Сабина Хоссенфельдер - Уродливая Вселенная [Как поиски красоты заводят физиков в тупик]

«Помню, что читала некоторые ваши статьи, где вы критиковали теорию равновесия, но это было лет десять назад 195, – говорю я. – Я-то думала, или надеялась, что с тех пор экономисты уже осознали, что она слишком упрощенная. В том, что касается данных, экономика должна быть безумно запутанной. И это не как в физике – там я хотя бы могу понять, почему они верят в простоту. Я бы ожидала, что описание экономики реального мира должно требовать сложного компьютерного анализа».

«Абсолютно с вами согласен. И пытаюсь сдвинуть ситуацию в этом направлении, но сторонников очень мало».

«Странно, – удивляюсь я, – ведь “большие данные” – теперь такое модное выражение, мне казалось, экономисты должны быть в этом впереди планеты всей».

«Экономисты навострили уши, – говорит Дойн. – Но это сильно отличается от того, что они делали прежде, так что потребуется какое-то время».

«Как же экономисты так подсели на математику?» – недоумеваю я.

«Математика ведь царствует в физике не случайно, – объясняет Дойн. – Она позволяет принять набор допущений и вывести из них следствия. Поэтому идея использовать математику в общественных науках очень привлекательна. Проблема ведь не с математикой как таковой. Преобладающие методы, боюсь, стали таковыми потому, что они изящны и люди с их помощью могут доказывать какие-то умозаключения, а не потому, что эти методы хорошо описывают мир. Математик, ищущий ключи под фонарем».

«Я считаю, что красота – это замечательно, и обеими руками за изящность, – говорит Дойн. – Но тревожусь, когда вижу нагроможденные друг на друга горы математики, пусть и изящной. Может, это и интересная математика, но в итоге-то вы уверены, что действительно делаете науку?»

Вы слышали любопытнейшую историю о жизни нейтрона? Нейтроны состоят из трех кварков и вместе с протонами составляют ядра атомов. Атомные ядра, по счастью, стабильны, но вытащите нейтрон из ядра – и он распадется, среднее время его жизни будет равняться примерно десяти минутам. Если более точно – 885 ± 10 секунд. Любопытная часть здесь – вот этот плюс-минус.

Рис. 15.Результаты измерений времени жизни нейтрона по годам. Источники : Patrignani C. et al. (Particle Data Group). 2016. Review of particle physics. Chin. Phys. C. 40: 100001 (погрешности – 1σ); Bowman J. D. et al. 2014. Determination of the free neutron lifetime. arXiv:1410.5311 [nucl-ex].

Время жизни нейтрона измеряется с неуклонно возрастающей точностью начиная с 1950-х годов (рис. 15, слева). Сейчас есть два разных метода измерения, которые дают разные же результаты (рис. 15, справа). Расхождение [110] Сейчас 3,8 σ. См.: Yue A. T. et al. 2013. Improved determination of the neutron lifetime . Phys. Rev. Lett. 111: 222501. arXiv:1309.2623 [nucl-ex]. больше того, что дозволяется погрешностями измерения, то есть шансы, что это случайность, меньше 1 к 10 000. Ситуация загадочная, возможно предвещающая новую физику. Но я хотела привлечь ваше внимание к другому.

Взгляните снова на левый график на рисунке 15. Маленькие черточки посередине – измеренные значения, а вертикальные линии – заявленные погрешности. Обратите внимание, как данные располагаются на одной своеобразной ступеньке, а потом вдруг резко перепрыгивают на новую – со значением, которое до того было очень редким, иногда даже не попадавшим в пределы погрешности. Похоже, экспериментаторы не только занижали погрешности измерений, но и преимущественно приходили к значениям, максимально воспроизводящим предыдущие результаты. И это не единственная величина, претерпевшая со временем подобные скачки измеренных значений. За последние десятилетия это произошло как минимум с дюжиной времен жизни, масс и частот рассеяния других частиц 196.

Мы никогда не узнаем доподлинно, почему это произошло. Но вероятное объяснение состоит в том, что экспериментаторы неосознанно старались воспроизвести известные им результаты. Я не имею в виду умышленное жульничество. Просто, если вы получаете результат, не согласующийся с существующей литературой, вы с большей вероятностью начнете искать у себя ошибки, чем если ваш результат прекрасно совпадает с имеющимися. И это перекашивает ваш анализ в сторону воспроизведения предыдущих результатов.

Однако экспериментаторы осознали эту проблему и предприняли шаги для ее решения. И действительно, как вы видите, результаты последних измерений не согласуются между собой (см. рис. 15, справа). Во многих коллаборациях сейчас заведен следующий порядок: ученые выбирают метод анализа еще до того, как вообще смотрят на данные (в рамках «ослепления»), а затем просто придерживаются заранее согласованной процедуры. Это помогает пресечь тенденцию перебирать разные методы анализа, когда результат выходит не таким, какого хотелось бы.