الفيزياء الزائفة ومشكلة العلم

«الفيزياء الزائفة» مصطلح يقصد به الفيزيائي الأمريكي «بيتر فويت» تلك الادّعاءات العلمية الزائفة ذات العناوين البرّاقة الكاذبة، وهي التي تحمل خصائص الأخبار الزائفة نفسها، وبالتحديد القصص المضلّلة المتضخّمة عن نظريات فيزيائية فارغة أو غير ناجحة تجريبيًا.

يقول الفيزيائي الإيطالي «كارلو روفيلي»: «إنها من أسوأ الأشياء بالنسبة لي عندما يوقفني أحد الأشخاص في الشارع ويقول: «هل تعلم أن العالم مصنوع من الأوتار، وأن هناك أكوانًا متعددة وعوالم متوازية؟»، ملقيًا اللومَ على الفيزيائيين أنفسهم «الذين يجب أن يعلموا أن الطريقة التي يروّجون بها لعملهم سوف تضلّل الناس».

لكنّ ذلك المصطلح قد يمتدّ ليشمل أيضًا تلك النظريات الفيزيائية ذات النماذج الرياضية الممكنة التي يؤمن العلماء بصحتها بدون وجود دليل تجريبي مباشر أو غير مباشر على صحتها، بسبب عدم وجود طريقة تجريبية للتحقق منها. وهذا هو المعنى الكامن في جملة «ليست خاطئة حتى»، وهي عبارة للفيزيائي الكبير «باولي»، فاختارها فويت كعنوان لكتابه الذي يناقش فيه تلك القضية.

فبعض النظريات الفيزيائية، كنظرية الأوتار [1] ونظرية الأكوان المتعددة [2]، لا يمكن تجربتها حتى نحكم على صحتها أو حتى على خطئها، رغم أن بدايات بعضها الفعلية كانت منذ أكثر من 35 عاما وبجذور تعود لأواخر الستينيات.

ويعود ذلك إلى أن تنبؤات تلك النظريات إما بعيدة جدًا زمانيًا ومكانيًا، أو أنها صغيرة جدًا، أو أنها تحتاج لمستويات عظيمة من الطاقة خارج إطار قدرتنا في المستقبل القريب حتى، يقدّرها البعض بـ 10¹⁵ ضعفا ما ينتجه مصادم الهدرونات الكبير، أو أنها لا تقدّم تنبؤًا محددًا بل تتنبؤًا بأي شيء وكل شيء، فلا نستطيع أن نضع اختبارًا محددًا، أو أنه لا يوجد طريقة نظرية حتى لاختبارها من الأساس. وقد ناقشت عدة كتب تلك المشاكل منها كتاب «مشكلة الفيزياء» للفيزيائي «لي سمولن».

يقول روفيلي:

ويرى أن السبب وراء ما يحدث حاليًا هو أن فلسفة المنهج العلمي حاليًا هي التخمين بدون تجربة، في صورة «ولِمَ لا؟»، فمثلًا لم لا نضيف بعدًا جديدًا أو كونًا جديدًا بدون تجربة؟ ولهذا «فإن ما لا يمكن اختباره، ليس علمًا حقيقيًا». وترجع أهمية التجربة إلى أنها تحدّد ما هو واقع متحقّق في عالمنا من بين كل ما هو عقلاني، أو على مستوى أعمق، كل ما هو ممكن منطقيًا.

فالنتائج التي تظهر من النماذج الرياضية للنظريات الفيزيائية لا تنطبق بطريقة حتمية على واقعنا وعلى الكون الذي نعيش فيه، فالكثير من التجارب قد أثبتت خطأ العديد من النظريات الفيزيائية البسيطة والجميلة، رغم أن نماذجها كانت رائعة رياضيًا ونتيجة عقلانية فيزيائية عظيمة، لكنها لم تنطبق على الكون الذي نعيش فيه. وربما يكون هذا هو السبب وراء قلّة جوائز نوبل للفيزيائيين النظريين (29%) مقارنة بالفيزيائيين التجريبيين (71%).

لكن ليست كل الفيزياء النظرية كذلك بالطبع، فالكثير من نظرياتها له علاقة مباشرة بعالمنا الواقعي، وبالتالي يمكن تجربتها مباشرةً أو الاقتراب منها تجريبيًا تدريجيًا كالنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات أو وجود المادة المظلمة[3] والطاقة المظلمة [4]. مما دفع الكاتب العلمي «جون هورجان» لمراهنة الفيزيائي «ميتشيو كاكو» عام 2002 إلى القول بأنه «بحلول عام 2020 لن يفوز أحد بجائزة نوبل عن عمله في نظرية الأوتار أو أي نظرية موحَّدة تصف كل قوى الكون»، لأنها بدون تجربة ستكون مجرّد «لاهوت رياضي».

