弦理論科學(xué)嗎？物理學(xué)家和宇宙學(xué)家在十年前已經(jīng)就這個(gè)問題開始爭(zhēng)論了?，F(xiàn)在正在尋求哲學(xué)家的幫助。

本月初，一些長期爭(zhēng)斗的物理學(xué)家與科學(xué)哲學(xué)家在一個(gè)特別的研討會(huì)見面，目的是解決理論物理的分支已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)科學(xué)的現(xiàn)實(shí)中分離出來這一指控。利益攸關(guān)的是科學(xué)方法的完整性、在普通公眾中科學(xué)的聲望。研討會(huì)的組織者說。

12月7-9日，這個(gè)研討會(huì)在德國慕尼黑大學(xué)舉行。召開的緣由是一篇一年前，由南非開普敦大學(xué)的宇宙學(xué)家喬治·艾黎士，和巴爾的摩馬里蘭州約翰霍普金斯大學(xué)的天文學(xué)家約瑟夫·西克爾，發(fā)表在Naturea的文章引起的，他們?cè)谖闹懈袊@理論物理學(xué)“令人擔(dān)憂的轉(zhuǎn)變”。

“在應(yīng)用基礎(chǔ)理論去觀察宇宙時(shí)所面臨的困難”，他們寫到，一些科學(xué)家爭(zhēng)論說“如果一個(gè)理論足夠簡(jiǎn)潔和一目了然，它就不需要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試”。

首先討論的話題是可測(cè)性。一個(gè)科學(xué)理論如果被認(rèn)為有效的，科學(xué)家們通常要求有一個(gè)實(shí)驗(yàn)，能在在原則上排除這個(gè)理論--或者證明是“虛假”的?？茖W(xué)哲學(xué)大師卡爾·波普爾在20世紀(jì)30年代提出這點(diǎn)。在文章中，艾黎士和西克爾指出，在某些方面，一些理論物理學(xué)家已經(jīng)偏離這個(gè)指導(dǎo)原則--甚至主張要放松限制。

這二人組引用弦理論為主要的例子。這個(gè)理論用極小的弦代替基本粒子，來調(diào)和描述重力和量子這兩個(gè)明顯不相容的理論。弦實(shí)在太小了，以致用今天的技術(shù)察覺不出來--但有些人主張，弦理論是值得用于追求實(shí)驗(yàn)是否能夠估算出它的影響，皆因它看起來是解決許多困惑的正確方法。

艾黎士和西克爾也引出另一個(gè)看起來已經(jīng)被放棄的“波普爾主義”：多重宇宙的概念是宇宙大爆炸產(chǎn)生了很多宇宙---大多數(shù)與本身的那個(gè)有著本質(zhì)上的不同。

但在研討會(huì)的公開討論中，加利福尼亞大學(xué)圣塔芭芭拉分校的理論物理學(xué)家大衛(wèi)·格羅斯，描繪了兩個(gè)理論的區(qū)別。他把弦理論歸類為”在原則上“可測(cè)試的和如此完美的科學(xué)，因?yàn)橄揖哂袧撛诘目蓽y(cè)性。

他說，那些令人不安的概念，例如多重宇宙，我們假設(shè)其他宇宙是不能被我們自己觀察到的，就算在原則上也不行?！敝皇且?yàn)橄依碚撃壳暗牟豢蓽y(cè)性而認(rèn)為其不科學(xué)，是件荒誕的事?！痹?014年因?yàn)閺?qiáng)核力獲得諾貝爾獎(jiǎng)和在弦理論做出重要貢獻(xiàn)的格羅斯說。

出席這次研討會(huì)的卡洛·洛華利，是法國艾克斯馬賽大學(xué)的理論物理學(xué)家。他同意弦理論目前的不可測(cè)性，不意味著理論學(xué)家不值得花時(shí)間來研究的觀點(diǎn)。但艾黎士和西克爾的主要目標(biāo)，是來自慕尼黑大學(xué)的哲學(xué)家理查德·戴維在《弦理論和科學(xué)方法》一書中的觀測(cè)結(jié)果。他寫到，弦理論家已經(jīng)開始用貝葉斯統(tǒng)計(jì)的方法，在先前的知識(shí)基礎(chǔ)上估算某一確定預(yù)測(cè)成真的可能性，以后接受更多知識(shí)后再進(jìn)行修正這個(gè)估算。但是，戴維提到，物理學(xué)家已經(jīng)開始使用例如理論的內(nèi)部一致性或者缺乏可靠的替代性等純理論要素，來更新估算，而不是根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)來修正。

動(dòng)態(tài)的討論

在研討會(huì)上，已經(jīng)建議了弦理論可取代性的缺失，導(dǎo)致它看起來更有可能是正確的格羅斯和已經(jīng)研究多年另一種圈量子引力的羅維利爭(zhēng)論。羅維利斷然反對(duì)沒有可行選擇的假設(shè)。艾利斯同時(shí)反對(duì)理論要素能夠增加勝算的觀點(diǎn)?！拔覍?duì)貝葉斯主義的反應(yīng)是：新的證據(jù)必須是實(shí)驗(yàn)證據(jù)”，他說。

其他人圍繞著用貝葉斯統(tǒng)計(jì)去支持弦理論進(jìn)行了不相干的話題。斯德哥爾摩北歐理論物理研究所的物理學(xué)家薩賓·霍森菲爾德，說理論的流行性，歸功于它給人的形象是鎮(zhèn)上唯一的游戲。但弦理論很可能會(huì)因?yàn)樯鐣?huì)原因獲得研究動(dòng)力。她舉例說，年輕的研究人員因?yàn)楣ぷ鞯那巴颈雀粸槿酥念I(lǐng)域要好些，可能會(huì)轉(zhuǎn)向研究它。

自丹麥奧胡斯大學(xué)的科學(xué)史家赫爾奇·克勞，從歷史的角度發(fā)表了意見?！拔覀冃枰靶碌目茖W(xué)方法”的建議在以前就提出過，但是用其他的標(biāo)準(zhǔn)來代替經(jīng)驗(yàn)的可測(cè)性總是失敗了”，他說。但是，至少這個(gè)問題只是限制在物理的很少地方，他補(bǔ)充道。“弦理論和宇宙多重論只是大多數(shù)物理學(xué)家所涉及到的非常小的部分。”

強(qiáng)調(diào)需要清晰區(qū)別已經(jīng)用實(shí)驗(yàn)建立好的理論和那些推測(cè)出的理論的羅維利，并沒有獲得什么安慰?！爱?dāng)人們?cè)诮稚蠑r住你，并問你，“你知道這個(gè)世界是由弦組成的嗎？有平行世界嗎？”這是非常糟糕的事?！?/p>

在研討會(huì)的結(jié)尾，那些不和的物理學(xué)家看起來并沒有離達(dá)成一致更近。戴維--和西克爾、艾黎士，還有其他人一起組織了這個(gè)會(huì)議--說他沒有指望人們可以從根本上改變他們的立場(chǎng)。但是，他希望通過曝光其他的推理可以“帶來輕微的和解”。艾黎士提議一個(gè)更加親臨其境的方式，例如為期兩周的暑期班，可能會(huì)更容易達(dá)成一致。