Η Πρόκληση της Κβαντομηχανικής στην Ορθολογικότητα της Επιστήμης: Φιλόσοφοι της Επιστήμης για τον Μπορ

Marij van Strien

Σελίδες 219-241 | Δημοσιεύτηκε διαδικτυακά: 15 Μαΐου 2023

ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Το έργο του Μπορ στην κβαντομηχανική αποτέλεσε πρόκληση για τους φιλοσόφους της επιστήμης, οι οποίοι δυσκολεύτηκαν να απαντήσουν στο ερώτημα κατά πόσον και σε ποιον βαθμό οι θεωρίες και οι μέθοδοί του θα μπορούσαν να θεωρηθούν λογικές. Το παρόν άρθρο επικεντρώνεται στους Πόπερ, Φεγιεράμπεντ, Λακάτος και Κουν, όλοι εκ των οποίων αναγνώρισαν κάποια παράλογα, δογματικά, παραδοξολογικά ή και αντιφατικά χαρακτηριστικά στο έργο του Μπορ. Ο Πόπερ, ο Φεγιεράμπεντ και ο Λακάτος άσκησαν έντονη κριτική στην προσέγγιση του Μπορ για την κβαντική φυσική, ενώ ο Κουν υποστήριξε ότι μια τέτοια κριτική είναι απίθανο να αποδώσει: η πρόοδος στην επιστήμη γενικά δεν επιτυγχάνεται μέσω φιλοσοφικής αναστοχαστικότητας. Η κριτική του Φεγιεράμπεντ προς τον Μπορ σταδιακά εξασθένησε, καθώς απέκτησε βαθύτερη κατανόηση της εξέλιξης των απόψεων του Μπορ για την κβαντομηχανική· αυτό συνοδεύτηκε από μια όλο και πιο κριτική στάση απέναντι στη νορματιβιστική φιλοσοφία της επιστήμης και ήταν καθοριστικό για τη μεταστροφή του στον «αναρχισμό». Το άρθρο επιδιώκει να δείξει ότι η κβαντομηχανική διαδραμάτισε κεντρικό ρόλο στις αντιπαραθέσεις και διαφωνίες τους ως προς τη λογικότητα της επιστήμης και τη δυνατότητα μιας νορματιβιστικής φιλοσοφίας της επιστήμης.

Το άρθρο εξετάζει κατά πόσο η Niels Bohr και η θεμελιώδης θεωρία της Quantum Mechanics που συνδέθηκε με το όνομά του, αποτελούν πρόκληση για την έννοια της ορθολογικότητας της επιστήμης. Παρουσιάζει, σε αυτό το πλαίσιο, τις προβληματικές απόψεις τεσσάρων κορυφαίων Φιλοσόφων της Επιστήμης — Karl Popper, Paul Feyerabend, Imre Lakatos και Thomas Kuhn — ως προς τη σχέση της κβαντομηχανικής με τις παραδοσιακές αντιλήψεις για τη διατύπωση, την αξιολόγηση και τη δικαιολόγηση επιστημονικών θεωριών. (Marij van Strien)

Η κβαντομηχανική είχε από την αρχή στοιχεία που θεωρήθηκαν «παράδοξα» ή ακόμη και «μη ορθολογικά» — π.χ., η έννοια της μέτρησης που επηρεάζει το υπόλειμμα της θεωρίας, η αβεβαιότητα, καθώς και η ανάγκη να περιγραφούν πειράματα με κλασικούς όρους παρά την υπέρβαση του κλασικού πλαισίου. (Marij van Strien)

Το άρθρο αναλύει πώς οι Popper, Feyerabend, Lakatos και Kuhn αντιμετώπισαν αυτές τις προκλήσεις:

