Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Научный формализм — это совокупность подходов к изложению науки. Он считается важной частью научного метода, особенно в естественных науках.
Scientific formalism is a family of approaches to the presentation of science. It is viewed as an important part of the scientific method, especially in the physical sciences.
Уровни формализма
Существует несколько уровней научного формализма. На самом низком уровне научный формализм рассматривает символический способ представления информации. Для достижения формализма в научной теории на этом уровне начинают с чётко определённого набора аксиом, из которых выводится формальная система. Однако на более высоком уровне научный формализм также включает в себя рассмотрение самих аксиом. Это можно рассматривать как вопросы онтологии. Например, на более низком уровне формализма можно определить понятие "существование". Однако на более высоком уровне вопрос о том, существует ли электрон в том же смысле, что и бактерия, остаётся открытым. Были предложены некоторые фактические формальные теории, касающиеся фактов.
There are multiple levels of scientific formalism possible. At the lowest level, scientific formalism deals with the symbolic manner in which the information is presented. To achieve formalism in a scientific theory at this level, one starts with a well defined set of axioms, and from this follows a formal system. However, at a higher level, scientific formalism also involves consideration of the axioms themselves. These can be viewed as questions of ontology. For example, one can, at the lower level of formalism, define a property called 'existence'. However, at the higher level, the question of whether an electron exists in the same sense that a bacterium exists still needs to be resolved. Some actual formal theories on facts have been proposed.
В современной физике
Научная атмосфера двадцатого века вновь актуализировала эти вопросы. Примерно с эпохи Исаака Ньютона до времени Джеймса Клерка Максвелла они находились в состоянии затишья, поскольку физические науки могли опираться на статус вещественных чисел как на описание континуума и на агностическое отношение к атомам и их структуре. Квантовая механика, ставшая доминирующей физической теорией после 1925 года, была сформулирована таким образом, что поднимала вопросы обоих типов. В ньютоновской парадигме ответы, которые можно было дать, действительно внушали определенный комфорт. Рассмотрим, например, вопрос о том, вращается ли Земля действительно вокруг Солнца. В системе отсчета, предназначенной для вычисления орбиты Земли, это математически верное и даже тавтологическое утверждение. Ньютоновская механика может ответить на вопрос, не столь ли верно считать, что Солнце вращается вокруг Земли, как это, в действительности, кажется астрономам, наблюдающим с Земли. В теории Ньютона существует фундаментальная, фиксированная система отсчета, являющаяся инерциальной. «Правильный ответ» заключается в том, что точка зрения наблюдателя в инерциальной системе отсчета является привилегированной: другие наблюдатели видят артефакты, обусловленные их ускорением относительно инерциальной системы (инерциальные силы). До Ньютона Галилей выводил следствия из гелиоцентрической модели Коперника. Однако он был вынужден представлять свою работу (по сути) как научный формализм, опираясь на старое «описание», объясняющее наблюдаемые явления. Чтобы избежать противоречий с авторитетами, эллиптические орбиты гелиоцентрической модели могли рассматриваться как более удобный инструмент для вычислений, а не как реальное описание действительности. В общей теории относительности инерциальные системы отсчета Ньютона утрачивают свой привилегированный статус. В квантовой механике Пол Дирак утверждал, что физические модели не должны предоставлять семантические конструкции, позволяющие нам понимать микроскопическую физику на языке, сопоставимом с тем, который мы используем в повседневном опыте. Его позиция, принятая многими теоретиками-физиками, заключается в том, что хорошая модель оценивается по нашей способности использовать её для вычисления физических величин, которые можно экспериментально проверить. Взгляд Дирака близок к тому, что Бас ван Фраассен называет конструктивным эмпиризмом.
