Das ist eine wirklich gute Frage. Die " Replikationskrise" besteht darin, dass viele Auswirkungen in den Sozialwissenschaften (und, wenn auch in geringerem Maße, in anderen wissenschaftlichen Bereichen) nicht reproduziert werden konnten. Es gibt viele Faktoren, die zu diesem Phänomen führen, einschließlich

• Schwache Beweisstandards, z. B. $ 2 \ sigma $ span> Beweise, die erforderlich sind, um einen Effekt zu demonstrieren
• Forscher (unbewusst oder auf andere Weise) führen schlechte wissenschaftliche Praxis durch, indem sie selektiv signifikante Ergebnisse melden und veröffentlichen. Z.B. Berücksichtigung vieler verschiedener Effekte, bis sie einen signifikanten Effekt feststellen, oder Sammeln von Daten, bis sie einen signifikanten Effekt feststellen.

Ich bin mir nicht ganz sicher, welche genauen Anstrengungen die LHC-Experimente unternehmen, um sicherzustellen, dass sie nicht dieselben Probleme haben. Aber lassen Sie mich einige Dinge sagen, die Sie zumindest beruhigen sollten:

• Die Teilchenphysik erfordert normalerweise einen hohen Evidenzstandard für Entdeckungen ( $ 5 \ sigma $ span>). Um dies ins rechte Licht zu rücken, sind die entsprechenden Fehlerraten vom Typ 1 $ 0.05 $ span> für $ 2 \ sigma $ span> und ungefähr $ 3 \ times10 ^ {- 7} $ span> für $ 5 \ sigma $ span>
• Die Ergebnisse vom LHC sind bereits repliziert!
  • Um den LHC-Ring befinden sich mehrere Detektoren. Zwei von ihnen, ATLAS und CMS genannt, sind Allzweckdetektoren für die Physik des Standardmodells und darüber hinaus. Beide fanden überzeugende Beweise für das Higgs-Boson. Sie sind im Prinzip völlig unabhängig (obwohl in der Praxis die Mitarbeiter die Experimente wechseln, sprechen Experimentatoren aus jedem Experiment vermutlich miteinander und knüpfen Kontakte usw., daher möglicherweise eine sehr geringe Abhängigkeit bei der Auswahl der Analyse usw.).
• Der Tevatron, ein ähnliches Collider-Experiment in den USA, das bei niedrigeren Energien arbeitet, fand direkte Beweise für das Higgs-Boson.
• Das Higgs-Boson wurde in mehreren am LHC gesammelten Datensätzen beobachtet

Wenn überhaupt, besteht der Verdacht, dass die Praktiken am LHC sogar zum Gegenteil der „Replikationskrise“ führen könnten.Analysen, die etwas signifikante Effekte finden, können untersucht und optimiert werden, bis sie abnehmen .In diesem Artikel wurde argumentiert, dass dies bei SUSY-Suchen in Lauf 1 der Fall war.

Zusätzlich zu der hervorragenden Liste von innisfree gibt es einen weiteren grundlegenden Unterschied zwischen modernen physikalischen Experimenten und Experimenten auf menschlicher Basis: Während letztere eher explorativ sind, sind physikalische Experimente heutzutage in erster Linie bestätigend / em>.

Insbesondere haben wir Theorien (manchmal konkurrierende Theorien), die unsere Vorstellung davon modellieren, wie Physik funktioniert. Diese Theorien machen spezifische Vorhersagen über die Art der Ergebnisse, die wir sehen sollten, und physikalische Experimente werden dann im Allgemeinen erstellt, um zwischen den verschiedenen Vorhersagen zu unterscheiden, die typischerweise entweder die Form "dieser Effekt tritt auf oder nicht" (Jet Quenching, Dispersion) haben in der Lichtgeschwindigkeit aufgrund des quantisierten Raums) oder "diese Variable hat einen Wert" (die Masse des Higgs-Bosons). Wir verwenden Computersimulationen, um Bilder davon zu erstellen, wie die Ergebnisse in den verschiedenen Fällen aussehen würden, und vergleichen dann die experimentellen Daten mit diesen Modellen. Fast immer stimmt das, was wir bekommen, mit dem einen oder anderen der vermuteten Fälle überein. Auf diese Weise sind experimentelle Ergebnisse in der Physik selten schockierend.

Gelegentlich sehen wir jedoch etwas wirklich Unerwartetes, wie die Zeit, in der OPERA eine Bewegung zu beobachten schien, die schneller als das Licht war - oder Rutherfords Gold- Folienexperiment. In diesen Fällen tendiert die Priorität dazu, den Effekt nach Möglichkeit zu reproduzieren und zu erklären, was vor sich geht (was normalerweise ein Fehler ist, wie das falsch verdrahtete Kabel in OPERA, aber manchmal etwas völlig Neues enthüllt, das dann dazu neigt selbst Gegenstand intensiver Forschung zu werden, bis der neue Effekt gut genug verstanden ist, um wieder Modelle davon zu erstellen).

