Strukturalizm (filozofia nauki)

W filozofii nauki strukturalizm (znany również jako strukturalizm naukowy lub strukturalistyczna koncepcja-teoria ) głosi, że wszystkie aspekty rzeczywistości można najlepiej zrozumieć w kategoriach empirycznych naukowych konstruktów bytów i ich relacji, a nie w kategoriach konkretnych bytów w sobie.

Przegląd

Strukturalizm jest aktywnym programem badawczym w filozofii nauki , który został po raz pierwszy opracowany pod koniec lat 60. iw latach 70. przez kilku filozofów analitycznych .

Jako przykład strukturalizmu pojęcie materii powinno być interpretowane nie jako absolutna właściwość natury samej w sobie, ale zamiast tego, jak naukowo ugruntowane relacje matematyczne opisują, w jaki sposób pojęcie materii oddziałuje z innymi właściwościami, czy to w szerokim znaczeniu takie jak pola grawitacyjne wytwarzane przez masę lub bardziej empirycznie, jak materia oddziałuje z systemami zmysłów ciała, aby wytworzyć wrażenia, takie jak ciężar.

Celem strukturalizmu jest zawarcie wszystkich ważnych aspektów teorii empirycznej w jednej formalnej ramie. Zwolennikami tej metateoretycznej teorii są Frederick Suppe , Patrick Suppes , Ronald Giere , Joseph D. Sneed , Wolfgang Stegmüller , Carlos Ulises Moulines [ es ] , Wolfgang Balzer, John Worrall , Elie Georges Zahar, Pablo Lorenzano, Otávio Bueno, Anjan Chakravartty , Tian Yu Cao, Steven French i Michael Redhead .

Termin „realizm strukturalny” dla odmiany realizmu naukowego motywowanej argumentami strukturalistycznymi został ukuty przez amerykańskiego filozofa Grovera Maxwella [ es ] w 1968 r. W 1998 r. Brytyjski filozof realizmu strukturalnego James Ladyman wyróżnił epistemiczne i ontyczne formy realizmu strukturalnego.

Wariacje

Epistemiczny realizm strukturalny

Filozoficzna koncepcja (naukowego) strukturalizmu jest powiązana z koncepcją epistemicznego realizmu strukturalnego ( ESR ). ESR, stanowisko pierwotnie i niezależnie zajmowane przez Henri Poincaré (1902), Bertranda Russella (1927) i Rudolfa Carnapa (1928), zostało wskrzeszone przez Johna Worralla (1989), który proponuje, że istnieje zachowanie struktury pomimo zmiany teorii . Worrall argumentował na przykład, że równania Fresnela sugerują, że światło ma strukturę i tyle Równania Maxwella , które zastąpiły Fresnela, również działają; oba charakteryzują światło jako wibracje. Fresnel postulował, że wibracje zachodzą w ośrodku mechanicznym zwanym „ eterem ”; Maxwell postulował, że wibracje były polami elektrycznymi i magnetycznymi. Strukturą w obu przypadkach są wibracje i została ona zachowana, gdy teorie Maxwella zastąpiły teorie Fresnela. Ponieważ struktura jest zachowana, realizm strukturalny zarówno (a) unika pesymistycznej meta-indukcji , jak i (b) nie sprawia, że sukces nauki wydaje się cudowny, tj. wysuwa argument braku cudów .

Problem Newmana

Tak zwany problem Newmana (również problem Newmana , zarzut Newmana , zarzut Newmana ) odnosi się do krytycznej uwagi Russella The Analysis of Matter (1927) opublikowanej przez Maxa Newmana w 1928 r. Newman argumentował, że ESR twierdzą, że można znać tylko abstrakcyjna struktura świata zewnętrznego trywializuje wiedzę naukową. Podstawą jego argumentacji jest uświadomienie sobie, że „[każdy] zbiór rzeczy można zorganizować tak, aby miał strukturę W , pod warunkiem, że jest ich odpowiednia liczba”, gdzie W jest dowolną strukturą.

Odpowiedź na problem Newmana

John Worrall (2000) opowiada się za wersją ESR rozszerzoną o rekonstrukcję teorii fizycznych za pomocą zdań Ramseya (zdanie Ramseya ma na celu wyjaśnienie twierdzeń zawierających nieobserwowalne terminy teoretyczne poprzez zastąpienie ich terminami możliwymi do zaobserwowania). John Worrall i Elie Georges Zahar (2001) twierdzą, że zarzut Newmana ma zastosowanie tylko wtedy, gdy nie dokonuje się rozróżnienia między terminami obserwacyjnymi i teoretycznymi.