The scientific climate of the twentieth century revived these questions. From about the time of Isaac Newton to that of James Clerk Maxwell they had been dormant, in the sense that the physical sciences could rely on the status of the real numbers as a description of the continuum, and an agnostic view of atoms and their structure. Quantum mechanics, the dominant physical theory after about 1925, was formulated in a way which raised questions of both types. In the Newtonian framework there was indeed a degree of comfort in the answers one could give. Consider for example the question of whether the Earth really goes round the Sun. In a frame of reference adapted to calculating the Earth's orbit, this is a mathematical but also tautological statement. Newtonian mechanics can answer the question, whether it is not equally the case that the Sun goes round the Earth, as it indeed appears to Earth based astronomers. In Newton's theory there is a basic, fixed frame of reference that is inertial. The 'correct answer' is that the point of view of an observer in an inertial frame of reference is privileged: other observers see artifacts of their acceleration relative to an inertial frame (the inertial forces). Before Newton, Galileo would draw the consequences, from the Copernican heliocentric model. He was, however, constrained to call his work (in effect) scientific formalism, under the old 'description' saving the phenomena. To avoid going against authority, the elliptic orbits of the heliocentric model could be labelled as a more convenient device for calculations, rather than an actual description of reality. In general relativity, Newton's inertial frames are no longer privileged. In quantum mechanics, Paul Dirac argued that physical models were not there to provide semantic constructs allowing us to understand microscopic physics in language comparable to that we use on the familiar scale of everyday objects. His attitude, adopted by many theoretical physicists, is that a good model is judged by our capacity to use it to calculate physical quantities that can be tested experimentally. Dirac's view is close to what Bas van Fraassen calls constructive empiricism.
Духем
Физиком, серьезно относившимся к этим вопросам, был Пьер Дюхем, писавший в начале двадцатого века. Он написал развернутый анализ подхода, который он считал характерным для британской школы, требуя, чтобы полевые теории теоретической физики имели механическую физическую интерпретацию. Это было точным описанием позиции, против которой позже выступил Дирак (сам британец). К национальным характеристикам, указанным Дюэмом, не стоит относиться слишком серьезно, поскольку он также утверждал, что использование абстрактной алгебры, а именно кватернионов, также было характерно для британцев (в отличие от французов или немцев); как будто важность имела сама по себе принадлежность к классическим методам анализа. Дюхем также писал о «спасении явлений». Помимо дебатов о Коперниковой революции, касавшихся «спасения явлений» (греч. σῴζειν τὰ φαινόμενα, sozein ta phainomena) в противовес поиску объяснений, Дюхема вдохновил Фома Аквинский, который, рассуждая об эксцентриках и эпициклах, писал, что
A physicist who took the issues involved seriously was Pierre Duhem, writing at the beginning of the twentieth century. He wrote an extended analysis of the approach he saw as characteristically British, in requiring field theories of theoretical physics to have a mechanical physical interpretation. That was an accurate characterisation of what Dirac (himself British) would later argue against. The national characteristics specified by Duhem do not need to be taken too seriously, since he also claimed that the use of abstract algebra, namely quaternions, was also characteristically British (as opposed to French or German); as if the use of classical analysis methods alone was important one way or the other. Duhem also wrote on saving the phenomena. In addition to the Copernican Revolution debate of "saving the phenomena" (Greek: σῴζειν τὰ φαινόμενα, sozein ta phainomena) versus offering explanations that inspired Duhem was Thomas Aquinas, who wrote, regarding eccentrics and epicycles, that
Разум может быть использован двумя способами для установления истины: во-первых, для предоставления достаточного доказательства некоторого принципа [ ]. Разум может быть использован и иначе – не для предоставления достаточного доказательства принципа, а для подтверждения уже установленного принципа, демонстрируя согласованность его следствий, как, например, в астрономии теория эксцентриков и эпициклов считается установленной, поскольку она позволяет объяснить наблюдаемые явления небесных движений (possunt salvari apparentia sensibilia); однако это не означает, что доказательство является исчерпывающим, поскольку другое объяснение также могло бы их дать. [ ]
Reason may be employed in two ways to establish a point: firstly, for the purpose of furnishing sufficient proof of some principle [ ]. Reason is employed in another way, not as furnishing a sufficient proof of a principle, but as confirming an already established principle, by showing the congruity of its results, as in astronomy the theory of eccentrics and epicycles is considered as established, because thereby the sensible appearances of the heavenly movements can be explained (possunt salvari apparentia sensibilia); not, however, as if this proof were sufficient, forasmuch as some other theory might explain them. [ ]
Идея о том, что физическая интерпретация – выраженная обыденным языком или в рамках классических представлений и физических сущностей, хотя и рассматриваемая в онтологическом или квази-онтологическом ключе – явления в физике не является абсолютным или необходимым условием для его понимания или обоснованности, также встречается в современных структурно-реалистических подходах к науке.
The idea that a physical interpretation—in common language or classical ideas and physical entities, though of or examined in an ontological or quasi ontological sense—of a phenomenon in physics is not an ultimate or necessary condition for its understanding or validity, also appears in modern structural realist views on science.