[論文レビュー] The dangers of non-empirical confirmation

Carlo Rovelli|arXiv (Cornell University)|Sep 2, 2016

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ひとこと要約

ロヴェッリは、理論的美しさ、代替案の不在、数学的整合性といった非経験的確認に過度に依存することは、科学的信頼性を損なうと主張し、ストリング理論を警鐘の事例として挙げる。彼は、理論が推測的から確立された状態に引き上げられるのは、経験的証拠だけであると主張し、ベイズ的「確認」と科学的信頼性を混同することは、科学的方法における重要な違いを曇らせるとしている。

ABSTRACT

In the book "String Theory and the Scientific Method", Richard Dawid describes a few of the many non-empirical arguments that motivate theoretical physicists' confidence in a theory, taking string theory as case study. I argue that excessive reliance on non-empirical evidence compromises the reliability of science, and that precisely the case of string theory well illustrates this danger.

研究の動機と目的

• 理論物理学における経験的検証の代わりに非経験的確認が正当化されるかどうかを検証すること。
• ベイズ的「確認」と一般的な科学的・一般大衆的「確立済み」または「確認済み」という用語の間の重要な違いを明確にすること。
• 科学界が理論的動機に基づいて、極めて推測的な理論を科学的信頼性があるとみなすことによって、信頼性を失う危険性があると主張すること。
• 経験的証拠が欠如する中で「代替案がない」という主張に過度に依存する危険性を、ストリング理論を主な例として強調すること。
• 経験的検証が、推測的な理論と確立された科学的知識を区別する上で、代替不可能な役割を果たしていることを再確認すること。

提案手法

• ケプラーがコペルニクスを信頼した歴史的例、アインシュタインが一般相対性理論を経験的確認の前から自信を持った現代の例を分析する。
• ベイズ的定義における「確認」（信念を高めるあらゆる証拠）と、科学的および一般大衆的認識における「確認」（強固で信頼できる証拠）の違いを対比する。
• ヒッグス粒子（5σの有意水準）と古典力学を、経験的に確認された信頼性の高い理論の例として用いる。
• ベイズ的推論を適用し、LHCにおける超対称性の非検出といった失敗した予測が、理論的支援が続く中でもストリング理論に対する信頼を低下させるべきであることを評価する。
• 「代替案がない」という主張が文脈依存的で論理的に誤りであることを批判し、特定の仮定のもとではいかなる理論でも一意に見えることを示す。
• ポパー、クーン、トーラーの哲学的枠組みを援用し、科学的整合性を保つために、否定可能性と経験的検証の必要性を強調する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非経験的根拠だけで科学的理論に対する信頼を正当化できるのか、それとも信頼性のためには経験的検証が不可欠なのか？
• RQ2 ベイズ的「確認」と科学的「確認」を混同することで、科学的方法が歪められ、一般大衆の信頼が損なわれる理由は何か？
• RQ3 LHCにおける超対称性の欠如といった、経験的予測の失敗が、ストリング理論のような理論の信頼性にどのように影響するのか？
• RQ4 「代替案がない」という主張が、仮定が恣意的であるにもかかわらず、理論同士の優位性を判断する根拠としてどれほど妥当なのか？
• RQ5 経験的否定可能性が、推測的理論と確立された科学的知識を区別する上で果たす役割は何か？

主な発見

• 非経験的根拠は理論的発展には有用であるが、科学的文脈で「確認済み」または「信頼できる」という地位に引き上げるには不十分である。
• ヒッグス粒子の5σの実験的有意水準は、経験的確認の基準を示しており、ストリング理論にそのような証拠がないことと対照的である。
• LHCで低エネルギー超対称性粒子が検出されなかったことは、理論的支援が続く中でも、ストリング理論に対するベイズ的信頼を著しく低下させる。
• 「代替案がない」という主張は論理的に誤りであり、特定の仮定のもとではいかなる理論でも一意に見えるからである。
• 数十年にわたる理論的自信にもかかわらず、ストリング理論が経験的成果を上げられないことは、非経験的推論に過度に依存する危険性を示している。
• ポルチンスキーがストリング理論を98.5％の確信で支持し続けたように、強い経験的反証にもかかわらず理論を捨てない科学者の傾向は、非経験的信頼を科学的信頼性とみなすという心理的・哲学的欠陥を露呈している。