Epistemiczny realizm strukturalny w stylu Ramseya jest różny i niekompatybilny z oryginalnym epistemicznym realizmem strukturalnym Russella (różnica między nimi polega na tym, że ESR w stylu Ramseya epistemicznie przywiązuje się do zdań Ramseya, podczas gdy ESR Russella epistemicznie przywiązuje się do struktur abstrakcyjnych, które jest klasami izomorfizmu (drugiego rzędu) struktury obserwacyjnej świata, a nie samą strukturą fizyczną (pierwszego rzędu). Ioannis Votsis (2004) twierdzi, że Russellian ESR jest również odporny na zarzut Newmana: Newman fałszywie przypisał trywialne twierdzenie „istnieje związek z określoną abstrakcyjną strukturą” ESR, podczas gdy ESR wysuwa nietrywialne twierdzenie, że istnieje wyjątkowa relacja fizyczna, która jest przyczynowo powiązana z wyjątkową relacją obserwacyjną i oba są izomorficzne.

Dalsza krytyka

Tradycyjny realista naukowy i wybitny krytyk realizmu strukturalnego Stathis Psillos (1999) zauważa, że „realizm strukturalny najlepiej rozumieć jako nakładanie epistemicznych ograniczeń na to, co można poznać i na to, co mogą ujawnić teorie naukowe”. Uważa on, że ESR napotyka szereg nie do pokonania obiekcji. Obejmują one między innymi fakt, że jedynym epistemicznym zobowiązaniem ESR są niezinterpretowane równania, które same w sobie nie są wystarczające do uzyskania prognoz, oraz że rozróżnienie „struktura kontra natura”, do którego odwołuje się ESR, nie może zostać utrzymane.

Votsis (2004) odpowiada, że realista strukturalny „zgadza się z interpretowanymi równaniami, ale próbuje odróżnić interpretacje, które łączą terminy z obserwacjami, od tych, które tego nie robią” i może odwołać się do Russellowskiego poglądu, że „natura” oznacza po prostu brak -izomorficznie specyfikowalna część bytów.

Psillos broni również deskryptywno-przyczynowej teorii odniesienia Davida Lewisa (zgodnie z którą porzucone terminy teoretyczne po zmianie teorii są uważane za skutecznie odnoszące się „mimo wszystko”) i twierdzi, że może ona adekwatnie radzić sobie z ciągłością referencyjną w przejściach pojęciowych, podczas których teoretyczne warunki są porzucane, co czyni ESR zbędnym.

Votsis (2004) odpowiada, że realista naukowy nie musi wiązać przybliżonej prawdziwości teorii z sukcesem referencyjnym. Warto zauważyć, że realizm strukturalny początkowo nie narzucał żadnej konkretnej teorii odniesienia ; jednak Votsis (2012) zaproponował strukturalistyczną teorię odniesienia, zgodnie z którą „terminy naukowe mogą odnosić się do poszczególnych obiektów, tj. ”.

Ontyczny realizm strukturalny

Podczas gdy ESR twierdzi, że poznawalna jest tylko struktura rzeczywistości, ontyczny realizm strukturalny ( OSR ) idzie dalej, twierdząc, że struktura to wszystko, co istnieje . Z tego punktu widzenia rzeczywistość nie ma „natury” leżącej u podstaw obserwowanej struktury. Rzeczywistość jest raczej zasadniczo strukturalna, chociaż warianty OSR nie zgadzają się co do tego, które dokładnie aspekty struktury są prymitywne. OSR jest silnie motywowany współczesną fizyką, zwłaszcza kwantową teorią pola , co podważa intuicyjne wyobrażenia o możliwych do zidentyfikowania obiektach o nieodłącznych właściwościach. Niektórzy pierwsi fizycy kwantowi podzielali ten pogląd, w tym Hermann Weyl (1931), Ernst Cassirer (1936) i Arthur Eddington (1939). Ostatnio OSR został nazwany „najmodniejszym frameworkiem ontologicznym współczesnej fizyki”.

Max Tegmark posuwa tę koncepcję jeszcze dalej, przedstawiając matematyczną hipotezę wszechświata , która zakłada, że jeśli nasz wszechświat jest tylko określoną strukturą, to nie jest bardziej realny niż jakakolwiek inna struktura.

Definicja struktury

W logice matematycznej struktura matematyczna jest standardową koncepcją. Struktura matematyczna to zbiór abstrakcyjnych bytów wraz z relacjami między nimi. Liczby naturalne w arytmetyce tworzą strukturę z relacjami takimi jak „jest równo podzielne przez” i „jest większe niż”. Tutaj relacja „jest większa niż” obejmuje element (3, 4), ale nie element (4, 3). Punkty w przestrzeni i liczby rzeczywiste w geometrii euklidesowej to kolejna struktura, z relacjami takimi jak „odległość między punktem P1 a punktem P2 to liczba rzeczywista R1”; równoważnie relacja „odległość” obejmuje element (P1, P2, R1). Inne konstrukcje to m.in Przestrzeń Riemanna ogólnej teorii względności i przestrzeń Hilberta mechaniki kwantowej. Byty w strukturze matematycznej nie mają niezależnego istnienia poza udziałem w relacjach. Dwa opisy struktury są uważane za równoważne i za opisujące tę samą podstawową strukturę, jeśli istnieje zgodność między opisami, która zachowuje wszystkie relacje.

