Strukturalisme Dalam Fizik

Isi kandungan:

Strukturalisme Dalam Fizik
Strukturalisme Dalam Fizik

Video: Strukturalisme Dalam Fizik

Video: Strukturalisme Dalam Fizik
Video: STRUKTURALISME 2024, Mac
Anonim

Navigasi Masuk

  • Kandungan Penyertaan
  • Bibliografi
  • Alat Akademik
  • Pratonton PDF Rakan
  • Maklumat Pengarang dan Petikan
  • Kembali ke atas

Strukturalisme dalam Fizik

Pertama kali diterbitkan pada 24 Nov 2002; semakan substantif Jum 4 Okt 2019

Di bawah tajuk "strukturalisme dalam fizik" terdapat tiga program penyelidikan yang berbeza tetapi berkait rapat dalam falsafah sains dan, khususnya, dalam falsafah fizik. Program-program ini dimulakan oleh karya Joseph Sneed, Günther Ludwig, dan Erhard Scheibe, masing-masing, sejak awal tahun 1970-an. Demi kesederhanaan, kami akan menggunakan nama-nama ini untuk merujuk kepada ketiga-tiga program tersebut, tanpa niat untuk mengabaikan atau meminimumkan sumbangan para sarjana lain. (Lihat Bibliografi.) Istilah "strukturalisme" pada awalnya dituntut oleh sekolah Sneed, lihat misalnya, Balzer dan Moulines (1996), tetapi juga sesuai untuk mengikuti program Ludwig dan Scheibe di bawah tajuk ini kerana persamaan yang mencolok dari tiga pendekatan. Kegiatan para strukturalis hanya terhad kepada Eropah,terutamanya Jerman, dan, atas sebab apa pun, sebahagian besarnya diabaikan dalam perbincangan Anglo-Amerika.

  • 1. Strukturalisme lain
  • 2. Sifat biasa
  • 3. Masalah istilah teori

    • 3.1 Contohnya
    • 3.2 Penyelesaian strukturalistik masalah istilah teori
    • 3.3 Masalah pengukuran
    • 3.4 Pengukuran dan penghampiran
  • 4. Masalah pengurangan

    • 4.1 Pengurangan hubungan antara teori
    • 4.2 Pengurangan dan ketidaksesuaian
    • 4.3 Akaun Ludwig
    • 4.4 Akaun Sneed
    • 4.5 Akaun Scheibe
  • 5. Tiga program strukturalis

    • 5.1 Program Sneed
    • 5.2 Program Ludwig
    • 5.3 Program Scheibe
    • 5.4 Interaksi antara tiga program strukturalis
  • 6. Ringkasan
  • Bibliografi
  • Alat Akademik
  • Sumber Internet Lain
  • Penyertaan Berkaitan

1. Strukturalisme lain

Istilah 'strukturalisme' digunakan dengan makna yang berbeza dan oleh itu nampaknya sesuai untuk menyebut 'strukturalisme' yang lain dan untuk menjelaskan bagaimana 'strukturalisme dalam fizik' berkaitan dengannya. Sekiranya anda menyemak entri 'strukturalisme (disambiguasi)' di Wikipedia, anda akan dimaklumkan bahawa terdapat spektrum 'strukturalisme' di 11 bidang yang berbeza, termasuk:

  • linguistik [F. de Saussure (1857–1913)],
  • antropologi [C. Lévi-Strauss (1908–2009)],
  • matematik [N. Bourbaki (1935–), nama samaran kolektif],
  • falsafah sains [JD Sneed (1938–), W. Stegmüller (1923–1991)].

Di sini kita telah menyebut beberapa wakil terkemuka dalam kurungan. Semua jenis strukturalisme mempunyai keyakinan yang sama mengenai struktur struktur dalam disiplin masing-masing, tetapi pada pandangan pertama mereka menunjukkan sedikit persamaan. Walaupun begitu, terdapat hubungan dan saling mempengaruhi antara strukturisme yang berbeza. Ini melangkaui ruang lingkup entri ini untuk mengkaji pengaruh ini dengan lebih terperinci. Untuk hubungan antara strukturalisme antropologi dan matematik lihat Aubin (1997). Seperti yang telah disebutkan, kita akan memahami 'strukturalisme dalam fizik' sebagai kes khusus 'strukturalisme dalam falsafah sains'. Terdapat kaitan rapat dengan strukturalisme matematik, yang akan kita bincangkan dengan lebih terperinci di bahagian utama entri ini. Untuk menggambarkan hubungan ini di sini, kita hanya menyebut tajuk penuh Stegmüller (1979a):Pandangan strukturalis teori, Analog yang mungkin dari program Bourbaki dalam sains fizikal.

Sekarang ini, kita mengambil keseimbangan sementara bahawa 'Strukturalisme dalam Fizik' adalah sebahagian dari gerakan intelektual terutama pada abad ke-20 dan, dibandingkan dengan strukturisme lain, merupakan sumbangan yang agak lewat.

2. Sifat biasa

Ketiga program yang disebutkan dalam mukadimah itu mempunyai ciri dan keyakinan berikut:

  • Metatheory sains memerlukan sejenis formalisasi yang berbeza daripada yang telah digunakan oleh teori saintifik itu sendiri.
  • Program strukturalis menghasilkan kerangka untuk pembinaan semula teori tertentu secara rasional.
  • Alat utama formalisasi adalah konsep Bourbaki tentang "spesies struktur", seperti yang dijelaskan dalam Bourbaki (1986).
  • Antara ciri penting teori yang akan dijelaskan adalah:

    • Struktur matematik
    • Tuntutan empirik teori
    • Fungsi istilah teori
    • Kaedah penghampiran
    • Evolusi teori
    • Hubungan antara teori

3. Masalah istilah teori

Teori fizikal (T) terdiri, antara lain, dari sekumpulan undang-undang yang dirumuskan dari segi konsep tertentu. Tetapi lingkaran yang jelas muncul ketika seseorang mempertimbangkan bagaimana undang-undang (T) dan konsep memperoleh kandungannya, kerana masing-masing nampaknya memperoleh kandungan dari yang lain - undang-undang (T) memperoleh kandungannya dari konsep yang digunakan dalam penggubalan undang-undang, sementara konsepnya sering "diperkenalkan" atau "didefinisikan" oleh kumpulan undang-undang secara keseluruhan. Yang pasti, jika konsep dapat diperkenalkan secara bebas dari teori (T), lingkaran tidak akan muncul. Tetapi biasanya setiap teori fizikal (T) memerlukan beberapa konsep baru yang tidak dapat didefinisikan tanpa menggunakan (T) (kita memanggil yang terakhir "(T) - konsep teori"). Apakah pekeliling yang jelas mengenai hukum dan konsep T-teori adalah masalah? Beberapa contoh akan membantu kita menilai ancaman.

