facebooktwittergoogle
Nezávislé informace o vědě a výzkumu
facebooktwittergoogle

Presumpce chyby

24. 4. 2019
Presumpce chyby

Gravitační vlny byly poprvé detekovány právě před padesáti lety! Jakže? Vždyť máme ještě v čerstvé paměti, že první detekce gravitačních vln ze srážky dvou masivních černých děr se podařila teprve před několika málo lety (2015). Ano, paměť vás neklame, nicméně, první „úspěšná“ detekce gravitačních vln byla oznámena již o 46 let dříve roku 1969 Joe Weberem v časopise Physical Review Letters.

Joseph Weber (1919–2000) byl velmi nadaný americký fyzik, který (mimo jiné) přišel s myšlenkou zkusit detekovat gravitační vlny. A nezůstalo jen u návrhu, který přednesl spolu se slavným Johnem Wheelerem na konferenci roku 1957. Weber se pustil do stavby detektorů v podobě velikých hliníkových válců, které měly zarezonovat při průchodu gravitační vlny jisté frekvence (sám autor je nazýval „antény“). Detektorů bylo postaveno několik a rozmístěno ve větší vzdálenosti od sebe (~1000 km). Když v roce 1969 Weber oznámil opakovanou úspěšnou detekci gravitačních vln, vzbudil tím velkou pozornost nejen ve fyzikálních kruzích.

Přes mnohé pochybnosti (udávaná data ukazovala, že by zdroj gravitačních vln musel být nereálně silný) se pustil asi tucet dalších týmů do stavby Weberových „antén“. Během mnoha let však nikdo nedokázal Weberovo pozorování potvrdit, až nakonec všichni tento směr opustili s výjimkou samotného Webera, který jako soukromý badatel v tomto směru pokračoval až do smrti.

Weber gravJoseph Weber s jednou ze svých gravitačních antén

K úspěšné detekci gravitačních vln nakonec vedla mnohem delší, čtyři desetiletí trvající, cesta a úsilí více než tisíce vědců, kteří se podíleli na návrhu, vývoji, stavbě a zdokonalování obřích laserových interferometrů LIGO. Za všechny byli oceněni Nobelovou cenou za rok 2017 tři hlavní postavy: Weiss, Barish a Thorne. Ti podrobně popsali celou historii a fyziku kolem gravitačních vln ve svých nobelovských přednáškách (jejich překlady byly právě publikovány v Čs. čas. fyz. 2/2019).

Nechci zde nyní rozebírat podivuhodný příběh vzniku těchto nákladných a neuvěřitelně přesných přístrojů, ani obrovskou odvahu americké Národní vědecké nadace (NSF) věnovat tolik peněz do tak dlouhodobého projektu s nejistým výsledkem. Chci jen poukázat na velký rozdíl ve stylu práce Webera ve srovnání s týmem projektu LIGO.

Do oznámení objevu roku 1969 pracoval Weber na svých anténách usilovně asi deset let, přičemž většinu článků publikoval jako jediný autor (s poděkováním řadě technických pomocníků a několika „diskutérům“). Pod tlakem stále nepřicházejícího úspěchu a při absenci rovnocenných spolupracovníků zřejmě polevila jeho kritická pozornost a přesvědčil sám sebe o tom, že vidí v datech důkazy o detekci gravitačních vln.

S tím kontrastuje postup projektu LIGO, kde se od počátku kladl důraz na rozbor zdrojů šumu, falešných signálů a na širokou otevřenou diskusi. Po první úspěšné detekci v září 2015 pak trvalo několik měsíců, než byl objev oznámen. Během té doby se prováděly nejrůznější simulace pro naprosté vyloučení chyby a k odborné veřejnosti se dostaly jen nepotvrzené náznaky, že se něco děje (při počtu mnoha stovek zainteresovaných lidí je to obdivuhodné utajení).

U Webera zřejmě selhal „autocenzurní“ přístup, který jsem si pojmenoval „presumpce chyby“. Tento kontrolní mechanismus si musí osvojit každý skutečný vědec. Musí neustále pochybovat o svých výsledcích, hledat experimentální chyby a možná alternativní vysvětlení – nejen to vysvětlení, které by si autor přál a které by umožnilo publikaci v časopisech s „nebetyčným“ impakt faktorem.

V poslední době mám stále sílící pocit, když tak čtu mnohé vědecké články a nalézám zjevné metodické chyby a pochybné argumentace, zda tlak na publikační výkony (publikovat hodně, rychle a v nejlepších žurnálech) nevede k nebezpečnému potlačení presumpce chyby. Bohužel, není vždy snadné poznat „předčasně narozené“ nebo „falešné“ objevy, které potom svedou na falešnou cestu řadu badatelů a ztratí se mnoho času a prostředků. Jistou útěchou nám může být, že takové falešné objevy nejsou otázkou poslední doby (připomeňme si třeba třicáté výročí „studené fúze“ Fleischmanna a Ponse) a že věda vždy eliminuje falešné objevy poté, co se je nepodaří potvrdit nezávislými laboratořemi. Koneckonců, badatelské úsilí vyvolané falešným objevem může někdy přinést i skutečné objevy (často s velkým zpožděním, jako v případě gravitačních vln).

Závěrem bych vyslovil přání, aby badatelé více dbali na presumpci chyby. Je to sice mechanismus, který nám zdánlivě „brání v rozletu“, ale je to také „záchranná brzda“, která nás chrání před ztrátou kredibility následkem publikování falešných objevů a redukuje zbytečně vynaložené úsilí mnoha kolegů svedených na scestí. Mysleme tedy neustále na presumpci (své) chyby a zároveň na presumpci neviny autorů nereprodukovatelných objevů a předpokládejme, že se v jejich případě nejednalo o podvod, ale o náhlý nedostatek presumpce chyby, stejně jako u Webera.

 

Autor: Jan Valenta

Tento text je upraven z aktuálního Úvodníku Čs. časopisu pro fyziku č. 2, ročník 69 (2019).