Wielu zwolenników realizmu strukturalnego formalnie lub nieformalnie przypisuje przedmiotom abstrakcyjnym „właściwości”; niektórzy twierdzą, że takie właściwości, chociaż można je być może „wrzucić” do formalizmu relacji, należy zamiast tego uważać za odrębne od relacji.

Proponowane struktury

W kwantowej teorii pola (QFT) tradycyjne propozycje „najbardziej podstawowych znanych struktur” dzielą się na „interpretacje cząstek”, takie jak przypisywanie rzeczywistości przestrzeni Focka cząstek , oraz „interpretacje pola”, takie jak uznanie kwantowej funkcji falowej za identyczną z leżąca u podstaw rzeczywistość. Różne interpretacje mechaniki kwantowej podać jedną komplikację; kolejną, być może niewielką komplikacją jest to, że ani pola, ani cząstki nie są całkowicie zlokalizowane w standardowym QFT. Trzecią, mniej oczywistą komplikacją jest to, że „jednostkowo nierównoważne reprezentacje” są powszechne w QFT; na przykład ten sam skrawek czasoprzestrzeni może być reprezentowany przez próżnię przez obserwatora bezwładnościowego, ale jako kąpiel cieplna przez przyspieszającego obserwatora, który dostrzega promieniowanie Unruha , podnosząc trudne pytanie, czy struktura próżni lub struktura kąpieli cieplnej jest strukturą rzeczywistą, czy też obie te nierównoważne struktury są oddzielnie rzeczywiste. Innym przykładem, który nie wymaga komplikacji związanych z zakrzywioną czasoprzestrzenią, jest to, że w ferromagnetyzmie analiza łamania symetrii daje nierównoważne przestrzenie Hilberta. Mówiąc szerzej, nieskończone stopnie swobody QFT prowadzą w ogólnym przypadku do nierównoważnych reprezentacji.

W ogólnej teorii względności uczeni często przyznają strukturze czasoprzestrzeni status „struktury podstawowej”, czasami poprzez jej metrykę .

Zobacz też

Konstruktywny empiryzm , konkurencyjny, ale pokrewny pogląd
Semantyczny pogląd na teorie , pogląd często kojarzony ze strukturalizmem

Notatki

^ α: Nie mylić z odrębną tradycją francuskiego (semiotycznego) strukturalizmu .
^ β: Tak zwane „pesymistyczne meta-indukcje” dotyczące wiedzy teoretycznej mają następującą podstawową postać: „Twierdzenie p jest powszechnie akceptowane przez większość współczesnych ekspertów, ale p jest podobne do wielu innych hipotez, w które powszechnie wierzyli eksperci w przeszłości i są większość współczesnych ekspertów nie wierzyła. Mamy tyle samo powodów, by oczekiwać, że p spotka ich los, jak i nie, dlatego powinniśmy przynajmniej zawiesić osąd na temat p , jeśli nie aktywnie w to nie wierzyć.

Cytaty

W. Balzer, CU Moulines, JD Sneed, An Architectonic for Science: podejście strukturalistyczne . Reidel, Dordrecht, 1987.
CM Dawe, „Struktura genetyki”, rozprawa doktorska, University of London, 1982.
Humphreys, P., wyd. (1994). Patrick Suppes : Filozof naukowy , tom. 2: Filozofia fizyki, teoria struktury i pomiaru oraz teoria działania , Synthese Library (Springer-Verlag).
JD Sneed , Struktura logiczna fizyki matematycznej . Reidel, Dordrecht, 1971 (wydanie poprawione 1979).
Wolfgang Stegmüller , Probleme und Resultate der Wissenschafttheorie und Analytischen Philosophie: Die Entwicklung des neuen Strukturalismus seit 1973 , 1986.
Frederick Suppe , red., Struktura teorii naukowych . Urbana: University of Illinois Press, 1977 [1974].
John Worrall , „Realizm strukturalny: najlepsze z obu światów” w: D. Papineau (red.), The Philosophy of Science (Oxford, 1996).
T. Perrone, „Modele, rozpad teorii i epistemiczne nieasymptotyczne wzbogacenie”, Idee, 7/2014, 211-230.

Linki zewnętrzne

Stanford Encyclopedia of Philosophy: „Strukturalizm w fizyce”
Ioannis Votsis - Bibliografia realizmu strukturalnego