- Not Even Wrongは最初の記事から20年を迎え、短文中心のSNSへ科学コミュニケーションが移っていく中でも、長文形式のブログを続けてきた事例として残っている
- 20年前の基礎理論物理学に対する判断は大きく変わっておらず、LHCの結果もStandard Model Higgsの存在と超対称性の不在という、当時の有力な予想に近いものだった
- 失敗した研究プログラムを認めないまま維持してきた姿勢が、この分野を真剣な科学として大きく損なったという批判が記事の中心である
- Standard Modelが極めて成功しており、実験的な手がかりがほとんどない状況で、TeVスケールを超える世界についての新しいデータも近い将来には期待しにくい
- 個人的には新しいアイデアに知的なやりがいを期待しているが、より大きな規模では部族主義的な行動と知的崩壊が続く可能性を懸念している
20年を迎えたブログと科学コミュニケーションの変化
- 最初のブログ記事は20年前に公開され、最初の実質的な記事はその2日後のものだった
- ブログを始めた頃はブログが流行しており、基礎物理学を扱う他のブログも同じ時期に多く生まれた
- そのほとんどは休眠状態になり、Sabine HossenfelderのBackreactionは例外的な事例として残っている
- Sabine HossenfelderやSean Carrollなどは、より多くの人とコミュニケーションするため、主に動画へ移ったように見える
- Twitterで「マイクロブログ」をする人もいるが、複雑な理論物理学の問題をTwitter形式で議論するやり方には懐疑的である
20年前の判断とLHC後の変化
- 20年前に書いた内容を振り返ると、概ね持ちこたえており、変えるべき部分はほとんどないと見ている
- LHC実験は、Standard Model Higgsが存在し、超対称性は存在しないという結果をもたらした
- この2つの結果は、当時も最も可能性の高いシナリオと考えられていた
基礎理論物理学へのより悲観的な評価
- 見方は、とりわけここ数年で変わった
- ブログを始めた時点ではPh.D.取得後20年が経っており、今は66歳でPh.D.取得後40年が経っている
- 2004年には、有望に見えず、すでに失敗が明らかに見えていた思弁的アイデアが、基礎理論をほぼ20年支配してきた状況を見ていた
- さらに20年経った今では、失敗を認めず次の段階へ進まない姿勢が、この分野を真剣な科学としてかなりの部分で死なせたと判断している
実験データ不足と進展の難しさ
- より高いエネルギースケールに到達する技術的困難のため、TeVスケールを超える世界についての重要な新データを生きている間に見るのは難しいと見ている
- 実験が誠実さを保ってくれない状況で、基礎理論は回復しがたい形で軌道を外れたと判断している
- Standard Modelは極めて成功しており、それを改善する方法についての実験的な手がかりはない
- その結果、約50年間にわたり進展を生み出すのが非常に難しい分野になった
- 非常に難しい問題では、よく訓練された才能ある人が適切な知的環境にいてこそ成果を出せる可能性が高い、というエリート主義的な立場を維持している
エリート機関と失敗した研究プログラム
- HarvardとPrincetonは1975〜1984年にこのような訓練と作業環境を提供しており、当時はうまく機能していたと評価している
- 今は状況がかなり変わったと見ている
- 40年にわたり、複数世代の学生を失敗した研究プログラムの中で訓練してきた代償が、この分野に蓄積している
- かつては、知識の最前線へ行こうとする学生がgauge field theoryを学ぶのは自然なことだった
- 今では、多大な努力を払ってPolchinskiを読み、失敗したアイデアの技術に専門性を持つ状況になっていると批判している
最近の出来事が残した失望
- 最近取り上げたあるプログラムは、残っていた制度圏への期待を打ち砕く出来事だった
- その出来事は、この分野のリーダーたちが、状況がどれほど悪化しても何が起きたのかを認めないことを示したと見ている
- Wormhole Publicity Stuntも大きな影響を与えた
- 問題は過去を直視しないことにとどまらない
- 資金調達が可能で、過去の正当化として売り込めるなら、未来についての悪い見方にも加担し得ることを示したと見ている
- IASのディレクターがこれを1919年の一般相対性理論の実験的証拠と比較した場面は、参加者の一部にとって不快だったかもしれない
- そのイベントは一線を越えていた可能性があるが、次はquantum computingの代わりにAIが入った形で似たようなことが起こり得ると懸念している
個人的な楽観と、より大きな規模での不安
- より広い世界と最も関心のある分野は、部族主義的な行動と知的崩壊が深まる環境へ下っていると見ている
