Benjamin Franklin ütles kunagi, et iga loll võib kritiseerida, hinnata ja kaevata - ja enamik lolle teeb seda. Richard Feynman ütles kunagi teadusliku protsessi kohta: esimene põhimõte on mitte petta iseennast - ja teid on kõige lihtsam petta. Skeptikud usuvad, et teadlased võivad end petta (kas teadmatusest või töökoha säilitamiseks) ja süüdistavad neid selles sageli - klimatolooge, kosmolooge, kõiki. Põhimõtteliselt on sellist kriitikat lihtne alusetuna tagasi lükata, kuid tekib huvitav küsimus: kuidas saaksime veenduda, et me ei peta iseennast?
Teaduses on levinud arvamus, et eksperimente peaks olema võimalik korrata ja võltsida. Kui teil on teaduslik mudel, peaks see mudel tegema selgeid ennustusi ja need ennustused peaksid olema testitavad viisil, mis teie mudelit kinnitab või ümber lükkab. Mõnikord mõistavad kriitikud seda nii, et tõeline teadus saavutatakse ainult laboritingimustes, kuid see on ainult osa loost. Vaatlusuuringud nagu kosmoloogia ka alluvad sellele reeglile, kuna uued vaatlused võivad meie praegused teooriad ümber lükata. Kui näiteks vaatlen tuhat valget luiki, siis võin eeldada, et kõik luiged on valged. Musta luige nägemine muudab minu spekulatsioone. Teaduslik teooria ei saa olla absoluutne, see on alati esialgne, see muutub uute tõendite ilmnemisel.
Ehkki see on tehniliselt õige, on väljakujunenud teooriate nimetamine esialgseteks pisut ebaõiglane. Näiteks eksisteeris Newtoni universaalse gravitatsiooni teooria mitu sajandit, enne kui selle asendas Einsteini üldine relatiivsusteooria. Ja kui me võime täna öelda, et Newtoni raskusjõud on vale, töötab see samamoodi nagu alati. Nüüd teame, et Newton lõi ligikaudse mudeli, mis kirjeldab masside gravitatsioonilist vastasmõju, kuid on reaalsusele lähedal nii täpselt, et saame seda ikkagi kasutada orbiidi trajektooride arvutamiseks. Alles siis, kui laiendame oma vaatlusi väljaspool (väga suurt) olukordade ringi, kus Newtonil oli õigus, vajame Einsteini abi.
Kui kogume tõendeid teadusliku teooria toetuseks, võime olla kindlad, et see töötab väikese tõendusmaterjaliga. Teisisõnu võib teooriat pidada tõeks selles vahemikus, milles seda kvalitatiivselt testiti, kuid uued tingimused võivad ootamatult paljastada käitumise, mis viib laiema ja terviklikuma pildini. Meie teadusteooriad on oma olemuselt esialgsed, kuid mitte sel määral, et me ei saa nende õigsusele tugineda. Ja see on probleem väljakujunenud teooriatega. Kuna me ei saa kunagi kindlalt teada, et meie katsetulemused on "tõelised", siis kuidas me teame, et me lihtsalt ei anna soovitud vastust kehtivana?
Valguskiiruse mõõtmised erinevatel aastatel
Selline mõtlemine ilmneb algklasside õpilastel. Nende ülesandeks on mõõta mõningaid eksperimentaalseid väärtusi, nagu raskuskiirendus või laseri lainepikkus. Algajatena teevad nad sageli kõige lihtsamaid vigu ja saavad tulemusi, mis ei vasta "üldtunnustatud" tähendusele. Kui see juhtub, lähevad nad tagasi ja otsivad oma töös vigu. Kuid kui nad teevad vigu nii, et tasakaalustuvad või osutuvad mitte ilmseteks, ei kontrolli nad oma tööd veel kord. Kuna nende tulemus on loodetud väärtuse lähedal, arvasid nad, et tegid kõik õigesti. Seda eelarvamust jagavad kõik meie ja mõnikord ka väärikad teadlased. Ajalooliselt on see juhtunud valguse kiiruse ja elektroni laenguga.
Reklaamvideo:
Praegu on kosmoloogias olemas mudel, mis on tähelepanekutega hästi kooskõlas. See on ΛCDM mudel, mille nimi koosneb kreeka tähest "lambda" ja külmast tumeainest (CDM). Enamik selle mudeli täpsustusi hõlmab selle mudeli parameetrite, näiteks universumi vanuse, Hubble'i parameetri ja tumeaine tiheduse täpsemate mõõtmiste tegemist. Kui lambda-CDM-mudel kirjeldab universumit tõeliselt täpselt, peab nende parameetrite erapooletu mõõtmine toimuma statistilise mustri järgi. Nende parameetrite ajaloolisi väärtusi uurides saame mõõta, kui kallutatud mõõtmised olid.
Selle toimimise mõistmiseks kujutage ette tosinat õpilast, kes mõõdavad kriidilaua pikkust. Statistiliselt saavad mõned õpilased väärtuse, mis on suurem või väiksem kui praegune. Tavapärase jaotuse järgi, kui tahvli tegelik pikkus on 183 sentimeetrit standardhälbega sentimeetri kohta, saavad kaheksa õpilast tulemuse vahemikus 182-184 sentimeetrit. Kuid kujutage ette, et kõik õpilased jäävad sellesse vahemikku. Sellisel juhul on teil õigus kahtlustada mõnesid mõõtmisvigu. Näiteks kuulsid õpilased, et tahvel oli umbes kaheksakümmend kaks ja pool meetrit, nii et nad tegid mõõtmisi, ümardades tulemuse 183. Paradoksaalsel kombel kahtlustatakse katse esialgset kallutatust, kui nende katsetulemused olid liiga head.
Kosmoloogias on erinevad parameetrid hästi teada. Seega, kui rühm teadlasi teeb uue katse, teavad nad juba, milline tulemus on üldiselt aktsepteeritud. Tuleb välja, et katsete tulemused on varasemate tulemustega "nakatunud"? Quarterly Physics Review'i üks viimaseid artikleid käsitleb just seda teemat. Uurides 12 erineva kosmoloogilise parameetri 637 mõõtmist, said nad aru, kuidas tulemused statistiliselt jaotati. Kuna nende parameetrite "tegelikud" väärtused pole teada, kasutasid autorid WMAP 7 tulemusi "tõestena". Ja nad said teada, et tulemuste jaotus oli täpsem, kui oleks pidanud. Mõju on väike, nii et selle võib omistada kallutatud ootustele, kuid see erines ka väga oodatud mõjust, mis võib viidata eksperimentaalsete ebakindluste ülehindamisele.
See ei tähenda, et meie praegune kosmoloogiline mudel oleks vale, kuid see tähendab, et peame olema veidi ettevaatlikumad oma usalduses oma kosmoloogiliste parameetrite täpsuse suhtes. Õnneks on mõõtmise täpsuse parandamiseks võimalusi. Kosmoloogid ei peta iseennast ega meid, nende kasutatavate andmete, meetodite ja analüüside parandamiseks ja parandamiseks on lihtsalt veel palju ruumi.