• Ο Popper κατέκρινε την κβαντομηχανική επειδή θεωρούσε ότι δεν προσέφερε επαρκή ρεαλιστική περιγραφή των υποκείμενων φυσικών διεργασιών (π.χ. η τύχη, η πιθανότητα, η υποκειμενικότητα στη μέτρηση). (ResearchGate)
• Ο Feyerabend εξελίχθηκε από κριτικός του Bohr σε έναν πιο αποδεκτικό της περίπτωσης της κβαντομηχανικής, και η εμπειρία του από τις ιδιαιτερότητες της θεωρίας τον οδήγησε στην ανάπτυξη του «ανερχόμενου» φιλοσοφικού του μοντέλου (επιστημονικό αναρχισμό). (ResearchGate)
• Ο Lakatos και ο Kuhn είχαν πιο διαφοροποιημένες θέσεις — ο Kuhn, για παράδειγμα, υποστήριζε ότι η κριτική της κβαντομηχανικής ως μη ορθολογικής έχει περιορισμένη χρησιμότητα, δεδομένης της πρακτικής επιτυχίας της θεωρίας. (PhilPapers)

Στο σύνολό του, το άρθρο υποστηρίζει ότι η κβαντομηχανική λειτουργεί ως ένα είδος «προσωπείου» για τις πιο βαθιές ερωτήσεις της φιλοσοφίας της επιστήμης: Τι κάνει μια θεωρία «ορθολογική»; Ποιος ο ρόλος της μέτρησης, της παρατήρησης και της θεωρητικής υπόθεσης στην επιστήμη; Είναι η επιστήμη υποχρεωτικά να απαντά σε «συμμετρικές», «εύλογες» και «κανονισμένες» διαδικασίες ή μπορεί να ενσωματώνει και «παράδοξα», «αβεβαιότητες» και «μη-κλασικά» μοτίβα;

Η δουλειά της van Strien δείχνει ότι η κβαντομηχανική δεν είναι μόνο τεχνικό ζήτημα φυσικής· είναι καθοριστική για τη διαμόρφωση της σύγχρονης φιλοσοφίας της επιστήμης και για τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τι σημαίνει «καλή» ή «ορθή» επιστημονική πρακτική.

Σημειώσεις
1 Ιδιαίτερα, φαίνεται ότι η ερμηνεία των πιθανοτήτων του Πόπερ δεν επιλύει το πρόβλημα της μέτρησης. Για μια κριτική ανάλυση των εποικοδομητικών συμβολών του Πόπερ στον τομέα των θεμελίων της κβαντομηχανικής, βλέπε Howard (Citation2012), Del Santo (Citation2019), Del Santo και Freire Jr (Citation2021).

2 Ο Held (Citation1994) υποστηρίζει ότι στη ώριμη σύλληψη της συμπληρωματικότητας από τον Μπορ, δεν υπάρχει συμπληρωματική σχέση μεταξύ κυμάτων και σωματιδίων.

3 Αυτή η διαίρεση αποκλίνει από εκείνη που δίνεται στο Kuby και Fraser (Citation2022, 1). Συγκεκριμένα, οι Kuby και Fraser διακρίνουν μια πρώιμη φάση κατά τη διάρκεια των σπουδών του Φεγιεράμπεντ (1946–1951) και δεν κάνουν διάκριση μεταξύ αυτού που εγώ περιγράφω ως τη δεύτερη και τρίτη φάση.

4 Για τη σχέση μεταξύ Πόπερ και Φεγιεράμπεντ, βλέπε Collodel (Citation2016), Del Santo (Citation2022).

5 Ο Φεγιεράμπεντ υποστήριξε επομένως ότι οι θεωρίες πρέπει να «αναπτύσσονται στην ισχυρότερη δυνατή μορφή τους, δηλαδή ως περιγραφές της πραγματικότητας και όχι απλώς ως όργανα επιτυχούς πρόβλεψης» (Feyerabend Citation1964, 306).

6 Feyerabend (Citation1963, 191)· Feyerabend (Citation1965, 218)· για την επίδραση του Αϊνστάιν στον Φεγιεράμπεντ, βλέπε επίσης Oberheim (Citation2016).

7 Για τη θεώρηση της μέτρησης που πρότεινε ο Φεγιεράμπεντ σε αυτό το άρθρο, βλέπε επίσης Kuby και Fraser (Citation2022).

