Formalizm naukowy - Scientific formalism
Formalizm naukowy to rodzina podejść do prezentacji nauki . Jest postrzegana jako ważna część metody naukowej , zwłaszcza w naukach fizycznych .
Poziomy formalizmu
Możliwych jest wiele poziomów formalizmu naukowego. Na najniższym poziomie formalizm naukowy zajmuje się symbolicznym sposobem przedstawiania informacji. Aby osiągnąć formalizm w teorii naukowej na tym poziomie, zaczyna się od dobrze zdefiniowanego zbioru aksjomatów , az tego wynika system formalny .
Jednak na wyższym poziomie formalizm naukowy obejmuje również rozważenie samych aksjomatów. Można je postrzegać jako pytania ontologiczne . Na przykład można na niższym poziomie formalizmu zdefiniować właściwość zwaną „egzystencją”. Jednak na wyższym poziomie nadal pozostaje pytanie, czy elektron istnieje w tym samym sensie, co bakteria .
Zaproponowano kilka faktycznych teorii formalnych na temat faktów .
We współczesnej fizyce
Klimat naukowy XX wieku ożywił te pytania. Mniej więcej od czasów Isaaca Newtona do Jamesa Clerka Maxwella były one uśpione w tym sensie, że nauki fizyczne mogły polegać na statusie liczb rzeczywistych jako opisie kontinuum i agnostycznym spojrzeniu na atomy i ich strukturę. . Mechanika kwantowa , dominująca po około 1925 roku teoria fizyczna, została sformułowana w sposób, który stawia pytania obu typów.
W ramach newtonowskich odpowiedzi, których można było udzielić, rzeczywiście dawały pewną pociechę. Rozważmy na przykład pytanie, czy Ziemia rzeczywiście krąży wokół Słońca . W układzie odniesienia przystosowanym do obliczania orbity Ziemi jest to stwierdzenie matematyczne, ale także tautologiczne. Mechanika newtonowska może odpowiedzieć na pytanie, czy nie jest tak samo, że Słońce krąży wokół Ziemi, jak to rzeczywiście wydaje się ziemskim astronomom. W teorii Newtona istnieje podstawowy, ustalony układ odniesienia, który jest inercyjny . „Właściwą odpowiedzią” jest to, że punkt widzenia obserwatora w inercjalnym układzie odniesienia jest uprzywilejowany: inni obserwatorzy widzą artefakty ich przyspieszenia w stosunku do układu inercjalnego ( siły bezwładności ). Przed Newtonem Galileusz wyciągał konsekwencje z kopernikańskiego modelu heliocentrycznego . Musiał jednak nazwać swoją pracę (w efekcie) naukowym formalizmem, pod starym „opisem” ratującym zjawiska . Aby uniknąć sprzeciwu wobec autorytetu, eliptyczne orbity modelu heliocentrycznego można nazwać wygodniejszym narzędziem do obliczeń, a nie rzeczywistym opisem rzeczywistości.
W ogólnej teorii względności układy inercjalne Newtona nie są już uprzywilejowane. W mechanice kwantowej Paul Dirac twierdził, że modele fizyczne nie istnieją po to, by dostarczać konstrukcji semantycznych pozwalających nam zrozumieć fizykę mikroskopową w języku porównywalnym do tego, którego używamy na znanej skali przedmiotów codziennego użytku. Jego postawa, przyjęta przez wielu fizyków teoretycznych , jest taka, że dobry model ocenia się na podstawie naszej zdolności do wykorzystania go do obliczenia wielkości fizycznych, które można przetestować doświadczalnie. Pogląd Diraca jest bliski temu, co Bas van Fraassen nazywa konstruktywnym empiryzmem .
Duhem
Fizykiem, który poważnie podchodził do omawianych zagadnień, był piszący na początku XX wieku Pierre Duhem . Napisał rozszerzoną analizę podejścia, które uważał za typowo brytyjskie, wymagającego, aby teorie terenowe fizyki teoretycznej miały interpretację mechaniczno-fizyczną. Była to dokładna charakterystyka tego, przeciwko czemu Dirac (sam Brytyjczyk) będzie się później spierał. Wyspecyfikowanych przez Duhema cech narodowych nie trzeba traktować zbyt poważnie, gdyż twierdził on również, że użycie algebry abstrakcyjnej , czyli kwaternionów , było również charakterystyczne dla Brytyjczyków (w przeciwieństwie do francuskich czy niemieckich); tak, jakby użycie samych klasycznych metod analizy było ważne w taki czy inny sposób.
Duhem pisał także o ratowaniu zjawisk. Oprócz debaty rewolucji kopernikańskiej na temat „ratowania zjawisk” ( gr . σῴζειν τὰ φαινόμενα, sozein ta phainomena ) kontra wyjaśnienia, które zainspirowały Duhema, był Tomasz z Akwinu , który pisał o ekscentrykach i epicyklach , że
Rozum może być wykorzystany na dwa sposoby, aby ustalić punkt: po pierwsze, w celu dostarczenia wystarczającego dowodu jakiejś zasady [...]. Rozum jest używany w inny sposób, nie jako dostarczający wystarczającego dowodu na zasadę, ale jako potwierdzenie już ustalonej zasady, poprzez ukazanie zgodności jej wyników, jak w astronomii uważa się teorię ekscentryków i epicykli za ustaloną, ponieważ przez to sensowne przejawy ruchów niebieskich można wyjaśnić ( possunt salvari pozoria sensibilia ); jednak nie tak, jakby ten dowód był wystarczający, ponieważ jakaś inna teoria mogłaby je wyjaśnić. [...]
Pojawia się również pogląd, że fizyczna interpretacja — w języku potocznym lub klasycznych ideach i bytach fizycznych, chociaż lub zbadana w sensie ontologicznym lub quasi-ontologicznym — zjawiska w fizyce nie jest ostatecznym ani koniecznym warunkiem jego zrozumienia lub ważności. we współczesnych poglądach na naukę opartą na realizmie strukturalnym .
Bellarmin
Robert Bellarmin napisał do heliocentrysty Paolo Antonio Foscarini :
Nie jest też tym samym wykazanie, że zakładając, że słońce jest w centrum, a ziemia w niebie można zachować pozory, i wykazanie, że w rzeczywistości słońce jest w centrum, a ziemia w niebie; ponieważ wierzę, że pierwsza demonstracja może być dostępna, ale mam bardzo duże wątpliwości co do drugiej…
Współczesny fizyk Pierre Duhem „sugeruje, że przynajmniej pod jednym względem Bellarmine okazał się lepszym naukowcem niż Galileusz, odrzucając możliwość „dokładnego dowodu ruchu Ziemi” na tej podstawie, że teoria astronomiczna jedynie „zachowuje pozory”. „bez konieczności ujawniania tego, co naprawdę się dzieje”.