Entdeckungen in der Astronomie und Entdeckungen in der Physik – unterscheiden sie sich in der erforderlichen Beweislast?

Entdeckung in der Astronomie/Astrophysik (von astronomischen Objekten) vs. Entdeckung physikalischer Phänomene in der experimentellen Physik (als solche) – unterscheiden sie sich in der erforderlichen Beweislast (mit der Vorstellung, dass sich die Astronomie/Astrophysik mit realen, physikalisch existierenden astronomischen Objekten befasst, während die Ziel der Experimentalphysik per se meist eher eher abstrakte Konzepte der Theoretischen Physik zu verifizieren)?

Vielleicht würde eine eindeutige Beantwortung meiner Frage eine Analyse mit historischer Perspektive und die Berücksichtigung von Präzedenzfällen erfordern ...

Diese allgemeine Frage von mir wurde durch einen spezifischeren Fall motiviert, der in https://physics.stackexchange.com/q/236107/25575 vorgestellt wird

Ist Astronomie nicht ein Teil der Physik?
Ich teile ziemlich genau die Ansichten von Richard Muller, Professor für Physik an der UC Berkeley: quora.com/… ? Es ist nicht akzeptabel, Entdeckungen von astronomischen physikalischen realen Objekten wie Schwarzen Löchern und Neutronensternen zu behaupten, die allein auf der Detektion von Gravitationswellen basieren und bestimmte Signalsignaturen tragen.

Antworten (1)

Es gibt keine zentrale Autorität in der Wissenschaft. Es gibt keinen Rat, der die Standards festlegt. Die Kriterien für eine Entdeckung sind dieselben: Sie veröffentlichen Ihre Ergebnisse, und Ihre Kollegen akzeptieren Ihre Ergebnisse.

In der Teilchenphysik gibt es die 5-Sigma-Regel. Vielleicht haben Sie daran gedacht. Aber das ist keine offizielle Regel, sondern eine Konvention in der Teilchenphysik. Und es ist nicht auf jeden Bereich anwendbar.

Die Dinge sind nie geschnitten und trocken. Was bedeutet "kollegen". Was, wenn nur die meisten überzeugt sind. Zählt es? Entdeckungen werden in der Regel im Nachhinein beurteilt. Nachdem sich der Staub gelegt hat und die Debatten vorbei sind.

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Warum liegt die Messlatte in der Physik so hoch? Beim "Entdecken" eines Teilchens gibt es keine Möglichkeit, es zu "sehen", stattdessen beobachtet man eine Masse von Daten und sieht eine statistische Diskrepanz. Cern produziert Massen und Massen von Daten, und sie werden auf Ungewöhnliches gesichtet. Und bei so vielen Daten ist die Chance, etwas Ungewöhnliches zu sehen, tatsächlich ziemlich hoch. (Stellen Sie sich vor, Sie suchen nach Wiederholungen von '9' in den Ziffern von pi - wenn Sie weit genug suchen, können Sie sicher sein, eine Zeichenfolge von 6 9s zu finden, obwohl die Wahrscheinlichkeit, dass eine zufällige Zeichenfolge 6 9s enthält, sehr gering ist.)

Bei einer Masse an Daten und der Möglichkeit, Experimente zu wiederholen, ist es sinnvoll, die Messlatte sehr hoch zu legen.

Vergleichen Sie mit einer Beobachtung, wie dem „Zwitschern“ bei Ligo. Wir können es nicht beliebig wiederholen, die Daten sind da: Es ist etwas passiert, das mit einer Verschmelzung von Schwarzen Löchern vereinbar ist. Es wurde keine andere Theorie vorgeschlagen, die die Beobachtungen erklären könnte. Die Beobachtung ist weniger abhängig von einem statistischen Ergebnis nach Durchführung mehrerer Experimente, sondern von einer einzelnen direkten Beobachtung.

In Bereichen, in denen ein Ergebnis zufällig erklärt werden könnte, wird eine statistische Auswertung durchgeführt und veröffentlicht. Dies trägt zur Qualität eines Befundes bei und damit zur Anzahl der Menschen, die Sie überzeugen werden. Und am Ende zählt nur die Überzeugung der Kollegen.

