[論文レビュー] How Dualists Should (Not) Respond to the Objection from Energy Conservation

Alin Christoph Cucu, J. Brian Pitts|arXiv (Cornell University)|Sep 13, 2019

Quantum Mechanics and Applications参考文献 49被引用数 14

ひとこと要約

この論文は、相互作用的二元論が脳におけるエネルギー保存を維持しようとする試みが、エネルギー保存の基礎的物理学——特にネーターの第一定理と場の理論の局所性——に十分に踏み込めていないため、その試みが不適切であると主張する。代わりに、エネルギー保存が時空の対称性に依存する条件的応答（conditionality response）こそ、既存の数学的定理と古典物理学の核心的原則に整合し、物理的に最も整合性のあるアプローチであるとされる。

ABSTRACT

The principle of energy conservation is widely taken to be a serious difficulty for interactionist dualism (whether property or substance). Interactionists often have therefore tried to make it satisfy energy conservation. This paper examines several such attempts, especially including E. J. Lowe's varying constants proposal, showing how they all miss their goal due to lack of engagement with the physico-mathematical roots of energy conservation physics: the first Noether theorem (that symmetries imply conservation laws), its converse (that conservation laws imply symmetries), and the locality of continuum/field physics. Thus the "conditionality response", which sees conservation as (bi)conditional upon symmetries and simply accepts energy non-conservation as an aspect of interactionist dualism, is seen to be, perhaps surprisingly, the one most in accord with contemporary physics (apart from quantum mechanics) by not conflicting with mathematical theorems basic to physics. A decent objection to interactionism should be a posteriori, based on empirically studying the brain.

研究の動機と目的

• エネルギー保存と心身の相互作用を調和させようとする相互作用的二元論の試みを、その背後にある物理学的根拠に照らして批判し、それらが根本的な物理学に十分に踏み込んでいないことを示す。
• エネルギー保存の原則が事前的に必然的であるのではなく、ネーターの第一定理によって時空の対称性から導かれるものであることを示す。
• エネルギー保存が対称性が存在する場合にのみ成立するという条件的応答——すなわち、保存則は対称性の有無に依存する——が、二元論者にとって最も防衛可能であると主張する。
• E.J. ローの定数の可変性を提唱するような提案が、保存則の数学的構造と整合しないことを示す。
• 脳内でエネルギー保存が成立しない場合、量子力学を除けば、条件的応答が物理的に最も根拠のある反応であると示唆する。

提案手法

• エネルギー保存の物理的・数学的根拠、特に時空の対称性と保存則の関係を示すネーターの第一定理を分析する。
• ネーターの第一定理の逆を適用し、保存則が対称性を示唆するのではなく、逆に保存則が対称性を含意することを示す。
• 相互作用的二元論の提言（例：ローの定数の可変性）を、古典場理論の局所性と構造に照らしてその整合性を評価する。
• 保存則が対称性に依存する条件的応答と、保存則を事前に強制しようとする試みとを対比する。
• エネルギー保存が神経系の事象で実証的に確認された場合に、量子力学的モデルが代替として有効であるかを検討する。
• 論理的・数学的分析を通じて、非保存が物理的に整合不能ではないことを示し、特に量子力学における既知の例外（例：自発的崩壊モデル）を踏まえる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜ相互作用的二元論者がエネルギー保存を維持しようとする試みが、基礎的物理学に根ざしている場合に失敗するのか？
• RQ2 ネーターの第一定理は、エネルギー保存が物理学において必然的原則であるという仮定をどのように覆すのか？
• RQ3 条件的応答——保存則が時空の対称性に依存する——の論理的・物理的立場は、保存則と時空の対称性の関係においていかなる位置を占めるのか？
• RQ4 なぜE.J. ローの物理定数の可変性を提唱するアプローチは、エネルギー保存の数学的構造と整合しないのか？
• RQ5 古典的エネルギー非保存が実証的に除外された場合、量子力学が相互作用的二元論のための妥当な枠組みとなる条件は何か？

主な発見

• エネルギー保存の原則は事前的に必然的ではなく、ネーターの第一定理によって時空の対称性から導かれる。
• エネルギー保存が時空の対称性が存在する場合にのみ成立するという条件的応答——これは古典物理学の数学的基盤と完全に整合する唯一のアプローチである。
• E.J. ローの物理定数の可変性を提唱するアプローチは、場理論の局所性と対称性構造に反するため失敗する。その結果、エネルギーと運動量の両方が意図しない非保存を引き起こす。
• エネルギーの非保存は物理的に整合不能ではない。量子力学の専門家たちは、自発的崩壊モデルのような文脈で非保存をすでに受け入れている。
• 神経科学的実証は、相互作用主義を排除するための事後的根拠を提供する可能性があるが、このような反論は保存則ではなく因果的ギャップの観点からより適切に提示されるべきである。
• 条件的応答は、予想外の量子モデルや量子力学の議論の余地のある解釈に依存しないため、頑健である。