Teori om alting:Hvordan en frygt for fiasko hæmmer fysikeres søgen efter det ultimative svar

Det er over et århundrede siden, at fysikkens højkonjunktur eksploderede med Albert Einstein, Max Planck og andre, og sendte os rundt i en ny verden af ​​kaos fra vores tidligere ordnede univers. Denne geniale generation af fysikere skrællede i sidste ende lagene af universet og atomet tilbage for at afsløre en verden, der er fremmed end fiktion.

Lige siden de tidligste dage med kvantemekanik, teorien, der styrer mikroverdenen af ​​atomer og partikler, har fysikkens hellige gral fundet en teori om alt - at forene kvantemekanikken med Einsteins generelle relativitetsteori, som gælder for universet i store skalaer .

Men vi har stadig ikke en gennemprøvet teori om alt. Og jeg tror på, at frygt for fiasko er en stor del af problemet.

At skabe en teori om alt er ikke ligefrem let. Det involverer at producere én ramme, der forener de grundlæggende kræfter i vores univers, mens den tager højde for alle de underliggende konstanter og mængder såvel som hver subatomare partikel. Præmien til den, der besvarer dette ultimative spørgsmål, er evig ære i menneskehedens annaler.

Der var stor sult efter at løse det i Einsteins generation. Faktisk arbejdede Einstein på en teori om alt på sit dødsleje - arbejde, som han i sidste ende blev latterliggjort for. Einsteins bidrag til fysikken var så stort, at han stadig er en superstjerne. Men fysikerne Arthur Eddington, Hermann Weyl og matematikeren David Hilbert var ikke så heldige, med nogle, der stod over for meget værre konsekvenser.

Tag for eksempel Eddington, måske den største videnskabsmand, du aldrig har hørt om. Cambridge-astronomen og fysikeren viste, at Einstein havde ret i sit arbejde med at analysere en formørkelse fra 1919 - hvilket lancerede Einstein til superstjernestatus. Eddington skrev også de første engelske bøger om relativitet, før han gjorde det samme om Georges Lemaîtres Big Bang-teori.

Han skrev også en bog om kvantefysik og blev den største populære forfatter om videnskab i 1920'erne og 1930'erne, sideløbende med sit banebrydende arbejde med stjernernes fysik (stjernernes fysik). Alligevel er han uklar i dag på grund af hans intense stræben efter en fundamental teori.

Udgivet posthumt blev hans forsøg øjeblikkeligt forvist på grund af dets utrolige fiasko. Hånet som numerologi (troen på et mystisk forhold mellem et tal og begivenheder), blev hans mærkelige interesse for kraften af ​​visse tal gjort grin med af andre videnskabsmænd. Og som mange bemærkelsesværdige astrofysikere har påpeget, har det ikke produceret nogen værdi siden dets offentliggørelse.

Eddingtons forbløffende endelige fiasko tjente som en kraftig advarsel om prisen, der følger med at mangle målet. Det sidste årti af hans liv brugt på at forfølge en teori om alt, endte i alvorlig skade på hans arv.

En ny generation

Generationen af ​​fysikeren Richard Feynman (1918-88), efter Einstein og Eddingtons, mistede interessen for en teori om alting. Feynman og hans jævnaldrende fandt deres egen ære i nye subatomære opdagelser og teorier og anvendelser af fysik til kemi og biologi, hvilket førte til adskillige Nobelpriser. Den latterliggørelse, som blev udholdt af dem, der prøvede og fejlede før dem, kan have været en af ​​årsagerne.

Denne urimelige pris for fiasko steg i sidste ende sammen med mellemkrigstidens fysiks herlighed. I en periode med uovertruffen succes var fiasko mere nådesløs. Dette var næppe et incitament for unge og geniale moderne hjerner, der søgte at anvende sig selv til det største spørgsmål.

Selv i dag bliver forsøg på teorier om alting hånet. Strengteori er for eksempel et sådant forsøg og er blevet foragtet af nobelpristageren Roger Penrose for ikke at være "rigtig videnskab."

Han er ikke alene. Fysiker Stephen Hawking mente, at en version af strengteori kaldet M-teori var vores bedste mulighed for en teori om alt. Men teorien har kæmpet med at producere forudsigelser, der kan testes ved eksperimenter.

En ung videnskabsmand i dag undrer sig måske, hvis Einstein, Eddington og Hawking ikke kunne løse problemet, hvem vil så? Og faktisk er mange i tvivl om, at det kan opnås. Er det overhovedet nødvendigt, da vi pragmatisk kan undvære en?

Det er derfor ikke underligt, at mange fysikere foretrækker at undgå udtrykket "teori om alting" i disse dage og i stedet vælger mindre grandiose alternativer såsom "kvantetyngdekraft."

Finansiering og karriereforløb

Udover den høje pris for fiasko lurer andre problemer. Et strålende ungt sind kunne stirre ind i en karrieres blindgyde ved at opsøge en teori om alting. Hvilken akademisk progression kan man forvente i starten af ​​deres karriere, hvis dette ønskes? Hvem vil give betydelige midler til unge, uprøvede forskere, der forfølger et tilsyneladende umuligt mål på kort sigt?

Det er sandsynligt, at en teori om alting i sidste ende vil kræve massivt samarbejde for at blive løst. Ironisk nok kan dette være et job for de ældre fysikere, trods advarsler fra Eddington og andre. Francis Crick viede sin opmærksomhed til at forsøge at løse problemet med bevidsthed i sine senere år, omend uden held.

Vi har brug for samarbejde. Men vi ser måske på udsigten til en teori om, at alting kun kommer fra dem, der har opnået så meget, at de har råd til den potentielle forlegenhed og vil blive stillet til gode. Dette vækker næppe begejstringen hos de livlige, unge sind, der ellers kan tackle problemet.

I forsøget på at løse det ultimative problem, har vi måske utilsigtet skabt et monster. Vores akademiske rammer for forskningsprogression er ikke befordrende for det, og historien har præsenteret et uvenligt billede af, hvad der sker med dem, der forsøger.

Og alligevel er vores største fremskridt altid kommet fra dem, der er villige til at tage risici.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.