3.1 Contohnya

Sebagai contoh, pertimbangkan teori (T) mekanik zarah klasik. Untuk kesederhanaan kita akan menganggap bahawa konsep kinematikal, seperti kedudukan zarah, halaju dan pecutannya diberikan secara bebas dari teori sebagai fungsi masa. Pernyataan pusat (T) adalah undang-undang kedua Newton, (bF = m / ba), yang menegaskan bahawa jumlah (bF) kekuatan yang diberikan pada zarah sama dengan jisimnya (m) didarab dengan pecutannya (ba).

Walaupun kita biasanya menganggap (bF = m / ba) sebagai penegasan empirikal, ada risiko nyata bahawa ia hanya menjadi definisi atau sebahagian besarnya bersifat konvensional. Sekiranya kita memikirkan daya hanya sebagai "kekuatan yang menghasilkan pecutan" maka daya (bF) sebenarnya ditakrifkan oleh persamaan (bF = m / ba). Kami mempunyai zarah yang mengalami beberapa pecutan yang diberikan (ba), kemudian (bF = m / ba) hanya menentukan apa itu (bF). Undang-undang itu sama sekali bukan penegasan yang dapat diuji secara empiris, kerana kekuatan yang ditentukan tidak dapat gagal memuaskan (bF = m / ba). Masalahnya bertambah buruk jika kita menentukan jisim (inersia) (m) dengan cara biasa sebagai nisbah (| / bF | / | / ba) |. Buat masa ini kami menggunakan satu persamaan (bF = m / ba) untuk menentukan dua kuantiti (bF) dan (m). Pecutan tertentu (ba) paling baik menentukan nisbah (bF / m) tetapi tidak menentukan nilai unik untuk (bF) dan (m) secara individu.

Dalam istilah yang lebih formal, masalah timbul kerana kami memperkenalkan kekuatan (bF) dan massa (m) sebagai (T) - istilah teori yang tidak diberikan oleh teori lain. Kenyataan itu juga memberi jalan keluar dari masalah. Kita boleh menambahkan undang-undang tambahan pada dinamika sederhana. Sebagai contoh, kita mungkin menghendaki semua daya adalah graviti dan daya bersih pada jisim (m) diberikan oleh jumlah (bF = / Sigma_i / bF_i) semua daya graviti (bF_i) bertindak pada jisim kerana jisim alam semesta yang lain, sesuai dengan hukum graviti persegi Newton yang terbalik. (Undang-undang menegaskan bahawa kekuatan (bF_i) kerana menarik massa (i) dengan jisim graviti (m_ {gi}) adalah (Gm_g m_ {gi} boldsymbol {r} _i / r_ { i} ^ 3), di mana (m_g) adalah jisim graviti badan asal,(boldsymbol {r} _i) vektor kedudukan jisim (i) yang berasal dari badan asal, dan (G) pemalar graviti sejagat.) Itu memberi kita definisi bebas untuk (bF). Begitu juga kita memerlukan jisim inersia (m) sama dengan jisim graviti (m_g). Oleh kerana sekarang kita mempunyai akses bebas ke masing-masing istilah (bF), (m) dan (ba) yang muncul di (bF = m / ba), apakah undang-undang yang diperoleh itu bergantung dan bukan lagi soal definisi.adakah undang-undang yang diperoleh adalah bergantung dan tidak lagi menjadi definisi.adakah undang-undang yang diperoleh adalah bergantung dan tidak lagi menjadi definisi.

Masalah lebih lanjut dapat timbul, bagaimanapun, kerana (T) - istilah teoritis lain yang dipanggil secara tersirat ketika (bF = m / ba) ditegaskan. Pecutan (ba) dianggap diam-diam diukur dalam kaitannya dengan sistem inersia. Sekiranya pecutan diukur berkaitan dengan sistem rujukan yang berbeza, hasil yang berbeza akan diperoleh. Sebagai contoh, jika diukur dalam kaitannya dengan sistem yang bergerak dengan pecutan seragam (ba), maka percepatan yang diukur akan (ba '= (ba - / ba)). Badan yang tidak digerakkan oleh daya graviti dalam kerangka inersia akan mematuhi (0 = m / ba) sehingga (ba = 0). Badan yang sama dalam bingkai dipercepat akan memiliki percepatan (ba '= - / ba) dan diatur oleh (- m / ba = m / ba'). Masalahnya ialah istilah (- m / ba) berkelakuan sama seperti gaya graviti;besarnya berkadar terus dengan jisim (m) badan. Oleh itu, kes badan bebas graviti dalam sistem rujukan yang dipercepat secara seragam tidak dapat dibezakan daripada badan yang jatuh bebas dalam bidang graviti homogen. Ketidaktentuan teori mengancam sekali lagi. Mengingat hanya usul bagaimana kita dapat mengetahui kes mana yang dikemukakan kepada kita?[1] Untuk menyelesaikan masalah ini memerlukan kajian sistematik hubungan antara pelbagai (T) - konsep teoritis, jisim inersia, jisim graviti, daya inersia, daya graviti, sistem inersia dan sistem dipercepat dan bagaimana mereka menetap dalam undang-undang yang berkaitan teori (T).

Masalah serupa timbul dalam perumusan hampir semua teori fizikal asas.

3.2 Penyelesaian strukturalistik masalah istilah teori

Terdapat pelbagai cara untuk mengatasi masalah ini. Seseorang boleh mencungkilnya sebagai masalah palsu. Atau seseorang boleh berusaha untuk menerima masalah itu sebagai sebahagian daripada cara sains biasa berfungsi, walaupun tidak dengan cara yang bersih yang disukai oleh para ahli falsafah. Program strukturalis, bagaimanapun, sepakat bahawa ini adalah masalah yang tidak remeh untuk diselesaikan dan merancang mesin meta-teori untuk membolehkan penyelesaiannya. Mereka seterusnya bersetuju untuk membahagikan perbendaharaan kata teori (T) menjadi (T) - teori dan (T) - istilah bukan teori, yang terakhir diberikan dari luar teori.

