[論文レビュー] Beyond Falsifiability: Normal Science in a Multiverse

Sean M. Carroll|arXiv (Cornell University)|Jan 15, 2018

Space Science and Extraterrestrial Life被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、観測不能であるにもかかわらず、多宇宙宇宙論が科学的に正当であると主張している。このような理論は、否定可能性ではなく、帰納的推論、ベイズ推論、および経験的成功といった標準的な科学的手法によって評価される。主な貢献は、多宇宙をパaradigm shiftではなく、従来の科学として再定義することであり、評価の困難さは科学的非妥当性ではなく、間接的証拠に起因する。

ABSTRACT

Cosmological models that invoke a multiverse - a collection of unobservable regions of space where conditions are very different from the region around us - are controversial, on the grounds that unobservable phenomena shouldn't play a crucial role in legitimate scientific theories. I argue that the way we evaluate multiverse models is precisely the same as the way we evaluate any other models, on the basis of abduction, Bayesian inference, and empirical success. There is no scientifically respectable way to do cosmology without taking into account different possibilities for what the universe might be like outside our horizon. Multiverse theories are utterly conventionally scientific, even if evaluating them can be difficult in practice.

研究の動機と目的

• 観測不能性のため多宇宙理論が非科学的であるという主張に反論すること、特に否定可能性基準に焦点を当てる。
• 多宇宙モデルの科学的評価が、すべての物理理論と同様に、帰納的推論、ベイズ的推論、および経験的成功に基づくものであることを明確にすること。
• 私たちの視界を超えた観測不能領域の存在が、基礎物理学において避けがたい考慮事項であることを主張すること。
• 多宇宙モデルの評価が困難になるのは、間接的証拠と測度問題に起因するが、科学的厳密性の欠如によるものではないことを示すこと。
• 直接観測ができない仮説を扱うにあたり、科学的基準を放棄せずに、科学的手続きの洗練された理解を提唱すること。

提案手法

• 観測データに基づいて多宇宙仮説を正当な科学的説明として正当化するため、帰納的推論を用いる。
• 間接的証拠と理論的一致性に基づき、多宇宙モデルの信頼度を更新するため、ベイズ推論を適用する。
• 無限大の多宇宙における確率的予測を評価するために、永遠のインフレーションにおける測度問題を分析する。
• 多宇宙の評価を標準的宇宙論モデルと比較し、科学的実践における一貫性を示す。
• 多宇宙理論を根拠づける可能性のある枠組みとして、量子重力および時空の出現を検討する。
• 観測不能性が科学的立場を無効にするという考えを拒否し、すべての理論が一定程度、間接的推論に依存していることを強調する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 観測不能領域を含む多宇宙理論は、どのように科学的に評価できるのか？
• RQ2 特に宇宙論において、否定可能性基準が科学の区別基準として不十分であるのはなぜか？
• RQ3 直接観測が不可能な状況で、ベイズ推論が多宇宙仮説の評価に果たす役割は何か？
• RQ4 量子重力およびインフレーションからの理論的制約は、多宇宙モデルの妥当性にどのように寄与するか？
• RQ5 予測が直接検証不能であっても、多宇宙理論は科学的に意味を持つことができるか？

主な発見

• 多宇宙理論は、すべての他の物理理論と同様に、帰納的推論、ベイズ推論、および経験的成功という科学的手法によって評価される。
• 否定可能性の欠如が理論の科学的資格を失わせるものではなく、ポパーの基準は実際の科学的区別基準として機能しない。
• 多宇宙は新しい種類の科学ではなく、間接的証拠の評価が困難であっても、従来の科学的推論の延長線上にある。
• 永遠のインフレーションにおける測度問題は、統計力学や量子力学にも同様の問題が存在するため、確率的予測を無効にしない。
• 間接的証拠のため、多宇宙への信頼度は0.2から0.8の間で長期間固定される可能性があるが、これにより科学的正当性が損なわれることはない。
• 方法論的根拠に基づき、事前に多宇宙を拒否することは非科学的である。均一な宇宙と多宇宙の両方とも、科学的妥当性の同等な可能性を有する。