[論文レビュー] On Arthur Eddington's Theory of Everything

Helge Kragh|arXiv (Cornell University)|Oct 14, 2015

Relativity and Gravitational Theory参考文献 30被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、1929年から1944年まで、抽象的な数学と哲学的イデアリズムに裏打ちされた、アーサー・エディントンによる物理学の統一理論への野心的で最終的に失敗に終わった試みを検討する。彼の量子力学に対する非伝統的な解釈と実証的根拠の欠如により、広く受け入れられなかったが、彼は基本定数を理論的に導出しようとした。

ABSTRACT

From 1929 to his death in 1944, A. Eddington worked on developing a highly ambitious theory of fundamental physics that covered everything in the physical world, from the tiny electron to the universe at large. His unfinished theory included abstract mathematics and spiritual philosophy in a mix which was peculiar to Eddington but hardly intelligible to other scientists. The constants of nature, which he claimed to be able to deduce purely theoretically, were of particular significance to his project. Although highly original, Eddington's attempt to provide physics with a new foundation had to some extent parallels in the ideas of other British physicists, including P. Dirac and E. A. Milne. Eddington's project was however a grand failure in so far that it was rejected by the large majority of physicists. A major reason was his unorthodox view of quantum mechanics.

研究の動機と目的

• 1929年から1944年までに開発されたアーサー・エディントンの統一理論の歴史的・概念的枠組みを分析すること。
• エディントンの理論的基盤における基本定数の役割と、それらを純粋に理論的に導出すると主張した点を検討すること。
• エディントンの仕事の、特にディラックやミルンとの関係を含めた、英国理論物理学の広範な文脈における位置づけを提示すること。
• エディントンの量子力学に対する非伝統的な解釈が、なぜ大多数の物理学者によって拒絶されたのかを、特にコペンハーゲン解釈とは著しく異なる点に焦点を当てて説明すること。

提案手法

• 1929年から1944年までのエディントンの未発表の原稿および発表済みの著作の歴史的分析。
• 群論やエディントン数を含む抽象的数学の使用が、物理法則の統一にどのように用いられたかの検討。
• エディントンの哲学的イデアリズムと、主流の物理的実在論および操作主義との比較。
• エディントンの理論が物理学界でどのように受け入れられたかの分析、特に彼の量子力学解釈に対する批判の検討。
• 20世紀初頭の英国物理学の知的潮流の中におけるエディントンの仕事の文脈化。
• エディントン自身の著書や手紙を含む一次資料の使用により、彼の理論の論理を再構築すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アーサー・エディントンは1929年から1944年までの間に、どのようにして基本的な物理学を一つの理論的枠組みに統一しようとしたか？
• RQ2 自然の基本定数は、エディントンの「万物の理論」の導出において、どのような役割を果たしたか？
• RQ3 彼の独創性と野心にもかかわらず、なぜエディントンの理論は大多数の物理学者によって拒絶されたのか？
• RQ4 エディントンの哲学的イデアリズムと、当時の主流の見解とは異なる量子力学の解釈は、どのように異なっていたか？
• RQ5 アーサー・エディントンのプログラムと、パール・ディラックやエドワード・A・ミルンらの同時代の研究者たちとの間に、類似点や類似性はあるか？

主な発見

• エディントンの理論は、純粋な数学的推論からすべての物理法則と定数を導出しようという包括的だが、最終的には失敗に終わった試みであった。
• 彼は微細構造定数や宇宙における陽子の数（エディントン数）を、抽象的な対称性原理から導出すると主張したが、これらの導出には実証的検証が欠けていた。
• 理論が拒絶された主な理由は、コペンハーゲン解釈とは著しく異なる、エディントンの量子力学に対する非伝統的な解釈に起因した。
• 失敗したにもかかわらず、エディントンの仕事は、自然界の統一と秩序への深い哲学的コミットメントを反映しており、イデアリズムと数学的に構造化された宇宙の信念に影響を受けていた。
• 彼のアイデアは限定的な共鳴を呼び、主流の理論物理学に永続的な影響を与えることはなかったが、歴史的・哲学的関心の対象として残っている。
• 本論文は、エディントンのプロジェクトを、20世紀の理論物理学の主流とは明確に異なる、数学、物理学、形而上学の独自の合成として位置づけている。