В философии науки структурализм [α] (также известный как научный структурализм [1] или как структуралистская теория-концепция ) [2] утверждает, что все аспекты реальности лучше всего понимать в терминах эмпирических научных конструкций сущностей и их отношений, а не в терминах конкретных сущностей самих по себе. [3]
Структурализм — это активная исследовательская программа в философии науки , которая была впервые разработана в конце 1960-х и на протяжении 1970-х годов несколькими аналитическими философами .
Как пример структурализма, понятие материи следует интерпретировать не как абсолютное свойство природы как таковое, а как научно обоснованные математические соотношения, описывающие взаимодействие понятия материи с другими свойствами, будь то в широком смысле, например, гравитационные поля, создаваемые массой, или более эмпирически, как взаимодействие материи с чувственными системами тела, создающее ощущения, например, вес. [4]
Цель структурализма — объединить все важные аспекты эмпирической теории в одну формальную структуру. Сторонниками этой метатеоретической теории являются Фредерик Суппе , Патрик Суппс , Рональд Гир , [5] [3] Джозеф Д. Снид , Вольфганг Штегмюллер , Карлос Улисес Мулин , Вольфганг Бальцер, Джон Уорралл , Эли Жорж Захар, Пабло Лоренцано, Отавио Буэно, Анджан Чакраварти , Тянь Юй Цао, Стивен Френч и Майкл Редхед .
Термин «структурный реализм» для вариации научного реализма, мотивированного структуралистскими аргументами, был введен американским философом Гровером Максвеллом в 1968 году . [6] В 1998 году британский философ-структурный реалист Джеймс Ледиман выделил эпистемическую и онтическую формы структурного реализма. [7] [3]
Философская концепция (научного) структурализма связана с концепцией эпистемического структурного реализма ( ESR ). [3] ESR, позиция, первоначально и независимо занимаемая Анри Пуанкаре (1902), [8] [9] Бертраном Расселом (1927), [10] и Рудольфом Карнапом (1928), [11], была воскрешена Джоном Уорроллом (1989), который предполагает, что структура сохраняется при изменении теории . Уорролл, например, утверждал, что уравнения Френеля подразумевают, что свет имеет структуру, и что уравнения Максвелла , которые заменили уравнения Френеля, делают то же самое; оба характеризуют свет как колебания. Френель постулировал, что колебания происходят в механической среде, называемой « эфир »; Максвелл постулировал, что колебания происходят от электрических и магнитных полей. Структура в обоих случаях является колебаниями, и она была сохранена, когда теории Максвелла заменили теории Френеля. [12] Поскольку структура сохраняется, структурный реализм (а) избегает пессимистической метаиндукции [β] и (б) не делает успехи науки похожими на чудеса, т.е. выдвигает аргумент против чудес . [13]
Так называемая проблема Ньюмена (также проблема Ньюмена , возражение Ньюмена , возражение Ньюмена ) относится к критическому замечанию о работе Рассела «Анализ материи» (1927), опубликованной Максом Ньюменом в 1928 году. [14] [3] [15] Ньюмен утверждал, что утверждение ESR о том, что можно знать только абстрактную структуру внешнего мира, упрощает научное знание. Основой его аргумента является осознание того, что «любая совокупность вещей может быть организована так, чтобы иметь структуру W , при условии, что их имеется правильное количество», где W — произвольная структура. [16]
Джон Уорралл (2000) выступает за версию ESR, дополненную реконструкцией физических теорий предложениями Рэмси [17] (предложение Рэмси направлено на то, чтобы сделать предложения, содержащие ненаблюдаемые теоретические термины, ясными путем замены их наблюдаемыми терминами). Джон Уорралл и Эли Жорж Захар (2001) утверждают, что возражение Ньюмена применимо только в том случае, если не проводится различие между наблюдаемыми и теоретическими терминами. [18]
Эпистемический структурный реализм в стиле Рэмси отличается от оригинального эпистемического структурного реализма Рассела и несовместим с ним [19] (разница между ними заключается в том, что ЭСР в стиле Рэмси делает эпистемическое обязательство по отношению к предложениям Рэмси, в то время как ЭСР Рассела делает эпистемическое обязательство по отношению к абстрактным структурам, то есть к классам изоморфизма (второго порядка) наблюдаемой структуры мира, а не к самой физической структуре (первого порядка). [20] Иоаннис Вотсис (2004) утверждает, что ЭСР Рассела также невосприимчив к возражению Ньюмена: Ньюмен ложно приписал тривиальное утверждение «существует отношение с определенной абстрактной структурой» ЭСР, в то время как ЭСР делает нетривиальное утверждение, что существует уникальное физическое отношение, которое причинно связано с уникальным отношением наблюдения, и эти два отношения изоморфны. [21]
Традиционный научный реалист и известный критик структурного реализма [3] Статис Псиллос (1999) замечает, что «структурный реализм лучше всего понимать как установление эпистемического ограничения на то, что может быть познано, и на то, что научные теории могут раскрыть». [22] Он считает, что ESR сталкивается с рядом непреодолимых возражений. [23] К ним относится, среди прочего, то, что единственным эпистемическим обязательством ESR являются неинтерпретированные уравнения, которые сами по себе недостаточны для производства предсказаний [24] [15] и что различие «структура против природы», к которому апеллирует ESR, не может быть поддержано. [25]
Вотсис (2004) отвечает, что структурный реалист «подписывается под интерпретированными уравнениями, но пытается провести различие между интерпретациями, которые связывают термины с наблюдениями, и теми, которые этого не делают» [26] , и он может апеллировать к точке зрения Рассела, что «природа» просто означает неизоморфно определяемую часть сущностей. [27]
Псиллос также защищает описательно-каузальную теорию референции Дэвида Льюиса [28] [3] (согласно которой отброшенные теоретические термины после изменения теории считаются успешно ссылающимися «в конце концов») [3] [28] и утверждает, что она может адекватно справляться с референциальной непрерывностью в концептуальных переходах, во время которых отбрасываются теоретические термины, [29] тем самым делая ESR излишним.