3.2.1 Penyelesaian Sneed

Dalam pendekatan Sneedean, "tuntutan empiris" teori dirumuskan dengan menggunakan pengukur eksistensial untuk istilah ((T) - istilah teoritis (iaitu, dari segi "kalimat Ramsey" untuk (T)). Dalam contoh kami di atas, undang-undang Newton untuk gaya gravitasi akan dirumuskan semula sebagai: "Terdapat sistem inersia dan pemalar (G, m_i, m_ {gi}) sehingga untuk setiap zarah produk jisimnya kali percepatannya sama dengan jumlah daya graviti seperti yang diberikan di atas. " Ini menghilangkan lingkaran tetapi meninggalkan persoalan kandungan. Di sini para strukturalis à la Sneed berpendapat bahawa tuntutan empirik teori (T ') harus mengandungi semua undang-undang teori dan juga undang-undang orde tinggi, yang disebut "batasan". Dalam contoh kami,kekangannya adalah pernyataan seperti "semua zarah mempunyai jisim inersia dan graviti yang sama dan pemalar graviti menganggap nilai yang sama dalam semua model teori." Oleh itu, teori akan memperoleh lebih banyak kandungan dan menjadi tidak kosong.

3.2.2 Penyelesaian Ludwig

Walaupun kerangka meta-teori Ludwig sedikit berbeza, bahagian pertama penyelesaiannya pada dasarnya setara dengan yang di atas. Di sisi lain, dia mengusulkan program yang lebih kuat ("dasar aksiomatik teori fizikal") yang diteruskan dengan mempertimbangkan bentuk setara (T) * teori (T) di mana semua (T) - konsep teori dihapuskan dengan definisi eksplisit. Ini nampaknya bertentangan dengan hasil yang lebih tua mengenai ketidaktentuan istilah teori, tetapi pemeriksaan yang lebih dekat menghilangkan kontradiksi yang jelas. Sebagai contoh, konsep "massa" mungkin tidak dapat ditentukan dalam teori yang hanya berkaitan dengan orbit tunggal sistem mekanik, tetapi dapat ditentukan dalam teori yang mengandungi semua kemungkinan orbit sistem itu.

Namun, untuk merumuskan dasar aksiomatik teori sebenar, bukan hanya model mainan, adalah tugas yang tidak remeh dan biasanya memerlukan satu atau dua buku; lihat contoh Ludwig (1985, 1987) dan Schmidt (1979).

3.3 Masalah pengukuran

Kedua-dua program ini mengatasi masalah lebih lanjut mengenai bagaimana menentukan perpanjangan, misalnya, nilai numerik, dari istilah teori dari sekumpulan data pemerhatian yang diberikan. Kami akan menyebutnya sebagai "masalah pengukuran", agar tidak dicampuradukkan dengan masalah pengukuran yang terkenal dalam teori kuantum. Biasanya masalah pengukuran tidak mempunyai jalan penyelesaian yang unik. Sebaliknya nilai kuantiti teoritis hanya dapat diukur dalam tahap ketidaktepatan tertentu dan menggunakan andaian tambahan yang, walaupun masuk akal, tidak dapat disahkan dengan pasti. Dalam contoh Newton di atas seseorang harus menggunakan andaian tambahan bahawa lintasan zarah dapat dibezakan dua kali dan bahawa daya lain kecuali daya graviti dapat diabaikan. Untuk pemeriksaan kritikal baru-baru ini mengenai penyelesaian masalah pengukuran dalam pendekatan Sneed dengan contoh terperinci dari astronomi lihat Gähde (2014).

3.4 Pengukuran dan penghampiran

Ciri ketidaktepatan dan penghampiran memainkan peranan penting dalam program strukturalis. Dalam konteks masalah pengukuran, ketidaktepatan nampaknya merupakan kecacatan teori yang menghalang penentuan kuantiti teori secara tepat. Namun, ketidaktepatan dan ketidak-keunikan sangat penting dalam konteks evolusi teori dan peralihan ke teori baru dan "lebih baik". Jika tidak, teori baru secara amnya tidak dapat merangkumi penerapan teori lama yang berjaya. Pertimbangkan misalnya peralihan teori Kepler mengenai gerakan planet ke teori Newton dan Einstein: Teori graviti Newton dan relativiti umum menggantikan elips Kepler dengan lengkung yang lebih rumit. Tetapi ini harus tetap sesuai dengan pemerhatian astronomi lama,yang hanya mungkin berlaku jika mereka tidak sesuai dengan teori Kepler.

4. Masalah pengurangan

4.1 Pengurangan hubungan antara teori

Sebahagian daripada program strukturalis adalah definisi pelbagai hubungan antara teori. Di sini kita akan memusatkan perhatian pada hubungan “pengurangan”, yang memainkan peranan penting dalam wacana falsafah dan juga karya ahli fizik, walaupun tidak di bawah nama ini. Pertimbangkan teori (T) yang digantikan oleh teori yang lebih baik (T '). Seseorang boleh menggunakan (T ') untuk memahami beberapa kejayaan dan kegagalan (T). Sekiranya ada cara sistematik untuk menurunkan (T) sebagai penghampiran dalam (T '), maka (T) "dikurangkan" menjadi atau oleh (T'). Dalam kes ini, (T) berjaya di mana ia adalah penghampiran yang baik untuk (T ') dan (T') berjaya. Sebaliknya, dalam keadaan di mana (T ') masih berjaya tetapi (T) kurang tepat untuk (T'), (T) akan gagal. Sebagai contoh,mekanik klasik harus diperoleh sebagai kes terhad mekanik relativistik untuk halaju kecil berbanding dengan halaju cahaya. Ini akan menjelaskan mengapa mekanik klasik berjaya, dan masih, berjaya digunakan dalam hal halaju kecil tetapi gagal untuk halaju (relatif) yang besar.