التخبط الفلسفي للعلماء

يقول الفيزيائي «جورج إيليس» إن تلك الاستحالة التجريبية قد دفعت بعض العلماء إلى التخلي عن فكرة وجود إثباتات تجريبية للنظرية خلال العمل عليها، لصالح جمال النظرية واتساقها الرياضي وقدرتها على تقديم تفسير ما، بغض النظر عن اختبار صحته.

فبدون التجربة، تخاطر الفيزياء النظرية بتحولها لأرض مهجورة بين الرياضيات والفلسفة والفيزياء التجريبية، والتي لا تلبي متطلبات أي منهم، وهو مصير يهدد مستقبل العلم. وهي حركة يصنفها الفلاسفة تحت اسم «ما بعد التجريبية».

وهو ما قد حدث بالفعل؛ فقد دفعت مشكلة العلم الحالية بعض الفيزيائيين كشون كارول، صاحب كتاب «The Big Picture»، إلى أن يقول إن نظرية الأوتار تتعلق بظواهر لن تظهر فيزيائيًا إلا على درجات من الطاقة «أعلى من أي شيء قد نصل إليه على الأرض»، وأن نظرية الأكوان المتعددة تصف عوالم «من المستحيل الوصول إليها مباشرة»، ولكنه يرفض الربط بين عدم القدرة على تجربة نظرية ما واعتبار تلك النظرية غير علمية، فيدعو للتخلي عن مبدأ التكذيب بداعي أنه «مبالغ فيه».

ولكن امتد به الأمر إلى التعبير عن إيمانه بتلك النظريات غير التجريبية، بصورة شبه دينية، قائلًا: «سواء كنا نستطيع أن نلاحظها مباشرة أم لا، فإن الكيانات المكونة لهذه النظريات إما حقيقية وإما أنها ليست كذلك. ولكن رفض التفكير في وجودها المحتمل على أساس مبدأ مسبق، وعلى الرغم من أنها قد تلعب دورًا حاسمًا في كيفية عمل العالم، هو أكثر الأشياء غير العلمية على الإطلاق».

يقول الفيزيائي «شيلدون جلاشو»، الحائز على جائزة نوبل عام 1979، إنه يمكن أن نرى الآن «كيف يمكن للإيمان (موقف معرفي غير مبرر) أن يحل محل المنهج العلمي مرة أخرى». وهذا التخبط الفلسفي يعود إلى أن الفيزيائيين لم يعودوا فلاسفة كما كانوا من قبل. يقول روفيلي:

فعلى سبيل المثال كان الفيزيائيون يتناقشون في المعاني الفلسفية لنظرياتهم، كنقاشات أينشتاين وبور الشهيرة، وكان هذا نتيجة طبيعية لتأثر كليهما بكانط ونسبية المنظور الذاتي في المعرفة، والتي انعكست على النظرية النسبية، وفي تفسير كوبنهاجن النسبي الاحتمالي لميكانيكا الكم.

حتى أن هنري بوانكاريه كان يعتبر أنه من الضروري للفيزيائي أن يضع تصورا فلسفيا لإنتاجه العلمي. ولكن تغير هذا الأمر في الآونة الأخيرة مع ظهور العلموية، أو الفلسفة التي ترى أن المنهج العلمي سيفسر كل شيء، وبغض النظر عن النقد الفلسفي لهذا المنظور، يكفي أن نشير لعبارة هوكنج الفلسفية بأن «الفلسفة قد ماتت» لبيان تناقض تلك النظرة.

يقول إيليس: «ينبغي للفلاسفة والفيزيائيين وغيرهم من العلماء أن يضعوا سردية جديدة للمنهج العلمي الذي يمكن أن يتعامل مع نطاق الفيزياء الحديثة». مما دعا مجموعة من الفيزيائيين لعقد مؤتمر تحت عنوان «لماذا نثق في نظرية ما؟ إعادة النظر في المنهجية العلمية في ضوء الفيزياء الحديثة» في جامعة ميونيخ خلال ديسمبر/كانون الأول 2015، اجتمع فيه مجموعة من فلاسفة العلم والفيزيائيين، بعضهم حائز على جائزة نوبل، لمواجهة مشكلة العمل في النظريات الفيزيائية التي تفتقر إلى البراهين التجريبية.