- 個人的には、状況は非常にうまく進んでいると述べている
- 特に新しいアイデアにますます楽観的になっており、いくつもの有望な方向で進展を試みることを楽しんでいる
- 残された時間がどれほどであれ、知的にやりがいのある時間になると期待している
- 身近な範囲では今後20年を楽しみにしているが、より大きな規模ではこれから起こることを恐れている
1件のコメント
Hacker News の意見
大学院1年目が終わったあと、LHC の CMS 検出器で超対称性（SUSY）の痕跡を探すグループに入ってみようとした。グループは有名だったが、雰囲気はかなり有害そうに見えた。
週次ミーティングで指導教員が大学院生に解析結果を求めると、その学生がその場で固まり、早口になって、週末までに終わらせると約束する場面を見た。
体験期間中に技術レポートをざっと読むことができたが、当時 LHC が2〜3年かけて蓄積したペタバイト規模の全データの中で、超対称粒子候補の事象はおよそ 10±5 件ほどだったと記憶している。
素粒子物理も好きだったがコーディングも好きで迷っていたし、その有名教授があまりにひどく感じられたうえ、精巧な解析と物理の力量にもかかわらず、結果は実質的に大きな「ノー」だった。
結局、もっと小さな計算レーザー・プラズマ物理のグループを選んだところ、その CMS の教授は「素粒子物理をやりたいと言っていたのにプラズマ物理をやるというのは、本気ではない証拠だ」というような反応をした。
10年ほどたった今、その選択を後悔していない。待遇もずっと良くなったし、抜けるタイミングも合っていたと感じている。
同じ廊下にオフィスがあったアト秒研究者の一人がノーベル賞を受けたときは、かなり誇らしかった。当時、その CMS 教授のプレッシャーに耐えることを選んだ大学院生は、そのグループに残る理由を「ノーベル賞級の研究になり得るから」と言っていたが、自分の選択は正しかったと思う。
人は変わるし、以前やりたいと思っていたことが実際には良い選択ではないかもしれないと気づくには成熟が必要だ。
学部生が特定分野の研究が実際にどう回っているのかを正確に知っていると期待すること自体が非現実的なのだから、それを好きだとどうして確信できるのかと思う。
材料化学で見た最高の博士課程学生の一人は生化学出身だった。満足できない分野で耐えるより、別の場所を自分で見に行くほうがはるかに良いし、無理に耐え続ければ、結局は怒りっぽく、苦々しく、恨みの多い小さな教授になる近道だ。
学部生だったが仕事ができたので、大学院レベルの科目も履修させてもらえた。
しかし、教える側の人たちとその生活を長い間、かなり冷静に観察した。いつも故障する車、副業、配偶者がどれだけ働いているか、服装といったことだ。
優秀な人たちが端金で働いていた。
虐待を受けている知人の不運が続いたことについて、なぜそんなに得意げなのかはよく分からない。
若いころ物理学を学んでいた。弦理論の初期のアイデアにはかなり可愛げがあり、輪ゴムの量子版とは何かという問いに答えているように見えた。
しかし、根本理論としてはうまく合わなかった。24次元に住まなければならず、タキオンを含み、フェルミオンがなかったからだ。
これを直そうとして人々はフェルミオン弦を作ったが、すでにその時点でいくらか人為的に見えた。
一般相対性理論と量子場理論をどう結びつけるかは、その問いが出てからもなお、かなり不明瞭なままだ。
弦理論が長く興味深かった理由は、面白い数学を多く含むほどには複雑だが、完全に扱えないほど複雑ではなかったからだと思う。
真実かどうかとは関係なく、何年にもわたり多額の資金が投入されたのに有用な結果がなかったので、マーケティングと呼んでいる。
弦理論研究をあと数年続ければ正しいと分かり、有用な予測をするかもしれないが、これまではそうならず、外部にいる大半の人は諦めたように見える。
現在の物理学界内部でも、概ね何の成果にもつながらないだろうと見ているようだが、自分は物理学の奥深くにいるわけではないので、間違っているかもしれない。
「フロンティアがない」という言い方や、フロンティアがどこにあるかについては同意しない。
標準模型は完全ではない。ニュートリノの質量項が何なのか、ディラックなのかマヨラナなのか、あるいはその組み合わせなのか分かっていない。
右巻きニュートリノが奇妙なほど存在しないという点もあり、これは「暗黒物質」粒子の有力な候補だ。
これは「標準模型を超える物理」というより「標準模型の欠けたピース」だ。
ニュートリノの中には少なくとも一つの大きな秘密があり、オッカムの剃刀で考えれば、失われた質量、そしておそらく物質・反物質非対称性まで説明する有力候補だ。
実験のエネルギースケールをさらに上げることは一つのフロンティアだが、ますます難しくなり、発見はますます少なくなると言っているように見える。
LHC が実際にしたことは、ヒッグスを確認し、超対称性の証拠がまったくないことを示した程度だ。