Seperti yang telah disebutkan, penyelidikan hubungan pengurangan semacam itu antara teori yang berlainan adalah bagian dari pekerjaan sehari-hari ahli fizik teori, tetapi biasanya mereka tidak mengadopsi konsep umum pengurangan. Sebaliknya mereka secara intuitif memutuskan apa yang harus ditunjukkan atau dihitung, bergantung pada kes yang dipertimbangkan. Di sini karya para strukturalis dapat menghasilkan pendekatan yang lebih sistematik dalam fizik, walaupun belum ada konsep pengurangan yang unik dan diterima umum.

4.2 Pengurangan dan ketidaksesuaian

Aspek lain adalah pengurangan dalam gambaran global mengenai perkembangan fizik. Sebilangan besar ahli fizik, tetapi tidak semua, cenderung melihat sains mereka sebagai perusahaan yang mengumpulkan pengetahuan secara berterusan. Sebagai contoh, mereka tidak akan mengatakan bahawa mekanik klasik telah disangkal oleh mekanik relativistik, tetapi mekanik relativistik sebahagiannya telah menjelaskan di mana mekanik klasik dapat diterapkan dengan selamat dan di mana tidak. Pandangan mengenai perkembangan fizik ini telah dicabar oleh beberapa ahli falsafah dan sejarawan sains, terutamanya oleh tulisan T. Kuhn dan P. Feyerabend. Para cendekiawan ini menekankan konsep diskontinuiti atau "ketidaksesuaian" antara teori pengurangan (T) dan teori pengurangan (T '). Laporan pengurangan strukturalis sekarang membuka kemungkinan untuk membincangkan perkara-perkara ini pada tahap yang kurang formal. Hasil awal perbincangan ini berbeza bergantung pada program tertentu.

4.3 Akaun Ludwig

Dalam tulisan Ludwig tidak ada rujukan langsung pada tesis yang tidak dapat dikira dan perbincangan yang sesuai. Tetapi jelas pendekatannya menyiratkan penolakan tesis ini yang paling radikal. Hubungan pengurangannya terdiri dari dua hubungan antaroretik yang lebih sederhana yang disebut "pembatasan" dan "penyisipan". Mereka hadir dalam dua versi, tepat dan hampir. Sebahagian daripada definisi mereka adalah peraturan terperinci terjemahan kosa kata bukan teori (T ') ke dalam (T). Oleh itu, kebolehsesuaian, sekurang-kurangnya pada tahap bukan teori, diinsuranskan secara definisi. Masalahnya kemudian beralih ke tugas untuk menunjukkan bahawa beberapa kes pengurangan yang menarik, yang dibincangkan dalam konteks ketidaksesuaian, sesuai dengan definisi Ludwig. Malangnya, dia hanya memberikan satu contoh pengurangan yang banyak dilakukan,iaitu termodinamik vs mekanik statistik kuantum, dalam Ludwig (1987). Ketidaksesuaian terma teori mungkin lebih mudah dimasukkan dalam pendekatan Ludwig kerana dapat ditelusuri kembali ke perbezaan antara hukum (T) dan (T ').

4.4 Akaun Sneed

Hubungan antara ketidaksesuaian dan hubungan pengurangan Sneedean sampai batas tertentu dibincangkan dalam Balzer et al. (1987, bab VI.7). Penulis menganggap hubungan pengurangan tepat sebagai hubungan tertentu antara model berpotensi dari teori masing-masing. Lebih menarik bagi contoh kehidupan nyata fizikal adalah versi perkiraan yang diperoleh sebagai "pengurangan tepat kabur" dengan menggunakan subkelas keseragaman empirikal pada kelas model yang berpotensi. Kes Kepler-Newton dibincangkan sebagai contoh pengurangan anggaran. Perbincangan mengenai ketidakkekuran menderita daripada kesukaran terkenal dalam menerangkan pengertian seperti "bermaksud memelihara terjemahan". Terdapat penerapan teorema interpolasi meta-matematik yang menarik yang memberikan hasil yang, secara kasar,(tepat) pengurangan bermaksud terjemahan. Walau bagaimanapun, kesesuaian hasil ini dipersoalkan dalam Balzer et al. (1987, 312 ff). Oleh itu, perbincangan akhirnya berakhir sebagai tidak meyakinkan, tetapi penulis mengakui kemungkinan adanya spektrum ketidaksesuaian tahap berbeza dalam kes pasangan teori pengurangan / pengurangan.

4.5 Akaun Scheibe

Scheibe dalam bukunya (1999) juga secara eksplisit merujuk kepada tesis Kuhn dan Feyerabend dan memberikan perbincangan terperinci. Tidak seperti dua program strukturalis yang lain, dia tidak mengusulkan konsep pengurangan yang tetap. Sebaliknya dia mencadangkan banyak hubungan pengurangan khas yang dapat digabungkan dengan tepat untuk menghubungkan dua teori (T) dan (T '). Lebih jauh lagi, dia melanjutkan dengan studi kasus kehidupan nyata yang luas dan mempertimbangkan jenis hubungan pengurangan baru jika kes yang dipertimbangkan tidak dapat dijelaskan oleh hubungan yang dipertimbangkan sejauh ini. Scheibe mengakui bahawa terdapat keadaan yang tidak dapat dikendalikan yang menyukarkan untuk mencari hubungan pengurangan dalam kes-kes tertentu. Sebagai contoh yang signifikan, ia menyebutkan konsep "diamati" dalam mekanika kuantum di satu pihak, dan di mekanik statistik klasik di sisi lain. Walaupun ada peta di antara set yang dapat dilihat, Scheibe menganggap ini sebagai kes yang tidak dapat dikategorikan, kerana peta ini bukan homomorfisme aljabar Lie, lihat Scheibe (1999, 174).

Ringkasnya, pendekatan strukturalis mampu membincangkan isu-isu pengurangan dan ketidaksesuaian serta masalah yang mendasari pada tahap yang lebih maju. Oleh itu, pendekatan ini mempunyai peluang untuk melakukan mediasi antara kem yang berbeza dari ahli fizik dan ahli falsafah.

5. Tiga program strukturalis

Dalam bahagian ini kita akan menerangkan dengan lebih dekat program-program tertentu, akarnya dan beberapa perbezaan di antara mereka.