Das Papier scheint eine statistische Analyse von Meinungen zu sein und ist in keiner Weise streng genug, um eine Frage zum LHC zu stellen. Es handelt sich um Statistiken über nicht veröffentlichte Statistiken.

Hier ist ein einfacheres Beispiel für die Statistik von Fehlern: Nehmen Sie einen olympischen Athleten. Wie viele Fehler, bevor der Rekord gebrochen wurde? Ist der Rekord nicht gebrochen, weil möglicherweise tausend Fehler aufgetreten sind, bevor er gebrochen wurde?

Was ist mit den Hunderten von Athleten, die versuchen, sich zu reproduzieren und eine bessere Bilanz zu erzielen? Sollten sie es nicht versuchen?

Die Statistik fehlgeschlagener Experimente ist ähnlich: Es gibt ein Ziel (tatsächlich Tausende von Zielen, abhängig von der Physikdisziplin) und eine Reihe von Versuchen, um das Ziel zu erreichen, obwohl die Analogie der Olympischen Spiele nicht zu weit gehen sollte um auf die Schwierigkeit hinzuweisen, Statistiken aus einer großen Anzahl von Sätzen zu kombinieren. In der Physik kann es falsche Annahmen, Sackgassen, logische Fehler geben, die zum Versagen der Reproduzierbarkeit beitragen können. Das Konfidenzniveau aus statistischen und systematischen Fehlern wird verwendet, um die Robustheit einer Messung zu definieren.

aus der Frage:

"weil 50% der technischen Experimente von & von den ursprünglichen Wissenschaftlern nicht reproduzierbar sind",

Dies ist eine fake-Aussage aus einer zweifelhaften Umfrage. Die statistische Signifikanz des "nicht reproduzierbaren" wurde in der Umfrage nicht überprüft. Nur wenn es sich um ein Ergebnis mit einer Standardabweichung handelt, besteht eine Wahrscheinlichkeit von fast 50%, dass sich der nächste Versuch nicht reproduziert.

Man könnte erwarten, dass es eine 50% ige Chance gibt, dass die Leute, die ursprünglich den LHC gebaut haben, nicht die gleichen Ergebnisse erzielen, wenn sie einen anderen LHC bauen.

Auf keinen Fall, da die Ingenieur- und Physikanalyse am LHC über dem 4-Sigma-Niveau liegt und die Wahrscheinlichkeit einer Negation gering ist. Selbst ein 3-Sigma-Level hat ein Vertrauen von 99%, sodass die Chance in keiner Weise 50% beträgt.

Wir wissen, dass die LHC-Ergebnisse robust sind, da es zwei große und viele kleinere Experimente gibt, die dieselben Ziele anstreben. Der Grund, warum es zwei Experimente gibt, ist, dass systematische Fehler in einem keine falschen Ergebnisse liefern. Wir vertrauen darauf, dass die Messstatistiken, die die Endergebnisse liefern, korrekt sind, da wir für den Rekordlauf darauf vertrauen, dass die gemessenen Zeiten und Entfernungen korrekt sind.

(Und LHC ist kein Experiment. Hier können Experimente durchgeführt werden, abhängig von den Anstrengungen und dem Einfallsreichtum der Forscher. Auf diesem Gebiet finden die Olympischen Spiele statt.)

Die Robustheit wissenschaftlicher Ergebnisse hängt von den spezifischen experimentellen Messungen ab und nicht von der Integration aller jemals durchgeführten unterschiedlichen Experimente. Schlechte Verwendung von Statistiken. Für Statistiken von Statistiken, d. H. Das Konfidenzniveau der "fehlgeschlagenen Experimente", muss rigoros durchgeführt werden, und das Papier tut dies nicht.

Eine andere Sichtweise: Wenn es keine Fehler gäbe, würden die Experimente etwas bedeuten? Sie wären mit Stift und Papier vorhersehbar.

Jedes Experiment wird auf demselben Gerät viele Male wiederholt. Sie suchen nach seltenen Ereignissen, und es sind viele seltene Ereignisse erforderlich, um sicherzustellen, dass sie nicht nur Zufall sind.

Die Frage, wie viele LHCs es braucht, um sicher zu sein, ist unterschiedlich.

Jede LHC-Komponente musste sorgfältig getestet werden, um sicherzustellen, dass sie den Spezifikationen entspricht. Denken Sie an das Beispiel des Experiments, bei dem das Ergebnis etwas schneller als bei Licht zu sein schien. Weil es so wichtig war, haben sie große Kosten aufgewendet, um alles zu testen, Komponenten auf der ganzen Welt, bis sie zwei Komponenten fanden, die nicht den Spezifikationen entsprachen und den kleinen Fehler verursachten. Wenn der Fehler in die andere Richtung gegangen wäre, hätten sie diesen Test durchgeführt? Nein, sie würden den Fehler nicht einmal bemerken. Es wäre nicht wichtig. Was diesen wichtig machte, war schneller als Licht. Haben sie sorgfältig alle nicht spezifikationsgerechten Komponenten aufgezeichnet, die das Signal verlangsamen und die gefundenen positiven Fehler möglicherweise aufheben? Könnte sein. Das war jedoch nicht das, wonach sie suchten. Das war eine Komplikation und keine Lösung für das Problem.