الاحتمالية الشرطية

اعتبر المشاركون في المؤتمر أن أهم فكرة قُدِّمت هي محاولة الفيلسوف ريتشارد داويد الإجابة على سؤال: لماذا يتمسّك الكثير من الفيزيائيين بنظرية الأوتار رغم كل مشاكلها؟ وهو يرى أن هناك ثلاثة أسباب:

• لا توجد حاليًا نظرية «لكل شيء»، قادرة على توحيد كل القوى الأساسية في الكون، غير نظرية الأوتار. وحجة «عدم وجود بدائل أخرى» تعزز ثقة العلماء النظريين بأنه لا توجد طريقة أخرى لتوحيد القوى الأساسية الأربعة؛ مما يجعل من المرجح أن نظرية الأوتار هي الطريق الصحيح.

  وإذا تغاضينا عن رفض البعض لهذا التصور بسبب وجود نظريات أخرى لكن أقل شهرة وأقل في القدرة التفسيرية [5]، فإن هذه مغالطة منطقية في حد ذاتها، لأن هذا ليس كافيًا للاستدلال على صحة هذا الطريق، بل قد يكون طريقا خاطئا، والطريق الصحيح لم يُكتَشف بعد، أي أن الفيزيائيين الحاليين ببساطة ليسوا قادرين على العثور على البدائل الموجودة فعليًا.

• خرجت نظرية الأوتار من النموذج القياسي، وهي نظرية مثبتة تجريبيًا، والتي تضم جميع الجسيمات والقوى الأساسية المعروفة (بدون الجاذبية) في بنية رياضية واحدة، كما أن النموذج القياسي لم يكن لديه أي بدائل خلال سنوات التكوين. وهذه الحجة «الاستدلالية»، كما يدعوها داويد، تدعم حجة عدم وجود بدائل من خلال إظهار أنها عملت من قبل في سياقات مماثلة. لكن لأن هذا ليس كافيًا أيضًا للاستدلال على صحة هذا الطريق.
• أنها استطاعت تقديم تفسير فيزيائي نظري لبعض الظواهر الأخرى خارج مجالها الأساسي، والتي تعتبر مشكلات علمية تحتاج لتفسيرات، كانتروبيا الثقوب السوداء. لكن بدون القدرة على إثبات نظرية الأوتار ذاتها، فنحن لا نعلم إذا كانت التفسيرات الناتجة عنها صحيحة أم لا، وبالتالي فهذا أيضا ليس كافيًا للاستدلال على صحة هذا الطريق.

ويعترف داويد بأن الأسباب السابقة ليست كافية بالفعل لتبرير التمسك بتلك النظرية داخل إطار المنهج العلمي، مما جعله يقدم نموذجًا جديدًا، وهو احتمالية شرطية بايزية (Bayesian probability). فلو مثّلنا حساب قيمة احتمالية نظرية جديدة (posterior probability)، فسنجد أن الشخص يحسب احتمالية صحتها في ذاتها بدون أي أدلة إضافية (prior probability) مضروبًا في قيمة تأثير بقية الأدلة على احتماليتها (likelihood).

وقد استعمل الفيزيائي «جوزيف بولشنسكي» ذلك النموذج في حساب احتمالية صحة نظرية الأكوان المتعددة في ورقة علمية. فبدأ بأن احتمالية صحتها في ذاتها بدون أي أدلة إضافية هي 50%، وباعتبار صحة نظرية الأوتار وأن الثابت الكوني قيمته صغيرة، وأن طاقة الفراغ الفيزيائي ليست صفرا، والتي تعزز صحة نظرية الأكوان المتعددة، فوجد أن قيمة تأثير تلك الأدلة 1.88، وبالتالي فاحتمالية صحتها 94%، ولكنه عاد ليقول إن بالطبع احتمالية صحة نظرية الأكوان المتعددة لا تساوي أبدًا احتمالية ما أُثبت تجريبيًا كوجود جسيم هيجز على سبيل المثال والتي هي 99.9999 %.

وقد اعتبر بيتر فويت النسبة السابقة من قبيل النكات العلمية التي تحتاج لروح دعابة عالية. وكمثال مضاد قال إن حساباته تقول بأن احتمالية صحة تلك الورقة العلمية في ذاتها بدون أي أدلة إضافية هي 50%، ولكنه يعتبر أن قيمة تأثير فلسفة العلوم على احتمالية صحتها هي 0.0002، وبالتي فإن مساهمة تلك الورقة العلمية في فلسفة العلوم هي 0.1%.