8 Ο Kuby (Citation2021) υποστηρίζει ότι αυτό παρουσίαζε ένα θεμελιώδες πρόβλημα για τον Φεγιεράμπεντ, καθώς δεν ήταν συμβατό με την μεθοδολογική του απαίτηση ότι οι επιστημονικές θεωρίες πρέπει να ερμηνεύονται ρεαλιστικά. Δεν είμαι βέβαιος αν ο ίδιος ο Φεγιεράμπεντ το έβλεπε ως πρόβλημα: θα μπορούσε ακόμη να εμμένει στην μεθοδολογική απαίτηση ότι οι επιστήμονες πρέπει να στοχεύουν στην ανάπτυξη θεωριών που επιτρέπουν ρεαλιστική ερμηνεία. Στην περίπτωση αυτή, οι φυσικοί θα έπρεπε να αναπτύξουν μια εναλλακτική θεωρία της κβαντικής φυσικής.

9 Ο Φεγιεράμπεντ υποστήριξε ότι τα γραπτά αρκετών κβαντικών φυσικών, ιδίως του Χάιζενμπεργκ, ήταν παραπλανητικά υπό αυτή την έννοια: είχαν την τάση να υπερασπίζονται τις απόψεις τους επικαλούμενοι θετικιστική φιλοσοφία, και έτσι κάποιος μπορούσε να οδηγηθεί στο συμπέρασμα ότι θα μπορούσε να αντικρούσει τις προσεγγίσεις τους στην κβαντομηχανική, αντικρούοντας τα θετικιστικά τους επιχειρήματα.

10 Σύμφωνα με τον Φεγιεράμπεντ, η απροσδιοριστία των περιγραφών κατάστασης στην κβαντομηχανική απορρέει από μια σειρά αρχών που βασίζονται σε πειραματικά ευρήματα, δηλαδή το κβαντικό αξίωμα, τη δυαδικότητα φωτός και ύλης και τη διατήρηση ενέργειας και ορμής (Feyerabend Citation1962, 107–114· 1964). Επομένως, για να αναπτυχθεί μια θεωρία της κβαντομηχανικής που δεν θα μοιράζεται το χαρακτηριστικό της απροσδιοριστίας στις περιγραφές κατάστασης, θα πρέπει να απορριφθεί τουλάχιστον μία από αυτές τις αρχές. Επιπλέον, για να αναπτυχθεί μια ρεαλιστική θεωρία της κβαντικής φυσικής, ήταν απαραίτητο να παρακαμφθεί ένα θεώρημα που παρουσίασε ο Φον Νόιμαν το 1932, το οποίο συχνά ερμηνευόταν ως απόδειξη της αδυναμίας ύπαρξης «θεωριών κρυφών μεταβλητών» στην κβαντομηχανική. Ο Φεγιεράμπεντ υποστήριξε ότι, εφόσον η απόδειξη του Φον Νόιμαν χρησιμοποιεί τα αξιώματα της κβαντομηχανικής ως προκείμενες, θα μπορούσε να παρακαμφθεί μέσω της ανάπτυξης μιας εναλλακτικής θεωρίας κβαντομηχανικής, βασισμένης σε διαφορετικά αξιώματα (Feyerabend Citation1962, 167). Όπως δείχνει ο Dieks (2017), αυτό είναι στην πραγματικότητα συμβατό με τις ίδιες τις απόψεις του Φον Νόιμαν.

11 Ο Φεγιεράμπεντ υποστηρίζει ότι «κάθε προσπάθεια να δοθεί μια ρεαλιστική εξήγηση της συμπεριφοράς των στοιχειωδών σωματιδίων είναι καταδικασμένη να έρχεται σε αντίφαση με κάποιες θεωρίες που έχουν επιβεβαιωθεί σε πολύ μεγάλο βαθμό» (Feyerabend Citation1964, 301).

12 Για τον ρεαλισμό του Φεγιεράμπεντ, βλ. π.χ. Preston (Citation1997)· για τη συμβατότητά του με τον πλουραλισμό, βλ. Chang (Citation2021).