Woit が標準模型は完全だと言ったようにも見えない。彼は「極めて成功している」と言っており、それは完全に事実だ。
また「どう改良すべきかについての実験的ヒントがない」と言っていたが、これも事実だ。
標準模型に欠けたピースがあるというのも正しいが、問題はそれを突き止めるためにどんな実験をするかだ。LHC はそれを助けてくれないだろう。ではどこを見るべきなのか、というのが Woit の言う「実験的ヒントがない」の意味だ。
当面、地上で到達可能なエネルギースケールは探索し終えたという、かなり説得力のある論理がある。
そうした背景では、理論的進展を遂げるのは難しい。
理論物理学者ではないが、20年前にBrian Greeneの『The Elegant Universe』を読んで弦理論に触れた。
最初は提示された理論の優雅さに感嘆したが、後になって理解したのは、弦理論はきれいに包装された単一の理論ではないということで、それが衝撃だった。
予測が難しいほどパラメータの多い巨大な理論群であり、「なぜこの理論で、ほかではないのか？」を正当化するのも難しそうに見えた。
その後20年で以下の3冊を読み、第一印象は裏づけられた。
『Not Even Wrong』はPeter Woitの本で、数学に慣れた読者向けの弦理論への踏み込んだ批判。核心は「検証できないなら科学と呼べるのか？」に近い。
『The Trouble With Physics』はLee Smolinの本で、弦理論という科学そのものだけでなく、それへの執着がリソースやほかの革新的なアイデアを妨げる問題まで扱っている。
『Lost in Math』はSabine Hossenfelderの本で、方程式や理論の美しさを追い求めることが物理学者を迷わせているのかを問い、歴史・インタビュー・個人史・哲学を織り交ぜていて、最もとっつきやすい。
1冊だけ選ぶなら、Woitは数学好きに、Smolinは科学に社会学の視点を添えたい人に、Hossenfelderは科学・哲学・人間のバイアスが交わる地点に関心のある人に向いている。
Sabineの最近の弦理論動画も見る価値がある: http://backreaction.blogspot.com/2024/03/whatever-happened-t... / https://www.youtube.com/watch?v=eRzQDyw5C3M
本よりも圧縮されていて、一般の人々に生じた副次的被害をよく説明している。
一世代まるごとがMichio KakuやBrian Greeneのような人たちの本を読んで、これがすべて正当なものだと信じていたのに、実際にはずっと昔から失敗作だったように見える。
ここに再現性の危機まで重なると、一般の人々は科学者の言うことを以前よりはるかに疑うようになる。
PBS Spacetimeは、「ほんの少し数学を交えた一般向け」の説明を見に、よく訪れる場所だ。
https://www.youtube.com/c/pbsspacetime
2004年当時の記事のコメントを読んでみると、教授たちは確かにかなり熱くなっていた。
核心となる概念が欠けていて、失敗した予測を覆い隠すために複雑さを積み増し続けているような感じだ。
産業組織レベルでの失敗は理解できる。マクロには「ダメだと見抜いて止めるべきだった」と言えるが、個人レベルでは非常に難しい。
弦理論をやってきた既存の物理学者には、その研究路線を押し進め続けるインセンティブがすべてある。新しい研究路線に移っても競争優位は生まれない。
専門性がどれほど移転できるのかはよく分からないが、それだけリソースが投入されたなら、近くにもっと良いアイデアがあったなら発見されていたはずだと思う。
これはまさにイノベーターのジレンマであり、学界は産業界よりさらに閉鎖的なので、なお悪い。
高等教育と理論研究が再発明されることを期待している。
ところが6章あたりで、それまでずっとこの理論がどれほど単純で優雅かを語っておきながら、「弦が1つではなく複数あり、n次元だったら？」というような話を始めて、すべてを窓の外へ投げ捨ててしまった。
そこで本を閉じた。
このブログは私の人生を変えた。
物理学研究者の道に進もうとしていて、学部生のときに偶然このブログを見つけたのを覚えている。
まるでソ連の人間が西側のニュースを読むような感覚だった。
その後さらに1年授業を受ける中で、著者が言っていたこと、つまり弦理論家たちが資金源と研究の方向性を掌握している様子を、はっきり見分けられるようになり、結局あきらめて去った。
応用数学で終えた後にプログラミングへ進み、これまで見てきたすべてのことから、転向して良かったと感じている。
弦理論がいまだに一般の人々の頭の中で、90年代と同じくらい大きな位置を占めていることに驚く。
Ed Witten本人に耳を傾けるよりも、今では研究者が何かを「理解」するのを助けるAIベースのアプリケーションの要望を多く聞くようになっていることにも、驚きと不安を感じる。
