[論文レビュー] The ontological identity of empirical indiscernibles: Leibniz's methodological principle and its significance in the work of Einstein

Robert W. Spekkens|arXiv (Cornell University)|Aug 29, 2019

Historical Philosophy and Science被引用数 18

ひとこと要約

本稿では、Leibnizが、経験的に識別不能だが本体論的に異なる状況を提示する理論を排除する方法論的原則を最初に提唱したと主張している。また、Einsteinがこの原則を特殊相対性理論および一般相対性理論を構築する際に暗黙的に適用したと述べている。主な貢献は、この原則を理論構築の規範的指針として提示し、経験主義的制約と科学的実在論を調和させる点にあり、経験的データが同一の場合に本体論的同一性を優先することを特徴としている。

ABSTRACT

This article explores the following methodological principle for theory construction in physics: if an ontological theory predicts two scenarios that are ontologically distinct but empirically indiscernible, then this theory should be rejected and replaced by one relative to which the scenarios are ontologically the same. I defend the thesis that this methodological principle was first articulated by Leibniz as a version of his principle of the identity of indiscernibles, and that it was applied repeatedly to great effect by Einstein in his development of the special and general theories of relativity. I argue for an interpretation of the principle as an inference to the best explanation, defend it against some criticisms, discuss its potential applications in modern physics, and explain how it provides an attractive middle ground in the debate between empiricist and realist philosophies of science.

研究の動機と目的

• 本体論的に異なるが経験的に識別不能な状況を物理理論で排除すべきであるという方法論的原則を提唱したのはEinsteinではなくLeibnizであることを確立すること。
• Einsteinがこの原則を特殊相対性理論および一般相対性理論を構築する際に、絶対的空間と時間の概念を排除することでどのように適用したかを示すこと。
• この原則を最良の説明への推論（inference to the best explanation）の形として擁護し、それが形而上学的に根拠のない、あるいはあまりに推測的であるという批判に対抗すること。
• この原則が、経験主義的および実在論的科学哲学の間の妥協点を提供する仕組みであることを示すこと。すなわち、経験的に制約されたもののみを本体論的仮説として許容すること。
• この原則が科学的進歩にとって不可欠であり、Einsteinのような革命的物理学者が同時代の研究者と異なる点を説明すること。

提案手法

• Leibniz-Clarke書簡の第4および第5通牒の第6および第52点を分析し、絶対的運動と相対的運動の文脈において、Leibnizが同一性の原則を規範的使用した様子を抽出すること。
• Leibnizの原則を方法論的ルールとして解釈する。すなわち、二つの状況が原則的に経験的に識別不能であるが理論上は本体論的に異なる場合、その理論は拒否されなければならない。
• Einsteinの1905年の特殊相対性理論論文におけるこの原則の適用をたどる。ここでは、相対運動しか観測できない状況において、マクスウェルの電磁気学の非対称性を排除している。
• 磁石と導体の thought experiment を適用し、 simultaneity（同時性）の相対性および絶対的運動の否定に至るプロセスを示すこと。
• Lorentz理論からEinstein理論への転換を、数学的整合性以上の要因として、この原則への従順性の結果と再解釈すること。
• この原則を、観測者依存性や技術的制限ではなく、原則的経験的識別不能性に根ざした最良の説明への推論として位置づけること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Leibnizは、経験的に識別不能だが本体論的に異なる状況を含む理論を排除すべきであるという方法論的原則を明示的に提唱したのか？
• RQ2 Einsteinは、この原則を特殊相対性理論および一般相対性理論の構築においてどのように適用したのか？
• RQ3 この原則は、それが形而上学的に推測的である、あるいは検証不能であるという批判に対抗して擁護可能か？
• RQ4 この原則は、経験主義的および実在論的科学哲学の間の橋渡しとして、どのような形で機能するのか？
• RQ5 なぜEinsteinは、Poincaréのように類似した数学的洞察を持っていたにもかかわらず、他の研究者とは異なり相対性理論を構築できたのか？

主な発見

• Leibniz-Clarke書簡に述べられたLeibnizの同一性の原則は、本体論的主張ではなく、理論構築の規範的方法論的ルールとして機能している。
• Einsteinは1905年の電磁気学に関する論文で、相対運動しか観測できない状況において、動く磁石と静止した導体の間の非対称性を排除することで、この原則を適用した。
• この原則は、Einsteinが絶対的空間と時間の概念を排除した理由を説明する。すなわち、二つの状態（静止している宇宙と一様に運動する宇宙）が経験的に識別不能であれば、それらは本体論的に同一でなければならない。
• この原則は、原則的経験的識別不能性に根ざした最良の説明への推論として最も適切に理解される。観測者依存性や技術的制限に基づくものではない。
• EinsteinがPoincaréらと異なり相対性理論を構築できた理由は、彼がこの方法論的原則を一貫して遵守していたからである。
• この原則は、経験的に制約されたものに限って本体論的仮説を許容する。これにより、形而上学的空想を排除しつつも、科学的実在論を維持することができる。