13 Ο Del Santo (Citation2019) σημειώνει ότι και ο Πόπερ είχε διανοητική σχέση με τον Μπομ.

14 Ή τουλάχιστον, κατά την άποψη του ίδιου του Φεγιεράμπεντ, αυτή η πορεία υπερέβαινε τον Πόπερ· βλ. Bschir (Citation2015) για τη συμβατότητα του πλουραλισμού του Φεγιεράμπεντ με τον κριτικό ορθολογισμό του Πόπερ.

15 Παραπομπές μπορούν να βρεθούν στο Collodel (Citation2016, υποσημείωση 50).

16 Για μια κριτική συζήτηση, βλ. Howard (Citation2012).

17 Τουλάχιστον σύμφωνα με τους περισσότερους αναγνώστες. Βλ. Shaw (Citation2017) για λεπτομερή συζήτηση του αναρχισμού του Φεγιεράμπεντ.

18 Ο Kragh (Citation2012, 366) έχει υποστηρίξει ότι ο Μπορ όντως ασχολήθηκε με αυτό το ζήτημα, και ότι το ατομικό του μοντέλο δεν ήταν εσωτερικά αντιφατικό.

19 Αυτή η παρατήρηση έχει γίνει επίσης από τον Freire Jr. (Citation2016).

20 Βλ. επίσης Beller (Citation1999, 287), η οποία υποστηρίζει ότι «υπάρχουν στενοί ιστορικοί δεσμοί μεταξύ της έννοιας των μη συγκρίσιμων παραδειγμάτων και της ιδεολογίας του δόγματος της Κοπεγχάγης». Ο ισχυρισμός της βασίζεται στο γεγονός ότι ο Κουν, κατά την ανάπτυξη της έννοιας του παραδείγματος, επηρεάστηκε από τον N. R. Hanson, και ότι ο Hanson επηρεάστηκε με τη σειρά του από τον Χάιζενμπεργκ, ο οποίος υποστήριξε ότι η κβαντομηχανική είναι μια «κλειστή θεωρία». Παρότι πράγματι υπάρχουν ομοιότητες μεταξύ της έννοιας των κλειστών θεωριών του Χάιζενμπεργκ και της έννοιας των παραδειγμάτων του Κουν, υπάρχουν επίσης σημαντικές διαφορές. Επιπλέον, υπάρχουν ενδείξεις ότι ο Κουν δεν γνώριζε την έννοια των κλειστών θεωριών του Χάιζενμπεργκ όταν ανέπτυξε την έννοια του παραδείγματος (Bokulich Citation2006· βλ. επίσης Freire Jr. Citation2016).

21 Και στη Δομή των Επιστημονικών Επαναστάσεων, ο Κουν συγκρίνει την αντίθεση των Αϊνστάιν και Μπομ προς την τυπική ερμηνεία της κβαντομηχανικής με την αντίθεση προς τον Νεύτωνα και τον Λαβουαζιέ τον 18ο αιώνα, υποδηλώνοντας ότι η αντίστασή τους θα είναι μακροπρόθεσμα εξίσου μάταιη (Kuhn Citation1970a, 163).

22 Κάποια στιγμή, το σχέδιο ήταν να συμμετάσχει και ο Φεγιεράμπεντ σε αυτό το έργο. Το καλοκαίρι του 1961, ο Φεγιεράμπεντ έγραψε στον Πόπερ: «Υποτίθεται ότι θα συμμετείχα σε ένα πολύ ενδιαφέρον εγχείρημα για την ανακατασκευή της ιστορίας της κβαντικής θεωρίας μέσω συνεντεύξεων (…). Ωστόσο, με απέκλεισαν από το έργο, καθώς διαπιστώθηκε ότι η αναφορά του ονόματός μου προκαλεί βίαιες αντιδράσεις στην Κοπεγχάγη.» (Feyerabend προς Popper, στο Collodel και Oberheim Citation2020).

πηγή: https://www.marijvanstrien.com/uploads/7/4/2/1/74216723/van_strien_-_the_challenge_of_qm_to_the_rationality_of_science.pdf