5.1 Program Sneed

5.1.1 Sejarah dan sifat umum

Program ini adalah yang paling berjaya sehubungan dengan pembentukan sebuah "sekolah" yang menarik para cendekiawan dan pelajar yang mengadopsi pendekatan dan mengusahakan masalahnya yang spesifik. Oleh itu, kebanyakan literatur strukturalis menyangkut varian Sneedean. Mungkin ini sebagian juga disebabkan oleh keadaan bahwa hanya pendekatan Sneed yang dimaksudkan untuk diterapkan (dan telah diterapkan) untuk sains lain dan bukan hanya fisika.

Catatan yang lebih komprehensif mengenai akar strukturalisme sejarah dalam falsafah sains boleh didapati di Bolinger (2016), walaupun buku ini belum diterjemahkan ke dalam bahasa Inggeris. Buku seminal adalah Sneed (1971) yang mengemukakan teori meta-fizik dalam tradisi model-teori yang berkaitan dengan P. Suppes, BC van Fraassen, dan F. Suppe. Pendekatan ini diadopsi dan dipopulerkan oleh ahli falsafah Jerman W. Stegmüller (1923-1991), lihat misalnya, Stegmüller (1979b) dan dikembangkan lebih lanjut terutama oleh murid-muridnya. Pada masa-masa awalnya pendekatan ini disebut "pandangan non-pernyataan" teori, yang menekankan pada alat alat set teori berbanding dengan analisis linguistik. Kemudian aspek ini dianggap lebih penting daripada aspek prinsip, lihat Balzer et al. (1987, 306 ff). Baru-baru ini, H. Andreas (2014) dan G. Schurz (2014) telah mengusulkan dua kerangka kerja yang sedikit berbeza yang menggabungkan rumusan semantik dan sintaksis program Sneed. Walaupun begitu, penggunaan alat set-teoretik yang hampir eksklusif tetap menjadi salah satu ciri gaya khas program ini dan yang membezakannya dengan jelas daripada program lain.

5.1.2 Idea utama program Sneed

Menurut Moulines, dalam Balzer dan Moulines (1996, 12–13), pengertian khusus dari program Sneedean adalah berikut. Kami menggambarkan tanggapan ini dengan contoh yang dipermudahkan, yang diilhamkan oleh Balzer et al. (1987), yang berdasarkan sistem (N) zarah titik klasik digabungkan dengan mata air yang memenuhi undang-undang Hooke. Untuk pengenalan konsep asas baru-baru ini, lihat juga H. Andreas dan F. Zenker (2014).

  • (M_p): Sekumpulan model berpotensi (kerangka konsep teori.

    [Satu model yang berpotensi berisi sekumpulan zarah, satu set mata air bersama dengan pemalar pegasnya, jisim zarah, serta kedudukan dan daya bersama sebagai fungsi masa.]

  • (M): Kelas model sebenar (undang-undang empirik teori).

    ((M) adalah subkelas model berpotensi yang memenuhi persamaan pergerakan sistem.]

  • (langle M_p, M / rangle): Elemen model (bahagian teori yang sangat diperlukan)
  • (M_ {pp}): Kelas model berpotensi separa (asas teori bukan asas teori).

    [Satu model potensi separa hanya mengandungi kedudukan zarah sebagai fungsi masa, kerana jisim dan daya dianggap sebagai (T) - teoritis.]

  • (C): Kelas kekangan (keadaan yang menghubungkan model yang berbeza dari satu dan teori yang sama).

    [Kekangan mengatakan bahawa zarah yang sama mempunyai jisim yang sama dan mata air yang sama mempunyai pemalar pegas yang sama.]

  • (L): Kelas pautan (keadaan yang menghubungkan model teori yang berbeza).

    [Antara pautan yang boleh difikirkan adalah:

    • Pautan ke teori ruang masa klasik
    • Pautan ke teori timbang dan timbangan, di mana nisbah jisim dapat diukur
    • Pautan ke teori keanjalan, di mana pemalar spring boleh dikira]
  • (A): Kelas kabur yang boleh diterima (darjah penghampiran yang diterima antara model yang berbeza).

    [Fungsi yang berlaku pada model berpotensi dilengkapi dengan bar kesalahan yang sesuai. Ini mungkin bergantung pada aplikasi yang dimaksudkan, lihat di bawah.]

  • (K = / langle M_p, M, M_ {pp}, C, L, A / rangle): Teras (bahagian teori-formal teori)
  • (I): Domain aplikasi yang dimaksudkan ("potongan dunia" untuk dijelaskan, diramalkan atau dimanipulasi secara teknologi).

    [Kelas ini dibuka dan mengandungi, misalnya

    • sistem badan tegar kecil, dihubungkan oleh pegas gegelung atau gelang getah
    • sebarang sistem mekanikal yang bergetar sekiranya terdapat amplitud kecil, termasuk badan yang hampir kaku yang terdiri daripada molekul (N)]
  • (T = / langle K, I / rangle): Elemen teori (unit terkecil yang dianggap sebagai teori).
  • (sigma): Hubungan pengkhususan antara elemen-teori.

    ((T) boleh menjadi pengkhususan unsur-unsur teori yang serupa dengan undang-undang gaya umum yang lebih umum, misalnya, termasuk geseran dan / atau daya luaran yang bergantung pada masa. Kita juga dapat membayangkan undang-undang kekuatan yang lebih abstrak yang hanya menetapkan beberapa sifat umum seperti "tindakan = reaksi". (T) pada gilirannya dapat dikhususkan untuk teori-elemen sistem dengan jisim yang sama dan / atau pemalar spring yang sama.]

  • (N): Teori-jaring (sekumpulan elemen-teori yang diperintahkan oleh (sigma) - gagasan "tipikal" teori).

    [Jaring teori yang jelas yang mengandungi contoh elemen-elemen teori kami adalah CPM = "mekanik zarah klasik", disusun sebagai rangkaian unsur-unsur teori yang pada dasarnya disusun berdasarkan tahap keaslian undang-undang kekuatannya.]

  • (E): Teori-evolusi (teori-jaring "bergerak" melalui masa sejarah).

    [Undang-undang kekuatan baru yang menarik dapat ditemukan dalam beberapa waktu, misalnya, rantai Toda pada tahun 1967, serta aplikasi baru dari undang-undang yang diketahui.]

  • (H): Teori-holon (kompleks jaring teori yang diikat oleh pautan "penting").

