Wie können wir die Ontologien unserer besten physikalischen Theorien ernst nehmen?

Die kanonische Referenz zur Philosophie der Renormalisierung ist insbesondere Cao-Schwebers Conceptual Foundations and the Philosophical Aspects of Renormalization Theory , siehe auch Butterfields Reduction, Emergence and Renormalizationfür eine neuere Aufnahme. Es besteht mehr oder weniger Konsens darüber, dass die Ontologien der Quantenfeldtheorie einen flüchtigen Als-Ob-Charakter haben. Schließlich besteht die Essenz der Renormalisierung darin, die Beiträge von den unzugänglichen Hochenergieobjekten abzuschneiden und eine effektive Theorie oder vielmehr Hierarchie von Theorien zu erstellen, die notwendigerweise nicht fundamental sind. Aber es gibt zwei gegensätzliche Ansichten über die Bedeutung dieser Hierarchie effektiver Feldtheorien (EFT). Für einige sind sie der Auftakt zu einer grundlegenden „Theorie von allem“ (sei es Stringtheorie oder etwas anderes). Wie Cao-Schweber beschreibt:

„ In den letzten drei Jahrzehnten haben Neuplatoniker, die im Kontext der QFT an fundamentaler Physik arbeiten, ahistorische mathematische Einheiten und Beziehungen, insbesondere Eichsymmetrien und Supersymmetrien, und ihre Darstellungen als Ausdruck der wahren Realität und/oder Manifestation der verborgenen Essenz betrachtet Sie existieren unter offensichtlichen Phänomenen, sowohl in Bezug auf Entitäten als auch ihre strukturellen Muster. Indem sie sich in der wahren Natur verschiedener Phänomene offenbaren, werden sie dazu verwendet , die universelle Grundlage physikalischer Theorien zu bilden.

Allerdings stellt die EFT-Hierarchie einen solchen traditionellen physikalischen Platonismus vor besondere Herausforderungen. Insbesondere das sogenannte Entkopplungstheorem legt nahe, dass selbst wenn wir eine „fundamentale Ontologie“ an der Spitze der Leiter postulieren, diese sich überhaupt nicht an den uns zugänglichen Sprossen manifestieren wird, und die Theorie dieser Zwischensprossen ist im Vergleich dazu strukturell nicht wiederzuerkennen die "grundlegende". Darüber hinaus gibt es keine Möglichkeit, die "fundamentale Ontologie" ohne empirischen Input auf sie zu reduzieren, ihre rein theoretischen Reduktionen sind Legion ohne intrinsische Gründe, zwischen ihnen zu unterscheiden. Aber dann sind diese Sprossen sowieso emergent und weisen auf keine ideale „Grenze“ hin:

„ Die vom Entkopplungstheorem und EFT geforderte Notwendigkeit eines empirischen Inputs in die theoretischen Ontologien, die auf den niedrigeren Energieskalen anwendbar sind – Skalen, für die die Ontologien auf den höheren Energieskalen in wissenschaftlichen Untersuchungen keine direkte Relevanz haben – fördert eine besondere Darstellung der physischen Welt dar. In diesem Bild kann letztere als in quasi-autonome Bereiche geschichtet betrachtet werden, wobei jede Schicht ihre eigene Ontologie und damit verbundene "fundamentale" Gesetze hat ...

Diese Position weist kompromisslos die Idee zurück, die in den letzten fünfzehn Jahren nacheinander von großen vereinheitlichten Theoretikern, Supergravitationstheoretikern und Superstringtheoretikern vorgebracht wurde, dass die Entwicklung der Grundlagenphysik mit der Entdeckung eines endgültigen, endgültigen und schlüssigen mathematischen Formalismus enden wird. Vielmehr wird die Entwicklung als ein Prozess sukzessiver Extrapolationen verstanden, von dem angenommen wird, dass er kein Ende hat ... "

Dies deutet auf eine andere Einstellung dazu hin, was es bedeutet, „Ontologie ernst zu nehmen“. Wallace kritisiert in Everett and Structure den „Trugschluss der Exaktheit“ hinter den harten realistischen Lesarten von „real“ und „existiert“ bereits im Kontext der Quantenmechanik:

„ Der obige Einwand ergibt sich aus einer Ansicht, die in vielen Diskussionen über Interpretationen im Everett-Stil enthalten ist: dass bestimmte Konzepte und Objekte in der Quantenmechanik [wie bevorzugte Basis] entweder formal in ihrer axiomatischen Struktur in die Theorie eingehen oder als Illusion angesehen werden müssen … Um zu verstehen, warum es vernünftig ist, die Dichotomie abzulehnen, bedenken Sie, dass es in der Wissenschaft viele Beispiele für Objekte gibt, die sicherlich real sind, aber nicht direkt in den Axiomen repräsentiert werden.Ein dramatisches Beispiel für ein solches Objekt ist der Tiger: Tiger sind zweifellos in jedem vernünftigen Sinne des Wortes real, aber sie sind sicherlich nicht Teil der grundlegenden Ontologie irgendeiner physikalischen Theorie .

