[논문 리뷰] Ockham's razor and the interpretations of quantum mechanics

Gerd Ch. Krizek|arXiv (Cornell University)|2017. 01. 23.

Philosophy and History of Science참고 문헌 33인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 양자역학 해석에 대한 오크함의 면도 원칙(단순성 원칙)의 적용을 비판적으로 검토한다. 논문은 오크함의 면도가 종종 더 단순한 해석을 선호하기 위해 애용되지만, 그 역사적 기원은 자연의 존재론적 단순성보다는 인지적 경제성과 신학적 추론에 뿌리를 두고 있음을 주장한다. 주요 기여는 오크함의 면도가 객관적 단순성의 기준이 되지 못함으로써 해석적 갈등을 결정적으로 해결할 수 없다는 결론에 있다. 특히 경험적으로 동일한 결과를 내는 해석들 사이에서 오직 주관적이고 맥락에 따라 달라지는 단순성 개념이 지배하기 때문이다. 이는 존재론적으로 상호 배타적인 해석들 사이의 갈등을 해결하는 데 오크함의 면도가 효과적이지 않음을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 다른 경쟁적 양자역학 해석들 사이에서 선택 기준으로서 오크함의 면도가 신뢰할 수 있는 기준이 될 수 있는지 평가하기.
• 오크함의 면도의 역사적 기원과 철학적 기초를 명확히 하여, 특히 중세의 명칭주의와 신학적 추론에 뿌리를 두고 있음을 밝히기.
• 현대 이론물리학에서 단순성의 역할을 탐구하기, 특히 해석들 간의 경험적 구별이 없는 상황에서의 힌트 역할을 중심으로 하기.
• 존재론적 단순성이 진리 또는 과학적 선호와 동일시된다는 가정을 도전하기.
• 지속적인 양자역학 해석의 모호성(‘쿼앰비기티’로 표현됨)은 물리학과 과학 철학의 기본 가정을 재고할 필요가 있음을 시사하며, 이를 제안하기.

제안 방법

• 오크함의 원본 라틴어 저서를 중심으로 역사적 자료를 분석하여 단순성 원칙의 진정한 의미와 맥락을 재구성하기.
• 오크함의 면도가 중세의 일반물에 대한 논쟁에서 현대 이론물리학과 양자기반 이론으로 이르기까지 어떻게 발전해 왔는지 추적하기.
• 양자역학에서 오크함의 면도를 다른 분야(예: 끈 이론)와 비교하여 분석하기, 특히 경험적 결정 불가능성이 힌트의 역할을 강화하는 분야에서의 적용을 중심으로 하기.
• 인지심리학의 시각에서 원칙을 분석하여, 자연의 본질적 단순성의 반영이 아니라 정신적 경제성의 도구로 보는 것.
• 지구중심설 대 반지구중심설의 갈등 해결에서의 면도의 역할과는 대조적으로, 여러 모델이 경험적으로 동일하지만 존재론적으로 상충하는 양자역학 해석에서의 한계를 분석하기.
• ‘쿼앰비기티’라는 개념을 도입하여 양자역학의 본질적 모호성을 묘사하며, 해석의 다원성이 결함이 아니라 미래 물리이론의 근본적 특성일 수 있음을 제안하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 오크함의 면도는 경험적으로 동일한 결과를 내는 양자역학 해석들 사이에서 선택 기준으로 얼마나 유효하게 사용될 수 있는가?
• RQ2 오크함의 면도의 역사적 발전—특히 신학적 및 인지론적 기원—은 현대 물리학에서의 적용에 어떤 영향을 미쳤는가?
• RQ3 다양한 해석들이 경험적으로 동일한 결과를 내는 데도 불구하고 오크함의 면도가 깊은 해석적 갈등을 해결하지 못하는 이유는 무엇인가?
• RQ4 인지적 경제성은 오크함의 면도의 힌트적 사용에서 어떤 역할을 하는가? 그리고 자연의 본질적 단순성에 대한 주장과는 어떻게 다를까?
• RQ5 양자역학 해석들 사이의 지속적인 존재론적 불일치는 문제로 보는 대신, 물리이론의 더 깊은 구조적 모호성의 징후로 재해석될 수 있는가?

주요 결과

• 오크함의 면도는 원래 제시된 방식으로는 자연의 단순성에 대한 철학적 원칙이 아니라, 추론 과정에서의 인지적 경제성을 위한 힌트 원칙이었다.
• 이 원칙은 중세의 일반물 논쟁에서 기인하였으며, 오크함이 플라톤주의를 기각하고 불필요한 존재론적 약속을 줄이기 위해 사용하였다.
• 오늘날 널리 인용되는 오크함의 면도의 표현들(예: '필요 이상으로 실체를 증가시켜서는 안 된다')은 오크함의 직접적인 발언이 아니라 후대의 압축된 표현이다.
• 양자역학에서는 여러 해석(예: 코펜하겐 해석, 다중세계 해석, 파ilot-wave 해석)이 경험적으로 구별 불가능하지만 존재론적으로 상충하므로 오크함의 면도는 선택 도구로 효과적이지 않다.
• 이 원칙은 주관적인 단순성 개념에 의존하므로, 양자역학 기반의 해석적 갈등을 해결하는 데에는 부적절하다.
• 논문은 ‘쿼앰비기티’라는 새로운 개념적 프레임워크를 도입하여, 양자역학의 본질적 모호성을 묘사하며, 이러한 모호성이 미래 물리이론의 근본적 특성일 수 있음을 제안한다.