そうしたツールを作る仕事を手伝ってはいるが、あまり良くなかった時代の地図を思い出す。実際の詳細情報や新しい情報、新しい領土や地形データはないのに、ますます精巧になり、使いにくく理解しにくくなり、見た目だけは非常に印象的だった。
現代物理学、実のところ数学の一部を見ていても、そんなひどいたとえが思い浮かぶ。もちろん私はただの愚か者にすぎない。
Grothendieckのアイデアが救ってくれるかもしれないし、また別の誰かが必要なのかもしれないが、少なくとも私には、この15〜20年は知的停滞期にあるという感覚が強い。
このブログが本当に好きだったし、多額のお金を払って受けたものの、今では時間・資本・知的努力・エネルギーの無駄だったと思っている授業の90%よりも、私の思考に大きな影響を与えた。
この学術研究分野に詳しい人が、ここで示唆されている流れを解きほぐして説明してくれないだろうか？
このテーマについて科学論文と一般向けの論争的な文章の両方を書いており、彼が投機的だと見る特定の主流研究にメディアの関心と資金が過度に集中すると、科学研究の自由に対する一般の信頼を損なう危険があると主張している。
彼の控えめなブログ名である「Not Even Wrong」は、Wolfgang Pauli が科学的に役に立たない議論をこき下ろす際に使った表現である。
https://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Woit#Criticism_of_string...
Reflections and Impressionistic Portrait at the Conference Frontiers Beyond the Standard Model, M. Shifman, FTPI, Oct. 2012
https://arxiv.org/pdf/1211.0004v1.pdf
論文は、多元宇宙の問題のために弦理論には予測能力がないと見ている。私たちは、元素形成と生命を許すパラメータがランダムに選ばれた宇宙で、たまたま進化したにすぎない、というような話だ。
「したがって、質量階層、宇宙定数の小ささ、第4世代の不在など、世界の秩序を理解しようとする必要はない。そのような試みは今後も意味を持たない。すべては環境的な偶然である。ただありのままを受け入れ、幸せに生きればよい。これは極端に実装された人間原理であり、宗教的、あるいは控えめに言えば哲学的な匂いがする。」
「たとえこれが事実だとしても、私たちは決して知ることができない。すべての『追加の』宇宙は私たちの宇宙と因果的に切り離されているため、その存在の有無を実験で確認する物理的な方法がない。したがって、ランドスケープ・パラダイムのこの部分は、今日の弦理論において証拠に支えられておらず、今後も証拠に支えられ得ない信仰の行為である。」
弦理論にできるという誇張があり、それが間違いだと明らかになると、また別の検証不能なたわごとを持ち出して、再び誇張し始めた。
M理論に関する Abstruse Goose のウェブコミック: https://web.archive.org/web/20110106032138/http://www.abstru...
関連する Not Even Wrong の記事: https://www.math.columbia.edu/~woit/wordpress/?p=3365
Edward Frenkel が見事なたとえをしていた。
最初はその通りで、弦理論からは美しいアイデアが生まれた。しかし、それはもともとの約束ではなかった。
もともとの約束は、この宇宙の物理を説明し、自然の三つの力である電磁力・強い力・弱い力と重力の量子理論を統合することだった。だが、そうはならなかった。
今になって、実はそれはそれほど大きなことではなく、私たちははるかに多くのことを学んだのだと言っている。
たとえるなら、モーセがイスラエル人をエジプトから連れ出し、約束の地へ導くと言っておきながら、砂漠を40年さまよった後で「皆さん、約束の地というアイデアはそれほど大したことではありません。私たちが砂漠と砂についてどれほど多くを学んだか見てください」と言うようなものだ。
約束の地など誰が気にするのか、というわけだ。これはゴールポストを動かすどころではなく、別の競技場に行って別のゲームをしているのだ。
サッカーをしていた競技場から別の競技場に移って野球を始めながら、それでも「私たちはまだサッカーをしている」と言っているようなものだ。
もともとの目標に意味がないと言っているわけだが、単に「うまくいかなかった」から始めればいい。断固として、うまくいかなかったのだ。「次の10年でできる」と言うのではなく。
出典: https://www.youtube.com/watch?v=n_oPMcvHbAc