    [Sukar untuk memikirkan contoh yang lebih kecil daripada (H =) semua jaring teori fizikal.]

5.2 Program Ludwig

5.2.1 Sejarah dan sifat umum

Günther Ludwig (1918–2007) adalah seorang ahli fizik Jerman yang terkenal dengan karyanya mengenai asas teori kuantum. Di Ludwig (1970, 1985, 1987), ia menerbitkan sebuah aksiomatik mengenai mekanik kuantum, yang berdasarkan pada interpretasi statistik teori kuantum. Sebagai prasyarat untuk karya ini, dia merasa perlu bertanya "Apa itu teori fizikal?" dan mengembangkan konsep umum teori pada 80 halaman pertama (1970). Kemudian teori umum ini dikembangkan ke dalam buku Ludwig (1978). Penjelasan terkini mengenai program Ludwig boleh didapati di Schröter (1996).

"Falsafah" yang mendasari adalah pandangan bahawa terdapat struktur nyata di dunia yang "digambarkan" atau diwakili, dengan cara yang hampir sama, oleh struktur matematik, secara simbolik (boldsymbol {PT} = / boldsymbol {W} (-) boldsymbol {MT}). Teori matematik (boldsymbol {MT}) yang digunakan dalam teori fizikal (boldsymbol {PT}) mengandung sebagai intinya sebuah "spesies struktur" (Sigma). Ini adalah konsep meta-matematik Bourbaki yang diperkenalkan Ludwig ke dalam pendekatan strukturalistik. Hubungan antara (boldsymbol {MT}) ke beberapa "domain realiti" (boldsymbol {W}) dicapai oleh sekumpulan prinsip korespondensi ((-)), yang memberikan peraturan untuk menerjemahkan fizikal fakta ke dalam penyataan matematik tertentu yang disebut "laporan pemerhatian". Fakta-fakta ini dapat dilihat secara langsung atau diberikan melalui teori fizikal yang lain,dipanggil "pra-teori" (boldsymbol {PT}). Dengan cara ini, bahagian (boldsymbol {G}) (boldsymbol {W}), yang disebut "domain asas" dibina. Tetapi tetap menjadi tugas teori untuk membina domain realiti penuh (boldsymbol {W}), iaitu keterangan yang lebih lengkap mengenai domain asas yang juga menggunakan (boldsymbol {PT}) - teoritis syarat.

5.2.2 Ciri khas program Ludwig

Jika dilihat secara dangkal, konsep teori ini menunjukkan beberapa persamaan dengan idea-idea neo-positivistik dan akan mengalami kritikan yang serupa. Sebagai contoh, perbincangan mengenai watak yang disebut 'sarat dengan teori' ayat pemerhatian menimbulkan keraguan terhadap tanggapan seperti "fakta yang dapat dilihat secara langsung". Walaupun begitu, penganut pendekatan Ludwig mungkin akan memperjuangkan bentuk observasionalisme yang sederhana dan akan menunjukkan bahawa, dalam pendekatan Ludwig, watak ayat pemerhatian yang penuh dengan teori dapat dianalisis secara terperinci.

Idea utama lain dari program Ludwig adalah perihalan pendekatan intra- dan antar-teoritis dengan menggunakan "struktur seragam", konsep matematik yang terletak di antara struktur topologi dan metrik. Walaupun idea ini kemudian diadopsi oleh program strukturalis lain, ia memainkan peranan unik dalam meta-teori Ludwig sehubungan dengan finitisme. Dia percaya bahawa struktur matematik yang besar atau kecil, a priori, tidak mempunyai makna fizikal sama sekali; mereka adalah alat awal untuk menghampiri realiti fizikal yang terbatas. Struktur seragam adalah kenderaan untuk menyatakan penghampiran jenis ini.

5.2.3 Tafsiran Ludwig mengenai mekanik kuantum

Kami telah menjelaskan bahawa untuk Ludwig kerangka kerja untuk pembinaan semula teori fizikal sebenarnya hanya alat untuk mengembangkan tafsirannya mengenai mekanik kuantum.

Tidak menghairankan bahawa terdapat hubungan erat antara kedua-dua syarikat tersebut. Kami hanya menyebutkan kenyataan bahawa penyusunan semula istilah teori dengan istilah lain yang lebih mudah diakses sangat mendesak apabila istilah teori merujuk kepada domain mikroskopik. Ini menjelaskan secara khusus mengapa Ludwig adalah penyokong tafsiran statistik mekanik kuantum, kerana tafsiran yang lebih maju seperti penafsiran keadaan-partikel tunggal terhadap fungsi gelombang, menurut pendapatnya, tidak mempunyai dasar aksiomatik. Dalam perbahasan semasa mengenai tafsiran mekanik kuantum, interpretasi statistik (atau interpretasi ensemble) hanya memainkan peranan marginal dan, apalagi, biasanya dikaitkan dengan LE Ballentine (1970). Entri Wikipedia mengenai 'ensemble interpretation' sama sekali tidak menyebut tentang Ludwig.

Akan lebih awal, bagaimanapun, untuk menolak Ludwig pengaruh apa pun terhadap pengembangan teori kuantum. Terdapat beberapa pencapaian, seperti generalisasi pengamatan terhadap ukuran POV, lihat Busch et al (2016), yang terkenal, misalnya, dalam komuniti yang mempraktikkan teori maklumat kuantum, dan yang akhirnya kembali ke Ludwig. Biasanya, rujukan standard untuk generalisasi ini bukan Ludwig tetapi muridnya K. Kraus, lihat Kraus (1983). Akhirnya harus disebutkan bahawa aksiomatik mekanik kuantum Ludwig telah dihidupkan kembali oleh hasil matematik baru, lihat Casinelli dan Lahti (2016).

