Theorienbewertung in Stringtheorie und kosmischer Inflation

Das Projekt ist eine Fortsetzung der ersten Projektphase "Änderungen des Wissenschaftsparadigmas in Stringtheorie". Die erste Projektphase war der Frage gewidmet, in welchem Ausmaß Charakteristika der Stringtheorie zu Aspekten klassischer Wissenschaftskonzeptionen im Widerspruch stehen und neue Perspektiven auf konzeptionelle Fragen der Wissenschaftstheorie eröffnen können. Das aktuelle Projekt legt den Fokus auf die Frage der innertheoretischen Theorienbewertung und erweitert die Analyse auf das Forschungsfeld der inflationären Kosmologie. Ein Vergleich zwischen Stringtheorie und inflationärer Kosmologie soll Parallelen und Unterschiede zwischen den beiden Fällen diskutieren und auf dieser Basis zu einem breiteren Verständnis der Frage der Theorienbewertung in gegenwärtiger fundamentaler Physik beitragen. Zeitgenössische Hochenergiephysik und Kosmologie sind charakterisiert von wachsenden Zeitspannen zwischen theoretischer Konzeptualisierung und empirischer Überprüfung sowie durch ein starkes Vertrauen der involvierten Physiker in die Gültigkeit bisher empirisch unbestätigter (und häufig theoretisch unvollständiger) Theorien. Die in jüngerer Zeit geführten kontroversiellen Debatten zwischen Kritikern und Exponenten der Stringtheorie - der einflussreichsten der heute unbestätigten Theorien - illustrieren die merklichen Irritationen welche der veränderte Charakter der fundamentalen Physik in Teilen der Physik und unter Wissenschaftstheoretikern auslöst. Die in diesem Zusammenhang aufgeworfenen Fragen der Theorienbestätigung und der legitimen Reichweite theoretischer Analyse stellen sich auch in der inflationären Kosmologie, wobei allerdings die Rolle relevanter empirischer Daten hier größer ist als im Falle der Stringtheorie. Von besonderem Interesse sind in diesem Zusammenhang auch die Multiversen-Szenarien, die empirisch unzugängliche Welten postulieren um eine kohärente Theorie der Welt die wir wahrnehmen zu liefern. Ein primäres Ziel des Projektes ist die Formulierung einer Konzeption der Theorienbewertung die mit der wissenschaftlichen Praxis in fundamentaler Physik heute in Einklang steht.

Das Projekt entwickelt eine philosophische Perspektive auf die Einschätzung der Gültigkeit einer wissenschaftlichen Theorie, die Wissenschaftler gewinnen können bevor sie die Theorie empirisch testen können. Die Frage des Stellenwertes solcher Einschätzungen ist heute insbesondere in Theorien der fundamentalen Physik wie Stringtheorie und kosmischer Inflation von großem Interesse, weil dort die empirische Überprüfung grundlegender Theorien oft sehr schwierig ist und für sehr lange Zeiträume unerreichbar bleibt. Die im Projekt hierzu entwickelten Thesen sind die folgenden:Nichtempirische Theorienbewertung kann eine starke Grundlage für die Einschätzung der Gültigkeit einer Theorie darstellen. Die Stärke der Argumente nichtempirischer Theorienbewertung basiert nicht einfach auf Qualitäten der Theorie selbst wie Eleganz oder Einfachheit sondern vielmehr auf der Beobachtung des Wissenschaftsprozesses. Drei Hauptargumente beruhen auf den Beobachtungen, dass keine Alternativen zur gegebenen Theorie gefunden wurden, dass die Theorie mehr erklären kann als das wofür sie entwickelt wurde und dass sich in der Vergangenheit Theorien im gegebenen Forschungsfeld für die die ersten beiden Beobachtungen zutrafen häufig als prognostisch erfolgreich herausgestellt haben.Alle drei beschriebenen Argumente lassen sich auf eine Abschätzung der Menge noch nicht gefundener wissenschaftlicher Alternativtheorien zur gegebenen Theorie verstehen. Die nichtempirische Theorienbewertung lässt sich unter sehr plausiblen Annahmen als Theorienbestätigung formalisieren (im Rahmen der sogenannten Bayesianischen Bestätigungstheorie) Dies erlaubt, in den gegebenen Fällen von nichtempirischer Theorienbestätigung zu sprechen.Die dargestellten Punkte wurden in dem Buch String Theory and the Scientific Method 2013 bei Cambridge University Press publiziert.Ein weiterer Projektteil befasste sich mit der Rolle nichtempirischer Theorienbewertung im Zusammenhang mit der 2012 erfolgreichen Suche nach dem Higgsteilchen am CERN in Genf. Hierbei wird argumentiert, dass eine Bayesianische Perspektive auf die Bewertung des Kriteriums für die Entdeckung des Higgsteilchens in bestimmter Hinsicht erhellend ist und in einem Zusammenhang mit nichtempirischer Theorienbewertung steht.