付け加えると、私が見たポッドキャストの中でも最高級だった。科学者も心理的な人間であり、自分で気づいているか認めているかにかかわらず、それぞれ主観的な好みを持っているという当たり前の事実に気づかせてくれた。
例: https://www.youtube.com/watch?v=n_oPMcvHbAc&t=8712
問題は、10^500個の真空の中から標準模型を再現するものを見つけることだ。それ以上でも以下でもない。
Woit がきちんと説明できていないのは、何でも自由に研究できた最高レベルの理論物理学者たちの一部が、なぜそれほど長い間 弦理論を続けたのかという点である
彼らは、弦理論が量子重力、そしてある程度は「単なる」量子場理論まで理解するための最も有望な道だと考え続けていた可能性が高いと思う
だとすれば、なぜ人々は Edward Witten のような人たちよりも Peter Woit の判断を信じることにするのだろうか？
Lee Smolin の “The Trouble With Physics” は、資金へのアクセスのしやすさと、生産性のない理論を暴くような実験的圧力がないことを述べている
80〜90年代の誇張のおかげで、多くの理論物理学科は主に弦理論家で埋められた
つまり、理論物理学で食べていきたいなら弦理論を選んでも大きく文句を言わない人が多く、弦理論の研究費申請について助言してくれる人も多い
他の根本理論が弦理論よりも測定可能な形でより間違っているからそうしたロビーが存在しないのではなく、歴史的偶然と、もしかすると純粋に数学的な魅力のためである
通常の自然科学では、経験的データが人間が陥りがちな知的縁故主義のネットワークを正してくれるが、標準模型があまりにも成功しているため、その補正装置が欠けている
実際の理由が何であれ、大学院レベルの科学教育を受けた人なら、弦理論がこれまでただの一つも予測をしていないにもかかわらず A+++ の物理理論と呼ぶのは、かなり大きなでたらめだという点には同意できるはずだ
これは、話している人たちが大衆に意味のある情報を与えているのではなく、空虚な宣伝をしているという明確なシグナルである
ここでの問題は、データが枯渇して私たちを導けなくなっていることだ
将来の何らかの技術が新しいデータを開けば、進展は再び始まるだろう。データがなければ物理学は神学になる
Feynman の “Seeking New Laws” 講演の一部もこれを思い起こさせる
「私たちが生きている時代は、自然の根本法則を発見する時代だ。そういう日は二度と来ないだろう。終わったという意味ではない。まさにそうした発見をしている過程の真っただ中にいるという意味だ。非常に興味深く驚くべきことだが、この興奮は消えざるを得ない。」
「将来には別の関心事が生まれるだろう。あるレベルの現象と別のレベルの現象とのつながり、生物学の現象、惑星探査のようなさまざまな関心事があるだろう。しかし、私たちが今しているようなことは続かない。ただ別の関心事になるだけだ。」
「また、すべてが知られるなら、最終的にすべてが知られたと判明するなら、非常に退屈になるだろう。私が語ってきたこうした問題に対する大きな哲学や細心の注意は、次第に消えていくだろう。いつも外で愚かなことを言っていた哲学者たちが、中に入ってこられるようになる。私たちがもはや『あなたの言うことが正しいなら、残りの法則をすべて推測できるはずだ』と言って追い払うことができなくなるからだ。法則がすべて与えられれば、それについての説明を持つことになるのだから。」
「例えば、世界がなぜ3次元なのかについての説明は常にある。しかし世界は一つしかないので、その説明が正しいかどうかを知るのは難しい。すべてが知られるなら、なぜそれらが正しい法則なのかについての説明もあるだろう。」
「しかしその説明は、私たちが『そのような推論ではそれ以上進めない』と批判できない枠組みの中に置かれるだろう。そうなるとアイデアの退化が起こる。偉大な探検家たちが自分の領域に観光客が押し寄せるときに感じる退化と同じだ。」
彼らの優れた知識がなぜ特定の論証を退けることにつながったのかを言ってくれなければ、私には推測できない
研究者は、たとえ理論研究者であっても、研究に必要な人件費と資源のために研究費を申請しなければならず、研究費には具体的な範囲と目標がある
正直に言えば、数十年の研究がうまくいかなかったことを認めるよりも、研究を救済しようとしているように見える
弦理論の背後には、かなり巨大な大衆科学向け宣伝マシンもあった
これは、失敗を率直に認めること、とりわけ同僚たちが「史上最も重要な発見」と騒いできた内容を大衆メディアの前で認めることが、メディアの逆風を招くという意味だ
ひどい場合には詐欺だという非難まで受けかねない
逆に私は、こうしたアイデアが凝縮系物理でうまく応用されているのを見るのがいつも楽しかった。例: https://en.wikipedia.org/wiki/Topological_insulator