Guter Punkt über die 5 σ Regel in der Physik. Dies unterscheidet die Physik tatsächlich ein wenig von der Astronomie, da auf letzterem Gebiet die Leute gerne publizieren 3 σ Ergebnis (obwohl sie es "vorläufige Beweise" nennen mögen).
@pela - danke für den Kommentar - das ist erstaunlich, da sich die Astronomie / Astrophysik meiner Meinung nach mit realen, physikalisch existierenden astronomischen Objekten befasst, während das Ziel der experimentellen Physik hauptsächlich darin besteht, (etwas abstrakte) Konzepte der theoretischen Physik zu überprüfen ...
Lohnt sich ein Vergleich mit der Psychologie, wenn p=0,05 „signifikant“ (entspricht 2sigma) und p=0,1 „sehr suggestiv und tendenziell signifikant“ ist?
@JamesKilfiger - warum nicht ... Ich frage mich, ob es bereits einige Forschungsarbeiten / Veröffentlichungen gibt, die dieses Thema in verschiedenen Wissenschaftsbereichen abdecken.
@Alex: Die Anzahl der Sigmas, die benötigt werden, um ein Ergebnis ernst zu nehmen, hängt von der Art der Beobachtung ab. Aber wenn man zum Beispiel etwas Ungewöhnliches entdeckt – wie eine Galaxie, die den Entfernungsrekord bricht – dann a 3 σ würde die meisten Menschen glücklich machen. Immerhin bedeutet dies immer noch, dass "wir zu 99% sicher sind, dass es da ist". Dann können bessere Folgebeobachtungen die Beobachtung bestätigen oder widerlegen. Und wie James Kilfiger erwähnte, sind wir immer noch besser als die meisten Sozialwissenschaften :)
Zu deiner Frage zu Fortran: Es kommt sehr auf die Art der Aufgabe an, insbesondere ob hohe Geschwindigkeit gewünscht wird. Objektorientierte Sprachen wie Python und Java können viel komplexere Aufgaben leichter erledigen, aber für z. B. kosmologische Simulationen, bei denen Geschwindigkeit und Speicher im Vordergrund stehen, sind C/C++ und Fortran immer noch die Sprachen der Wahl, würde ich sagen.
@Alex: Sie würden, aber viele, wenn nicht die meisten Probleme sind einfach nicht algebraisch lösbar. Außerdem denke ich, dass Genauigkeit normalerweise kein Problem ist. Aber ich denke, wir sollten James 'Antwort nicht mehr darauf spammen :)
@JamesKilfiger - Ich bin froh, dass Sie sich in Ihrer Antwortaktualisierung auf den Fall der LIGO-Beobachtung bezogen haben, da diese allgemeine Frage von mir durch einen spezifischeren Fall motiviert war, der in physical.stackexchange.com/questions/236107 vorgestellt wurde
@pela Etwas mit "3-Sigma" -Signifikanz zu veröffentlichen bedeutet, dass Sie zu 99,5% zuversichtlich sind. Dies als vorläufig zu qualifizieren würde bedeuten, dass Sie Ihre Unsicherheiten nicht verstehen und daher die Bedeutung überhaupt nicht einschätzen können.
@RobJeffries: Ich bin mir nicht sicher, ob ich dich verstehe. Meinen Sie, dass 3 Sigma Sie sicherer machen sollte, als zu sagen, dass die Beweise nur "vorläufig" sind?
@pela 3 Sigma bedeutet, dass Sie sich zu 99,5% sicher sind - dh Sie würden nur 1 Mal von 200 falsch liegen. Dies als "vorläufig" zu bezeichnen, wäre eine ungewöhnliche Verwendung des Englischen. Was die Leute in diesem Zusammenhang im Allgemeinen meinen, wenn sie „vorläufig“ sagen, ist, dass sie eigentlich nicht wirklich wissen, wie viel Sigma es ist, weil sie ihre Unsicherheiten nicht verstehen.
@RobJeffries: Okay, ich glaube, ich habe das Wort damals falsch verstanden. Danke fürs klarstellen.
Ich teile ziemlich genau die Ansichten von Richard Muller, Professor für Physik an der UC Berkeley: quora.com/… ? Es ist nicht akzeptabel, Entdeckungen von astronomischen physikalischen realen Objekten wie Schwarzen Löchern und Neutronensternen zu behaupten, die allein auf der Detektion von Gravitationswellen basieren und bestimmte Signalsignaturen tragen.