مشكلة الاحتمالية الشرطية التبريرية

وبالطبع فإن ورقة بولشنسكي العلمية هي خدعة رياضية لعدة أسباب:

• فهي تعتمد في حسابها على قيمة تأثير بقية الأدلة على احتماليتها، وما يعزز احتماليتها يعزز أيضًا احتمالية غيرها من النظريات الأخرى الممكنة فيزيائيًا، والتي قد تكون متعارضة. فهي نموذج رياضي يدور في فلك الممكن فيزيائيًا وليس المتحقق فيزيائيًا؛ وهو حالة واحدة وسط الممكنات نصل إليه إذا كان ضرورة رياضية أو عن طريق تجربة. وهذا هو دور النظرية العلمية، أن تخبرنا لماذا تحدث تلك الظاهرة بهذا الشكل وليس بأي شكل ممكن آخر.
• نقطة ضعف الاحتمالية الشرطية البايزية كنموذج رياضي عند تطبيقه على الواقع هي أنها تعتمد على المنظور الذاتي لتقدير قيمة احتمالية صحة الفرضية في ذاتها (وهو ما يختلف من شخص لآخر) ولتقدير ما يمكن اعتباره كدليل لحساب قيمة تأثير الأدلة على احتمالية الفرضية (وبدون معيار موضوعي لتحديد ما يصلح لأن يكون دليلا وما لا يصلح لذلك، فإن أي اعتقاد، حتى لو كان ذاتيًا، قد يُعتَبر دليلا قادرا على تعزيز احتمالية أي فرضية).

  فأي شخص يمكن أن يبرر أي شيء بناءً على اعتقاداته. وقد أشار ريتشارد دوكينز في كتابه «وهم الإله» إلى ذلك في إحدى نقاط الكتاب المعدودة ذات القيمة الفلسفية، إن لم تكن النقطة الوحيدة، فيقول: «إنها ليست قيم مَقيسة ولكن أحكاما شخصية، تحولت إلى أرقام من أجل هذه العملية».

فعلى سبيل المثال هنا، نجد أن الفيلسوف ريتشارد سوينبرن حسب احتمالية وجود الإله على أنها أكثر من 50% وفق ما يراه كأدلة تعزز تلك الاحتمالية. لكن تلك الأدلة نفسها سيراها الملحد كأدلة تعزز احتمالية عدم وجود الإله. فمن الطبيعي أن حسابه للاحتمالية سيكون أقل من 50%، وهو ما ناقشناه باستفاضة في هذه المقالة. وبالطريقة نفسها حسب فويت مساهمة تلك الورقة العلمية في فلسفة العلوم هي 0.1% على عكس شون كارول الذي يرى أن ورقة بولشنسكي مهمة وقيمة للغاية.

فإذا نظرنا لنموذج بولشنسكي الرياضي فقد اعتمد على صحة نظرية الأوتار، التي لم تثبت بعد، ليثبت صحة نظرية الأكوان المتعددة. وتلك هي أخطر نقطة في حسابات الاحتمالية الشرطية، كما يقول داويد، لأن الاعتماد على أدلة غير تجريبية سيفتح الباب «للتخلي عن كل المبادئ العلمية، لأن أي شخص سيقدم أي نوع من الأدلة لصالح فكرته وانحيازاته الذاتية»، فالأمر سيعتمد على الرغبات الشخصية والرؤية الذاتية للعالم، والتي تختلف من شخص لآخر، مما سيفقد المنهج العلمي قوته الموضوعية.

خاتمة

يقول مؤرخ العلوم «هيلجي كراخ» إن اقتراح طرق جديدة للمنهج العلمي قد حدث من قبل، لكن أي محاولة للاستبدال بقابلية التجريب أي طريقة أخرى قد باءت بالفشل دائمًا. فإذا أراد العلماء الوصول لتقدم علمي حقيقي، يجب التخلي عن النظريات ذات الاستحالة التجريبية ولو مؤقتًا، والبحث عن نظريات أخرى قد تكون صحيحة ويمكن تجربتها، بدلا من البناء النظري الخالص الذي ينتج قصورًا في الهواء على هيئة أوراق بحثية كثيرة، ولكن بدون أساس علمي تجريبي.

لكنّ هذه الروح تحتاج إلى أن يكون العلم الخالص هو الدافع الوحيد والحقيقي عند العلماء الشباب، وهو ما يعرقله تأثير المؤسسات العلمية والمجتمع العلمي الذي يدفع في اتجاه معاكس. يجعل هذا التأثير اهتمامَ العلماء منصبًّا بالأساس على بناء سمعة علمية مقبولة بين أفراد المجتمع العلمي ومؤسساته، مما يفتح باب التمويل والنشر والمؤتمرات. هنا نجد بيئة مختلفة عمّا كان عليه حال العلماء قديمًا.

مع ذلك، يقول الفيزيائي الكبير «ماكس بلانك» إن النظريات تتقدم بموت الجيل القديم وليس أتباعه، فلابد من التخلي عن المشروعات الفاشلة تجريبيًا لصالح حرية علمية تفتح باب أفكار جديدة وثورية قد تغيّر الوضع العلمي الحالي.