Nachdem die getesteten LHC-Komponenten installiert wurden, müssen sie erneut getestet werden, falls sie während der Handhabung geändert wurden.

Dann müssen sie kalibriert werden. Jeder analoge Ausgang könnte eine Grundlinie haben, die aufgrund zufälliger Dinge etwas abweicht. Eine Lötstelle, die etwas anders ist. Ein Wechselstromkreis in der Nähe, der alle 120 Sekunden ein wenig ändert. Die Basislinie muss für jeden von ihnen kalibriert werden. Sobald das Signal in digital umgewandelt wurde, ist es in Ordnung. Fehler, die kleiner als der Cutoff sind, werden ignoriert, und größere Fehler machen einen Bit Unterschied. Für die Kalibrierung wissen Sie, wie das Ergebnis aussehen soll, also setzen Sie es darauf.

Könnte all dies die Ergebnisse irgendwie verändert haben, so dass einige äußerst unwahrscheinliche Ergebnisse fälschlicherweise häufiger gemeldet werden, als sie sein sollten?

Es gibt keinen theoretischen Grund, dies zu erwarten. Und die Ingenieure, die den LHC zusammenbauten, waren sehr, sehr vorsichtig. Aber wie könnten wir es testen? Der naheliegende Weg besteht darin, mindestens zwei weitere LHCs zu erstellen und festzustellen, wie konsistent ihre Ergebnisse sind. Das wäre sehr teuer. Es wird nicht gemacht.

Wir können ein gewisses Vertrauen gewinnen, wenn wir uns die Ergebnisse anderer Maschinen ansehen. Es ist wie - der LHC wurde verwendet, um nach einer Vielzahl möglicher Ergebnisse zu suchen, die als Higgs-Boson bezeichnet werden könnten. Sie könnten in Jahren tun, was eine kleinere Maschine Jahrhunderte dauern könnte. Aber sobald wir ein bestimmtes Higgs-Boson suchen müssen, können einige der anderen genau danach suchen und sehen, ob sie es finden. Wenn dies der Fall ist, liegt wahrscheinlich etwas außerhalb des Gerätefehlers vor.

Etwas anderes, was sie tun können (was sie meiner Meinung nach teilweise tun), ist nach Dingen zu suchen, die nicht passieren sollen, von denen niemand vorhersagt, dass sie passieren werden. Wenn sie sicher einen finden, werden alle aufgeregt sein. Die Leute werden sagen, dass etwas nicht stimmt, und darauf bestehen, dass sie nach jedem möglichen Fehler suchen, der ihnen dieses Ergebnis bringen könnte. Wie bei der Sache, die schneller als Licht ist.

Die LHC-Experimente werden nicht nur um ein Vielfaches reproduziert, sondern iirc. Für wichtige Ergebnisse arbeiten tatsächlich zwei unabhängige Teams an verschiedenen Versionen desselben Experiments.

Es ist jedoch erwähnenswert, dass die Experimentalphysiker ihre Ergebnisse oft anders und strenger angehen als die Theoretiker. Zum Beispiel wollten Theoretiker behaupten, dass das vorhergesagte Quark-Gluon-Plasma produziert wurde, aber experimentelle Gruppen sind vorsichtiger, wenn es darum geht, zu Schlussfolgerungen zu gelangen, und sagen beispielsweise

„Detaillierte Analysen der Daten machen jedoch auch deutlich, dass dieses heiße, dichte Medium Eigenschaften aufweist, die überraschend sind und im Hinblick auf die frühen Erwartungen an das Quark-Gluon-Plasma noch nicht vollständig verstanden wurden.“ --- Relativistischer Schwerionencollider, Brookhaven National Laboratory, 2005, Jagd auf das Quark-Gluon-Plasma, Ergebnisse aus den ersten drei Jahren. Formeller Bericht, BNL -73847-2005

Es scheint, dass sich die neue Form der Materie eher wie eine Flüssigkeit als wie ein Plasma verhält, als ob sie aus Teilchen besteht, die eher zusammen als zufällig fließen. wie durch asymptotische Freiheit vorhergesagt. In Ermangelung tragfähiger Berechnungen zeigen Wie sich Quarksuppe genau verhalten soll, ist schwer einzuschätzen Implikationen für die Quantenchromodynamik.

Auch wenn klar ist, dass sie ein Teilchen namens Higgs gefunden haben, gibt es genau keine empirischen Beweise, um dieses Teilchen mit dem von Theoretikern geschaffenen nicht beobachtbaren Higgs-Mechanismus in Beziehung zu setzen.