[논문 리뷰] Phenomenological and ontological models in natural science

M. V. Lokajíček|ArXiv.org|2007. 10. 17.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 8인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 현대 물리학에서의 현상론적 모델—비록 보간에 유용하지만 외삽에 실패하고 존재론적 기반을 갖추지 못함—을 주장하며, 감각 경험과 논리적 일관성과 일치하는 존재론적(기계론적) 모델을 대안으로 제시한다. 양자역학의 코펜하겐 해석과 쿼크 모델이 직관적이지 않으며 철학적으로 의심스럽다고 비판하면서, 집단적이고 거리에 의존하는 상호작용을 통해 강입자 충돌과 공명 상태 형성을 설명하는 은닉 변수를 가진, 준쿼크 기반의 모델을 제안한다.

ABSTRACT

The observation of the nature and world represents the main source of human knowledge on the basis of our reason. At the present it is also the use of precise measurement approaches, which may contribute significantly to the knowledge of the world but cannot substitute fully the knowledge of the whole reality obtained also with the help of our senses. It is not possible to omit the ontological nature of matter world. However, any metaphysical consideration was abandoned when mainly under the influence of positivistic philosophy phenomenological models started to be strongly preferred and any intuitive approach based on human senses has been refused. Their success in application region has seemed to provide decisive support for such preference. However, it is limited practically to the cases when only interpolation between measured data is involved. When the extrapolation is required the ontological models are much more reliable and practically indispensable in realistic approach.

연구 동기 및 목표

• 현대 물리학, 특히 양자역학과 입자물리학에서 현상론적 모델의 지배를 도전함.
• 현상론적 모델은 보간에 효과적이나 외삽에 실패하고 존재론적 일관성이 결여되어 있음을 주장함.
• 현실적인, 감각 기반의 이해에 뿌리를 둔 존재론적 모델이 진정한 과학적 진보에 필수적임을 제안함.
• 쿼크의 물리적 실재성을 의심하고, 사전 존재하는 공명 상태와 준쿼크 기반의 대안 모델을 제안함.
• 직관적이지 않고 수학적으로 이끄는 모델을 논리적이고 존재론적으로 일관된 대안으로 대체할 것의 당위성을 주장함.

제안 방법

• 검증 가능 원칙이 검증되지 않은 그러나 타당성이 있는 이론들의 다원성을 허용함으로써 그 한계를 분석함.
• 인과적이고 감각 기반의 추론에 기반한 현상론적 모델(예: 양자 chromodynamics, 코펜하겐 해석)과 존재론적(기계론적) 모델을 대비함.
• 강입자 충돌 데이터를 자유자재로 존재하는 쿼크가 아닌 사전 존재하는 공명 상태(파트론)의 증거로 재해석함.
• 강입자가 매우 높은 에너지 상태의 강하게 결합된 준쿼크를 내장하고 있으며, 임시적인 파트론 구조를 형성하는 은닉 변수 모델을 제안함.
• 제트 형성을 쿼크 상호작용이 아닌 매우 높은 에너지 상태의 공명 상태의 연속적인 붕괴로 모델링함.
• 점입자 형태의 쿼크가 아닌, 거리에 의존하고 집단적으로 작용하는 새로운 강력한 힘의 기술이 필요함을 요구함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 현상론적 모델은 보간에 성공했지만 왜 외삽에 실패하는가?
• RQ2 존재론적 모델은 순수 현상론적 모델보다 더 신뢰할 수 있고 직관적인 기초를 제공할 수 있는가?
• RQ3 쿼크의 존재는 물리적으로 정당화되는가, 아니면 존재론적 실체가 없는 수학적 산물일 뿐인가?
• RQ4 강입자 공명 상태와 충돌에서 발생하는 제2차 입자들이 쿼크 상호작용에서 유래하는 것이 아니라 사전 존재하는 구조일 수 있는가?
• RQ5 자유 쿼크나 비직관적인 비정상 상태에 의존하지 않고 제트 형성과 강입자 생성을 설명할 수 있는 대안 모델은 무엇인가?

주요 결과

• 현상론적 모델은 보간에 유용하지만 외삽에 사용될 경우 부적절하고 오해의 소지가 있음.
• 양자역학의 코펜하겐 해석은 현실적이며 존재론적인 기반을 갖추지 못하며, 은닉 변수 모델로 대체되어야 함.
• 수십 년에 걸친 고에너지 충돌 실험에도 자유 쿼크 존재에 대한 직접적 실험적 증거가 없음.
• 쿼크의 행동—예: 비정상 상태와 강입자 형성—은 직관적으로 이해할 수 없으며, 물리적 실재가 아니라 수학적 산물에서 비롯될 수 있음.
• 사전 존재하는 고에너지 공명 상태(파트론)와 강하게 결합된 준쿼크를 기반으로 한 대안 모델은 연속적인 붕괴를 통해 제트 형성을 설명할 수 있음.
• 점입자 형태의 쿼크가 아닌, 거리에 의존하고 집단적으로 작용하는 새로운 강력한 힘의 기술이 필요함.