Научный формализм - Scientific formalism
Научный формализм - это семейство подходов к представлению науки . Он рассматривается как важная часть научного метода , особенно в физических науках .
Уровни формализма
Возможны несколько уровней научного формализма. На самом низком уровне научный формализм имеет дело с символическим способом представления информации. Чтобы достичь формализма в научной теории на этом уровне, нужно начать с четко определенного набора аксиом , а из них следует формальная система .
Однако на более высоком уровне научный формализм также предполагает рассмотрение самих аксиом. Их можно рассматривать как вопросы онтологии . Например, на более низком уровне формализма можно определить свойство, называемое «существованием». Однако на более высоком уровне необходимо решить вопрос о том, существует ли электрон в том же смысле, в каком существует бактерия .
Были предложены некоторые актуальные формальные теории фактов .
В современной физике
Эти вопросы возродил научный климат двадцатого века. Примерно со времен Исаака Ньютона до Джеймса Клерка Максвелла они бездействовали в том смысле, что физические науки могли полагаться на статус реальных чисел как на описание континуума и на агностический взгляд на атомы и их структуру. . Квантовая механика , доминирующая физическая теория примерно после 1925 года, была сформулирована таким образом, что возникали вопросы обоих типов.
В рамках ньютоновской теории ответы, которые можно было дать, действительно были в некоторой степени утешительными. Рассмотрим, например, вопрос о том, действительно ли Земля вращается вокруг Солнца . В системе отсчета, адаптированной для расчета орбиты Земли, это математическое, но также тавтологическое утверждение. Механика Ньютона может ответить на вопрос, верно ли, что Солнце вращается вокруг Земли, как это действительно кажется земным астрономам. В теории Ньютона существует базовая, фиксированная система отсчета, которая является инерциальной . «Правильный ответ» состоит в том, что точка зрения наблюдателя в инерциальной системе отсчета является привилегированной: другие наблюдатели видят артефакты своего ускорения относительно инерциальной системы отсчета ( силы инерции ). До Ньютона Галилей выводил следствия из гелиоцентрической модели Коперника . Однако он был вынужден назвать свою работу (по сути) научным формализмом под старым «описанием», спасающим явления . Чтобы не идти против авторитета, эллиптические орбиты гелиоцентрической модели можно было бы назвать более удобным устройством для вычислений, а не фактическим описанием реальности.
В общей теории относительности инерциальные системы отсчета Ньютона больше не являются привилегированными. В квантовой механике Поль Дирак утверждал, что физические модели не существуют для обеспечения семантических конструкций, позволяющих нам понимать микроскопическую физику на языке, сопоставимом с тем, который мы используем в привычной шкале повседневных объектов. Его позиция, принятая многими физиками-теоретиками , заключается в том, что о хорошей модели судят по нашей способности использовать ее для расчета физических величин, которые можно проверить экспериментально. Взгляды Дирака близки к тому, что Бас ван Фраассен называет конструктивным эмпиризмом .
Duhem
Физиком, серьезно относившимся к рассматриваемым вопросам, был Пьер Дюгем , писавший в начале двадцатого века. Он написал развернутый анализ подхода, который, по его мнению, был типично британским, и требовал, чтобы полевые теории теоретической физики имели механико-физическую интерпретацию. Это была точная характеристика того, против чего позже будет возражать Дирак (сам британец). Национальные характеристики, указанные Дюгемом, не нужно воспринимать слишком серьезно, поскольку он также утверждал, что использование абстрактной алгебры , а именно кватернионов , также было типично британским (в отличие от французского или немецкого); как если бы использование только классических методов анализа было так или иначе важно.
Дюгем также писал о спасении явлений. В дополнение к дискуссии о революции Коперника о «спасении явлений» ( греч . Σῴζειν τὰ φαινόμενα, sozein ta phainomen ) против предложения объяснений, которые вдохновляли Дюгема, был Фома Аквинский , который писал относительно эксцентриков и эпициклов , что
Разум можно использовать двумя способами, чтобы установить точку зрения: во-первых, с целью предоставить достаточное доказательство некоторого принципа [...]. Разум используется по-другому, не как достаточное доказательство принципа, а как подтверждение уже установленного принципа, показывая соответствие его результатов, как в астрономии теория эксцентриков и эпициклов считается установленной, потому что тем самым разумные проявления небесных движений могут быть объяснены ( Possunt salvari apparentia sensibilia ); однако не так, как если бы этого доказательства было достаточно, поскольку их могла бы объяснить какая-то другая теория. [...]
Также появляется идея о том, что физическая интерпретация - обычным языком или классическими идеями и физическими объектами, хотя и исследуемая в онтологическом или квазионтологическом смысле - явления в физике, не является окончательным или необходимым условием для его понимания или достоверности. в современных структурно-реалистических взглядах на науку.
Беллармин
Роберт Беллармин писал гелиоцентристу Паоло Антонио Фоскарини :
Это не то же самое, что продемонстрировать, что, допуская, что солнце находится в центре, а земля на небе, можно сохранить видимость, и продемонстрировать, что на самом деле солнце находится в центре, а земля на небе; поскольку я считаю, что первая демонстрация может быть доступна, но я очень сильно сомневаюсь в второй…
Современный физик Пьер Дюэм «предполагает, что по крайней мере в одном отношении Беллармин показал себя лучшим ученым, чем Галилей, отвергнув возможность« строгого доказательства движения Земли »на том основании, что астрономическая теория просто« сохраняет видимость ». 'без необходимости раскрытия того, что' действительно происходит '".