobacz na: Syndrom myślenia grupowego i katastrofa promu Challenger
Nauka spod znaku kultu cargo – Richard Feynman [1974]
Nowy sposób wyjaśniania – David Deutsch
Kryzysowi replikacji w psychologii kończą się wymówki
Płeć a środowisko akademickie
O żywotnej potrzebie wolności słowa – prof. Jordan Peterson
Zdrowie publiczne to nie nauka – Eric Weinstein [Niezłe szaleństwo]
Kult Rozumu: Losy Religii w Rewolucyjnej Francji
Nie potrzeba geniuszy: Rewolucyjna nauka w epoce gilotyny autorstwa Steve’a Jonesa, recenzja książki
Jak nauka osadzona jest w religii – Jonathan Pageau
Negacja Rzeczywistości – James Linsday | Sekretne Religie Zachodu, cz. 1 z 3
Gnostyczny Pasożyt – James Lindsay | Sekretne Religie Zachodu, cz. 2 z 3
Gry o władzę: przewodnik terenowy – Rian Stone

“Celem myślenia jest pozwolenie na to, by twoje myśli umarły zamiast ciebie” – J. Peterson

 

Doc. Kossecki: Filozofia polskich i amerykańskich służb specjalnych a sprawa Snowdena.

Konkurencja wpływa na lepsze działanie, ma dopingować. Jest to dogmat gospodarki rynkowej, który nie zawsze się sprawdza.