Вотсис (2004) отвечает, что научному реалисту не нужно привязывать приблизительную истинность теории к референциальному успеху. [30] Примечательно, что структурный реализм изначально не диктовал никакой конкретной теории референции ; [31] однако Вотсис (2012) предложил структуралистскую теорию референции, согласно которой «научные термины способны ссылаться на отдельные объекты, т. е. поэлементно, но для фиксации этой референции требуется принимать во внимание отношения, которые эти объекты создают». [32]
В то время как ESR утверждает, что познаваема только структура реальности, онтический структурный реализм ( OSR ) идет дальше, утверждая, что структура — это все, что есть . С этой точки зрения реальность не имеет «природы», лежащей в основе ее наблюдаемой структуры. Скорее, реальность фундаментально структурна, хотя варианты OSR расходятся во мнениях относительно того, какие именно аспекты структуры являются примитивными. OSR в значительной степени мотивируется современной физикой, в частности квантовой теорией поля , которая подрывает интуитивные представления об идентифицируемых объектах с внутренними свойствами. [3] Некоторые ранние квантовые физики придерживались этой точки зрения, включая Германа Вейля (1931), [33] Эрнста Кассирера (1936), [34] и Артура Эддингтона (1939). [35] Недавно OSR был назван «самой модной онтологической основой для современной физики». [36]
Макс Тегмарк развивает эту концепцию еще дальше, выдвигая гипотезу математической вселенной , которая предполагает, что если наша вселенная представляет собой лишь определенную структуру, то она не более реальна, чем любая другая структура. [37] [38]
В математической логике математическая структура является стандартным понятием. Математическая структура представляет собой набор абстрактных сущностей с отношениями между ними. Натуральные числа в арифметике составляют структуру с такими отношениями, как «делится нацело» и «больше». Здесь отношение «больше» включает элемент (3, 4), но не элемент (4, 3). Точки в пространстве и действительные числа в евклидовой геометрии являются другой структурой с такими отношениями, как «расстояние между точкой P1 и точкой P2 равно действительному числу R1»; эквивалентно, отношение «расстояние» включает элемент (P1, P2, R1). Другие структуры включают пространство Римана общей теории относительности и пространство Гильберта квантовой механики. Сущности в математической структуре не имеют никакого независимого существования вне их участия в отношениях. Два описания структуры считаются эквивалентными и описывающими одну и ту же базовую структуру, если между описаниями существует соответствие, которое сохраняет все отношения. [37] [39]
Многие сторонники структурного реализма формально или неформально приписывают «свойства» абстрактным объектам; некоторые утверждают, что такие свойства, хотя их, возможно, и можно «втиснуть» в формализм отношений, вместо этого следует рассматривать как нечто отличное от отношений. [40]
В квантовой теории поля (КТП) традиционные предложения для «самых основных известных структур» делятся на «интерпретации частиц», такие как приписывание реальности пространству Фока частиц, и «интерпретации полей», такие как рассмотрение квантовой волновой функции как идентичной базовой реальности. Различные интерпретации квантовой механики создают одно осложнение; другое, возможно, незначительное, осложнение заключается в том, что ни поля, ни частицы не локализованы полностью в стандартной КТП. Третье, менее очевидное, осложнение заключается в том, что «унитарно неэквивалентные представления» свойственны КТП; например, один и тот же участок пространства-времени может быть представлен вакуумом инерционным наблюдателем, но как тепловой баней ускоряющимся наблюдателем, который воспринимает излучение Унру , что поднимает сложный вопрос о том, является ли структура вакуума или структура тепловой бани реальной структурой, или обе эти неэквивалентные структуры являются по отдельности реальными. Другой пример, который не требует усложнений искривленного пространства-времени, заключается в том, что в ферромагнетизме анализ нарушения симметрии приводит к неэквивалентным гильбертовым пространствам. В более широком смысле бесконечные степени свободы КТП приводят к неэквивалентным представлениям в общем случае. [36]
В общей теории относительности ученые часто приписывают пространственно-временной структуре статус «базовой структуры», иногда через ее метрику . [3]