[論文レビュー] Ockham's razor and the interpretations of quantum mechanics

Gerd Ch. Krizek|arXiv (Cornell University)|Jan 23, 2017

Philosophy and History of Science参考文献 33被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、量子力学の解釈へのオッカムの剃刀（Ockham's razor）の適用を批判的に検討する。オッカムの剃刀はしばしば単純な解釈を好むために援用されるが、その歴史的根拠は自然の本体的単純性ではなく、認知的経済性と神学的推論に由来する。主な貢献は、単純さの主観的・文脈依存性を鑑みれば、オッカムの剃刀が解釈的論争を決定的に解決できないこと、特に、実験的に同等であるが本体論的に直交する解釈が存在する状況下でそうである。

ABSTRACT

Ockham's razor is a heuristic concept applied in philosophy of science to decide between two or more feasible physical theories. Ockham's razor operates by deciding in favour of the theory with least assumptions and concepts; roughly speaking, the less complex theory. Could Ockham's razor not easily treat the different interpretations as theories and decide in favour of the one with fewest assumptions? We provide an answer to this question by means of examples of applications in literature and the discussion of its historical origin. We review the historical context of Ockham's razor and its connection to medieval philosophical struggles, discuss the essence of its parsimonious core and put it in relation with modern struggles in the context of interpretational issues in Quantum Mechanics. Due to the lack of experimental evidences in string theory, a new field of modern heuristics arose in the last years. We will discuss these heuristics in the context of Ockham-related heuristic methods and analyse the connection of these heuristics with the interpretations of Quantum Mechanics.

研究の動機と目的

• オッカムの剃刀が、量子力学の競合する解釈の間で信頼できる基準として機能できるかどうかを評価すること。
• オッカムの剃刀の歴史的起源と哲学的基盤を明確にすること、特に中世のナミナリズムと神学的推論へのその根拠を。
• 単一性が現代の理論物理学におけるヒューリスティックとして果たす役割を調査すること、特に解釈間に実験的差異がない状況下でのこと。
• 本体論的単純さが真実または科学的好ましさに等しいという仮定を疑うこと。
• 量子力学の解釈に根ざす「クワンビギュイティ（quambiguity）」という持続的な曖昧さが、物理学および科学哲学における基礎的仮定の再評価を求める兆候であると提唱すること。

提案手法

• オッカムの原典であるラテン語文献を分析し、節約の原則の真の意味と文脈を再構築する。
• オッカムの剃刀が中世の普遍物論の論争から現代の理論物理学および量子力学の基礎に至るまでの発展をたどる。
• オッカムの剃刀が量子力学に用いられる方法と、実験的不決定性がヒューリスティックの役割を強める分野（例：超弦理論）における応用を比較する。
• 認知心理学の視点から原則を評価し、自然の本質的単純性の反映ではなく、精神的経済性のための道具であると位置づける。
• ヘリオセントリズム対ジオセントリズムの論争における剃刀の役割と、複数のモデルが実験的に同等だが本体論的に矛盾する量子解釈における限界を対比する。
• 「クワンビギュイティ（quambiguity）」という概念を導入し、量子力学における本質的曖昧性を説明し、解釈の多様性が欠陥ではなく、物理理論の根本的構造的曖昧性の兆候である可能性を示唆する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オッカムの剃刀は、実験的に同等な量子力学の解釈の間で、どの程度有効な基準として機能できるか？
• RQ2 オッカムの剃刀の歴史的発展、特にその神学的および認識論的根拠が、現代物理学への応用にどのように影響したか？
• RQ3 なぜ、オッカムの剃刀は、広く受け入れられているにもかかわらず、量子力学における深い解釈的対立を解決できないのか？
• RQ4 認知的経済性は、オッカムの剃刀のヒューリスティック的使用においてどのような役割を果たし、自然の根本的単純性に関する主張とはどのように異なるか？
• RQ5 量子解釈の持続的な本体論的不一致を、問題ではなく、物理理論におけるより深い構造的曖昧性の兆候として再解釈することは可能か？

主な発見

• オッカムの剃刀は、本来の形で提示された際には自然の単純性という形而上学的原則ではなく、推論における認知的経済性のためのヒューリスティックであった。
• この原則は中世の普遍物論の論争に由来し、オッカムがプラトン主義を拒み、不要な本体的コミットメントを減らすために用いられた。
• よく引用されるオッカムの剃刀の表現（例：「必要以上に実体を増やしてはならない」）は、オッカムの直接の引用ではなく、後の意訳である。
• 量子力学では、複数の解釈（例：コペンハーゲン解釈、多世界解釈、パイLOT波解釈）が実験的に区別できないが、本体論的に矛盾するため、オッカムの剃刀は選択のツールとして効果を発揮しない。
• この原則は主観的な単純さの概念に依存しているため、量子力学の基礎における解釈的論争を解決するには不十分である。
• 本論文では、「クワンビギュイティ（quambiguity）」という新しい概念的枠組みを導入し、量子力学における本質的曖昧性を説明し、このような曖昧さが将来の物理理論の根本的特徴である可能性を示唆する。