5.2.4 Kerja akhir Ludwig

Satu tahun sebelum kematiannya Ludwig, bersama-sama dengan Gérald Thurler, menerbitkan edisi Ludwig yang disemak dan dipermudah (1990) dengan judul "Asas baru teori fizikal". Karya ini tidak dapat digunakan sebagai buku teks tetapi merupakan dokumen yang luar biasa mengenai tema-tema pusat pendekatannya dan pandangan umum mengenai fizik. Buku ini dengan jelas menunjukkan bahawa perhatian utama Ludwig adalah mengenai realisme saintifik, iaitu, mengenai persoalan bagaimana objek dan hubungan hipotetis yang berlaku dalam teori yang berjaya memperoleh status realiti fizikal. Entiti yang tidak dapat menuntut status ini dijuluki sebagai "dongeng" di seluruh buku ini. Contoh dongeng dalam teori kuantum adalah pemboleh ubah tersembunyi dan, mungkin mengejutkan bagi sebilangan pembaca, juga tafsiran keadaan zarah tunggal (berbeza dengan tafsiran ensemble yang dipupuk oleh Ludwig).

Antara konsep dan alat baru yang dikembangkan dalam Ludwig / Thurler (2006) adalah seperti berikut:

  • Pemerhatian fizikal pertama kali diterjemahkan ke dalam ayat-ayat teori matematik tambahan yang hanya mengandungi set terhingga, dan, pada langkah kedua, kira-kira dimasukkan ke dalam teori ideal. Dengan manuver ini penulis menonjolkan perbezaan antara operasi fizikal hingga andaian matematik yang melibatkan set tak terhingga.
  • Set ketidaktepatan dan pengukuran tidak tajam selalu dianggap sejak awal dan tidak diperkenalkan kemudian seperti dalam versi program Ludwig sebelumnya.
  • "Domain asas" teori sekarang merupakan bagian dari "domain aplikasi" di mana teori berjaya diterapkan, hingga tahap ketidaktepatan tertentu.
  • Terminologi rumit mengenai pelbagai jenis hipotesis dalam Ludwig (1990) secara radikal dikurangkan menjadi sebilangan kecil kes termasuk hipotesis kabur.
  • Masalah pengukuran tidak langsung yang tidak jelas dirumuskan semula dengan cara yang elegan namun harus diteliti melalui kajian kes.

5.2.5 Ringkasan

Secara umum, program Ludwig adalah, dibandingkan dengan program Sneed dan Scheibe, kurang deskriptif dan lebih normatif berkaitan dengan fizik. Dia mengembangkan cita-cita bagaimana teori fizikal harus dirumuskan daripada membina semula praktik yang sebenarnya. Contoh penyelesaian utama yang mendekati cita-cita ini adalah akaun aksiomatik mekanik kuantum, seperti yang dijelaskan dalam Ludwig (1985, 1987).

5.3 Program Scheibe

Ahli falsafah Jerman Erhard Scheibe (1927-2010) telah menerbitkan beberapa buku dan banyak karangan mengenai pelbagai topik falsafah sains; lihat, sebagai contoh, Scheibe (2001). Dia sering mengomentari program Sneed dan Ludwig, seperti dalam "Perbandingan dua pandangan terbaru mengenai teori", yang dicetak ulang di Scheibe (2001, 175–194). Selain itu, dia menerbitkan salah satu kajian kes paling awal mengenai pengurangan teori anggaran; lihat Scheibe 2001 (306–323) untuk kajian kes 1973.

Dalam bukunya mengenai "pengurangan teori fizikal," Scheibe (1997, 1999) mengembangkan konsep teori sendiri, yang sampai batas tertentu dapat dianggap sebagai posisi perantara antara teori Ludwig dan Sneed. Sebagai contoh, dia menggabungkan gaya-teori dan sintaksis Sneed dan Ludwig masing-masing. Oleh kerana perhatian utamanya adalah pengurangan, dia tidak perlu merangkumi semua aspek teori fizikal yang ditangani dalam pendekatan lain. Seperti yang telah disebutkan, dia mengusulkan konsep pengurangan yang lebih fleksibel yang terbuka untuk pengembangan yang timbul dari kajian kes baru.

Ciri unik pendekatan Scheibe adalah perbincangan menyeluruh mengenai hampir semua kes pengurangan penting yang dipertimbangkan dalam literatur fizikal. Ini termasuk ruang waktu klasik-khas-relativistik, graviti Newtonian berbanding relativiti umum, termodinamik berbanding teori kinetik, dan mekanik klasik vs kuantum. Pada dasarnya dia sampai pada kesimpulan dari ketidaklengkapan ganda: percubaan ahli fizik untuk membuktikan hubungan pengurangan dalam kes-kes di atas sebahagian besarnya tidak lengkap mengikut piawaian mereka sendiri, dan juga mengikut kehendak konsep pengurangan strukturalis. Tetapi konsep ini juga tidak lengkap, Scheibe berpendapat, kerana, misalnya, pemahaman yang memuaskan mengenai proses pembatasan "kontra-fakta" seperti (hslash / rightarrow 0) atau (c / rightarrow / infty) belum belum dikembangkan. Bolinger dalam bukunya (2016) memberikan gambaran umum mengenai program strukturalis dengan penekanan khusus pada karya Scheibe.

5.4 Interaksi antara tiga program strukturalis

Seperti yang telah disebutkan, program Ludwig dan Sneed telah dikembangkan secara mandiri pada tahun 1970-an, sedangkan program Scheibe, setidaknya sebagian, berasal dari tinjauan kritis kedua program ini. Tetapi ini hanya keterangan kasar. Selain itu, terdapat banyak interaksi bersama antara ketiga program yang mempengaruhi penjelasannya kemudian. Bukti untuk interaksi ini diberikan, selain pelbagai pengakuan yang berkaitan dalam buku dan artikel, oleh pemerhatian berikut.

  • Balzer, Moulines dan Sneed dalam (1987) memperkenalkan konsep "spesies struktur" dan "struktur seragam" yang memainkan peranan penting di Ludwig (1970, 1978) dan belum terkandung dalam Sneed (1971).
  • Sebaliknya, Ludwig dalam (1990) menambahkan bahagian 9.3 mengenai jaring teori (Theorienetze) yang memetik karya masing-masing Balzer dan Moulines.
  • Pada akhir (2006) Ludwig pada hal.3 merujuk kepada karya Scheibe "kerana banyak persamaan". Kemudian pada hlm.107 dia menyebut "perbincangan melalui surat" dengan Scheibe. Surat-menyurat ini telah dijamin oleh B. Falkenburg dan sedang menunggu edisi ilmiah.