Unsere Ontologie von Alltagsgegenständen würde sich in Nichtexistenz auflösen, wenn wir die Quantenmechanik „ernst“ nehmen, ebenso klassische naturwissenschaftliche Größen wie chemische Bindungen. In der Quantenfeldtheorie würden nicht einmal Quantenfelder oder Teilchen "existieren", siehe Baker's Against Field Interpretations of Quantum Field Theory . Quines Unverzichtbarkeitsansatz zur Existenz theoretischer Entitäten scheint vernünftiger zu sein, in On What There Is schreibt er:

„ Das physikalische Begriffsschema vereinfacht unsere Darstellung von Erfahrungen aufgrund der Art und Weise, wie unzählige verstreute Sinnesereignisse mit einzelnen sogenannten Objekten in Verbindung gebracht werden; dennoch besteht keine Wahrscheinlichkeit, dass jeder Satz über physikalische Objekte tatsächlich übersetzt werden kann, wie umständlich und komplex, in die phänomenalistische Sprache ... Von innerhalb des phänomenalistischen Begriffsschemas betrachtet, sind die Ontologien physikalischer Objekte und mathematischer Objekte Mythen. Die Qualität des Mythos ist jedoch relativ; in diesem Fall relativ zum erkenntnistheoretischen Standpunkt. "

Einige theoretische Entitäten könnten sogar aus ontologischer Sicht entbehrlich sein. Zum Beispiel betrachten viele virtuelle Partikel, die interne Linien in Feynman-Diagrammen reifizieren, als in diese Kategorie, siehe Brauchen wir wirklich virtuelle Partikel, um zu existieren? , der leuchtende Äther der klassischen Elektrodynamik, einst laut Michelson 1902 „ eine der großartigsten Verallgemeinerungen der modernen Wissenschaft “ , ist vielleicht das berühmteste historische Beispiel.

Für ein eher technisches Buch in Philosophie der Quantenmechanik und QFT können Sie Laura Ruetsche "Interpreting Quantum Theories" lesen.

Dort finden Sie auch zahlreiche Artikel (ich verlinke auf Themenseiten, aber Sie können die gesamte Seite durchsuchen):

http://philsci-archive.pitt.edu/view/subjects/quantum-field-theory.html

http://philsci-archive.pitt.edu/view/subjects/fields-and-particles.html

Da Sie an der Frage des wissenschaftlichen Realismus interessiert zu sein scheinen, können Sie auch zu diesem allgemeinen Thema (für Theorien im Allgemeinen, nicht QFT im Besonderen) und den damit verbundenen Themen wie Unterdeterminierung (das Problem, zwei empirisch nicht unterscheidbare Theorien zu haben) oder lesen konstruktiver Empirismus (der einflussreichste zeitgenössische Antirealismus). Sie können alle diese Themen, einschließlich QFT, überprüfen, indem Sie eine Suche in der Stanford-Enzyklopädie durchführen. Das ist ein guter Ausgangspunkt, um Referenzen zu einem Thema zu finden.

http://plato.stanford.edu/

Es hört sich so an, als würden Sie nach wissenschaftlichem Realismus vs. strukturellem Realismus usw. fragen .

Diese Arbeit behandelt diese Frage gut:

• Anjan. Chakravartty, Eine Metaphysik für den wissenschaftlichen Realismus: Das Unbeobachtbare kennen (Cambridge; New York: Cambridge University Press, 2007).

Zusammenfassung:

Wissenschaftlicher Realismus ist die Ansicht, dass unsere besten wissenschaftlichen Theorien annähernd wahre Beschreibungen sowohl beobachtbarer als auch nicht beobachtbarer Aspekte einer bewusstseinsunabhängigen Welt liefern. Debatten zwischen Realisten und ihren Kritikern sind das Herzstück der Wissenschaftstheorie. Anjan Chakravartty zeichnet die zeitgenössische Entwicklung des Realismus nach, indem er die vielversprechendsten Strategien untersucht, die von seinen Befürwortern als Antwort auf die energischen Herausforderungen antirealistischer Skeptiker angenommen wurden, was zu einem positiven Vorschlag für den heutigen wissenschaftlichen Realismus führte. Er untersucht die Kernprinzipien der realistischen Position und beleuchtet Themen wie die Vielfalt des erforderlichen metaphysischen Engagements und die Natur des Konflikts zwischen dem Realismus und seinen empiristischen Rivalen.

Physiker haben sich dieser Kritik angenommen, indem sie von effektiven Theorien gesprochen haben, also Theorien, die bis zu einem bestimmten Energiebereich/einer bestimmten Energieskala gültig sind.

Physik ist ein laufendes Projekt, daher ist es nicht verwunderlich, dass ihre Ontologie ein laufendes Projekt ist; Renormierung, ist eine Umgehung von Unendlichkeiten, die bei einer perturbativen Erweiterung einer QFT auftauchen.

Dass eine Theorie verwendet werden kann, um verschiedene Phänomene zu modellieren, sollte nicht überraschen, wenn man bedenkt, dass sogar in der klassischen Physik die gleiche Möglichkeit vorkommt – die Wellengleichung wird verwendet, um Wellen verschiedener Art zu modellieren, und es handelt sich angeblich um verschiedene Phänomene; Ein modernes Beispiel wäre, die Gravitation als Eichtheorie umzuschreiben, damit sie auf die gleiche Weise wie andere Eichtheorien wie die des Lichts quantisiert werden kann.

Ein ausgezeichnetes Buch, das sich mit einigen der Probleme befasst, die in der Physik des Kleinen auftreten, ist Omnes Quantum Philosophy , das die wichtigsten Paradoxien im Zusammenhang mit QM über den Formalismus konsistenter Geschichten angeht; Ich glaube nicht, dass es die Fragen der Ontologie behandelt, die Sie hier stellen, aber Sie könnten es als interessante Lektüre empfinden.