6. Ringkasan

Kami telah membuat sketsa tiga program strukturalis yang telah dikembangkan sejak tahun 1970-an untuk mengatasi masalah dalam falsafah fizik, beberapa di antaranya relevan juga untuk fizik itu sendiri. Mana-mana program yang menggunakan alat formal yang berat untuk menerangkan domain dan menyelesaikan masalah tertentu harus diteliti berkenaan dengan ekonomi alatnya: sejauh mana alat ini benar-benar diperlukan untuk mencapai tujuannya? Atau berkaitan dengan masalah yang dihasilkan sendiri? Kami telah berusaha memberikan beberapa hujah dan bahan untuk pembaca yang akhirnya harus menjawab soalan-soalan ini untuk dirinya sendiri.

Bibliografi

Bibliografi ini hanya terbatas pada pilihan beberapa buku yang sangat penting bagi ketiga-tiga program strukturalistik. 'Bibliografi Strukturalisme' yang diperluas yang berkaitan dengan program Sneed muncul dalam Erkenntnis, Volume 44 (1994). Jilid lain baru-baru ini Erkenntnis (79 (8), 2014) dikhaskan untuk perspektif baru mengenai strukturalisme. Kami akan memetik di bawah beberapa artikel jilid ini dan artikel lain yang relevan untuk entri kali ini. Malangnya, buku-buku pusat Ludwig (1978) dan Scheibe (1997, 1999) belum diterjemahkan ke dalam bahasa Inggeris, tetapi lihat Ludwig dan Thurler (2006) baru-baru ini. Untuk pengenalan teori masing-masing, pembaca bahasa Inggeris boleh membaca bab XIII Ludwig (1987) dan bab V Scheibe (2001).

  • Andreas, H., 2014, “Carnapian Structuralism”, Erkenntnis, 79 (8): 1373–1391.
  • Andreas, H., dan Zenker, F., 2014, “Konsep Asas Strukturalisme”, Erkenntnis, 79 (8): 1367–1372.
  • Aubin D.
  • Ballentine, LE, 1970, "Tafsiran statistik mekanik kuantum", Pendeta Mod. Fiz., 42 (4): 358–381.
  • Balzer, W., dan Moulines, CU, 1996, (eds.), Teori sains strukturalis, Isu Fokus, Hasil Baru, Berlin: de Gruyter.
  • Balzer, W., dan Moulines, CU, dan Sneed, JD, 1987, An Architectonic for Science, Dordrecht: Reidel.
  • Bolinger, R., 2015, Rekonstruktion und Reduktion physikalischer Theorien, Epistemische Studien, Band 32, Berlin / Boston: De Gruyter.
  • Bourbaki, N., 1986, Teori Set (Elemen Matematik), Paris: Hermann.
  • Busch, P., Lahti, P., Pellonpää, JP, dan Ylinen, K., 2016, Quantum Measurement, Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • Cassinelli G. dan Lahti P., 2016, "Asas Aksiomatik untuk Mekanika Kuantum", Ditemui. Fiz., 46: 1341–1373.
  • Gähde, U., 2014, "Penentuan Tergantung Teori dari Set Basis: Implikasi untuk Pendekatan Strukturalis", Erkenntnis, 79 (8): 1459–1473.
  • Kraus K., 1983, States, Effects and Operations: Fundamental Notions of Quantum Theory, (Lecture Notes in Physics Volume 190), Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • Ludwig, G., 1970, Deutung des Begriffs "physikalische Theorie" und axiomatische Grundlegung der Hilbertraumstruktur der Quantenmechanik durch Hauptsätze des Messens (Nota Kuliah dalam Fizik, Jilid 4), Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • –––, 1978, Die Grundstrukturen einer physikalischen Theorie, Berlin: Springer; Edisi ke-2, 1990; Terjemahan Perancis oleh G. Thurler: Les struktur de base d'une théorie fizikal.
  • –––, 1985, Asas Aksiomatik untuk Mekanika Kuantum, Vol. 1, Derivasi Struktur Angkasa Hilbert, Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • –––, 1987, Asas Aksiomatik untuk Mekanik Kuantum (Jilid 2: Mekanik Kuantum dan Sistem Makro), Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • Ludwig, G. dan Thurler, G., 2006, Asas baru teori fizikal, Berlin: Springer.
  • Scheibe, E., 1997, Die Reduktion physikalischer Theorien, Teil I, Grundlagen und elementare Theorie, Berlin: Springer.
  • –––, 1999, Die Reduktion physikalischer Theorien, Teil II, Inkommensurabilität und Grenzfallreduktion, Berlin: Springer.
  • –––, 2001, Antara Rasionalisme dan Empirisme, Makalah Terpilih dalam Falsafah Fizik, B. Falkenburg (ed.), Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • Schmidt, H.-J., 1979, Karakterisasi Aksiomatik Geometri Fizikal (Nota Kuliah dalam Fizik, Jilid 111), Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • Schröter, J., 1996, Zur Meta-Theorie der Physik, Berlin: de Gruyter.
  • Schurz, G., 2014, “Kriteria Teoretik: Pernyataan Merapatkan dan Paparan Bukan Penyataan”, Erkenntnis, 79 (8): 1521–1545.
  • Sneed, JD, 1971, Struktur Logik Fizik Matematik, Dordrecht: Reidel; Edisi ke-2, 1979.
  • Stegmüller, W., 1979a, The Structuralist View of Theories, Berlin Heidelberg New York: Springer.
  • Stegmüller, W., 1979b, 'The Structuralist View: Survey, Perkembangan Terkini dan Jawapan terhadap Beberapa Kritikan', dalam The Logic and Epistemology of Scientific Change, I. Niiniluoto dan R. Tuomela (eds.), Amsterdam: Holland Utara.

Alat Akademik

ikon sep lelaki
ikon sep lelaki
Cara memetik entri ini.
ikon sep lelaki
ikon sep lelaki
Pratonton versi PDF entri ini di Friends of the SEP Society.
ikon inpho
ikon inpho
Cari topik entri ini di Projek Ontologi Falsafah Internet (InPhO).
ikon kertas phil
ikon kertas phil
Bibliografi yang dipertingkatkan untuk entri ini di PhilPapers, dengan pautan ke pangkalan data.

Sumber Internet Lain

  • Struktur lain, halaman disambiguasi di Wikipedia.
  • Tafsiran ensemble dalam mekanik kuantum, kemasukan di Wikipedia

Disyorkan: