Ontologie strukturalne czasoprzestrzeni – Damian Luty

Przedmiotem […] pracy jest metafizyczna interpretacja ogólnej teorii względności (OTW). Wyróżnione są współczesne podejścia z zakresu ontologii strukturalistycznych. Filozoficzna refleksja nad teoriami fizycznymi może przyjmować różne formy: może mieć charakter analizy epistemologicznej (metodologicznej), analizy socjologicznej, wreszcie – analizy z perspektywy teorii metafizycznych. Oprócz analiz podejmowanych z perspektywy teorii metafizycznych, w niniejszej pracy występują również elementy analizy epistemologicznej (metodologicznej). Ze względu na specyfikę moich rozważań – ich interpretacyjny charakter w odniesieniu do wytworów naukowych w postaci fundamentalnych teorii fizycznych – stosowaną przeze mnie metodą badań jest analiza pojęciowa. […]

Pole problemowe pracy tworzą dwie debaty. Pierwsza z nich dotyczy poprawności bądź właściwej postaci ontycznego realizmu strukturalnego (OSR), nurtu filozoficznej refleksji nad fundamentalnymi teoriami fizycznymi zainicjowanym przez Jamesa Ladymana (2018) i rozwijanym dalej również przez Stevena Frencha (2014). OSR jest rezultatem krytyki stanowiska nazywanego epistemicznym realizmem strukturalnym (ESR) (Worrall 2018). W ramach OSR zaproponowano interesujące interpretacje przede wszystkim fizyki kwantowej – mechaniki kwantowej (QM), kwantowej teorii pola (QFT) oraz statystyki kwantowej. Interpretacje te opierają się przede wszystkim na uzasadnieniu, dlaczego ontologiczna kategoria indywiduum powinna zostać wyeliminowana oraz dlaczego ontologicznie fundamentalny status powinien zostać przyznany kategorii struktury rozumianej jako sieć relacji nieokreślonych na obiektach. Prowadzone z perspektywy OSR rozważania z jednej strony zaowocowały oryginalnym ujęciem tego, jak należy rozumieć (metafizycznie) świat opisywany przy pomocy fundamentalnych teorii fizycznych, z drugiej strony przedstawione rozstrzygnięcia spotkały się z silną krytyką. Niewątpliwie jednak zwolennicy OSR zbliżyli do siebie metafizykę oraz rzeczywiście uprawianą naukę, rozwijając zatem program metafizyki znaturalizowanej. Jednakże liczne krytyki, obejmujące zarówno propozycje głównych przedstawicieli OSR jak i stanowisk inspirowanych (pośrednio bądź bezpośrednio) omawianym nurtem wymuszają dalsze prace nad strukturalistyczną metafizyką.

7 grudnia 2020 r. na Wydziale Filozoficznym UAM odbyła się online obrona rozprawy doktorskiej mgra Damiana Lutego. Tytuł rozprawy: Ontologie strukturalne czasoprzestrzeni. Promotorem był prof. UAM dr hab. Antoni Szczuciński, promotorem pomocniczym prof. UAM dr hab. Marek Woszczek, a recenzentami prof. UJ dr hab. Jerzy Gołosz i  prof. UMCS dr hab. Andrzej Łukasik.

Szanowny Panie Doktorze, serdecznie gratulujemy!

A przy okazji zapraszamy do dołączenia do Sekcji Sekcja Filozofii Przyrody i Nauk Przyrodniczych Polskiego Towarzystwa Filozoficznego!

[tabs]
[tab title=”Spis treści”]

Spis treści

Wstęp 8

CZĘŚĆ I. Realizm strukturalny

Rozdział 1. Kontekst problemowy ontycznego realizmu strukturalnego 14

1. Poincare 15
   1. Prawdziwość równań matematycznych 15
   2. Rzeczywistość a obiektywność 18
2. Cassirer 20
   1. Relacyjny charakter treści poznania 21
   2. Zasady konstytutywne i regulatywne 25
3. Weyl 28
   1. Tożsamość cząstek i pierwsza teoria Weyla 29
   2. Motywacja fenomenologiczna 33
4. Eddington 35
   1. Strukturalizm, selektywny subiektywizm, budowanie świata 35
   2. Trudności stanowiska Eddingtona 39
5. Epistemiczny realizm strukturalny 42
   1. Główne argumenty w debacie realistów z antyrealistami 43
   2. Trzecia droga w sporze o status poznawczy teorii 47
   3. Natura i struktura 49
   4. Zarzut Newmana 53
6. Podsumowanie rozdziału

Rozdział 2. Założenia epistemologiczne ontycznego realizmu strukturalnego 63

1. Założenia epistemologiczne pierwszej wersji eliminacyjnego ontycznego realizmu strukturalnego 64
   1. Semantyczne podejście do teorii naukowych 64
   2. Struktury częściowe 68
   3. Ciągłość teoretyczna a struktury częściowe 71
2. Założenia epistemologiczne drugiej wersji eliminacyjnego ontycznego realizmu strukturalnego 76
   1. Domknięcie naturalistyczne i pierwszeństwo fizyki 77
   2. Tryb formalny i tryb materialny 78
3. Ocena założeń epistemologicznych 80
   1. Status zasad i pojęć w schemacie tryb formalny – tryb materialny 85
   2. Problem pragmatyzmu i fundamentalizm teoriomnogościowy 80
4. Podsumowanie rozdziału 86

Rozdział 3. Ontyczny realizm strukturalny 87

1. Tezy metafizyczne pierwszej wersji eliminacyjnego ontycznego realizmu strukturalnego (EOSR1) 88
   1. Eliminacja obiektów jednostkowych i pojęcie indywidualności 90
   2. Struktura modalna 103
2. Tezy metafizyczne drugiej wersji eliminacyjnego ontycznego realizmu strukturalnego (EOSR2) 111
   1. Redukcjonizm i zorientowane na obiekty wyjaśnianie zjawisk 111
   2. Ontologia rzeczywistych wzorców 114
3. Zarzuty wobec eliminacyjnego ontycznego realizmu strukturalnego 118
   1. Reifikacja struktury abstrakcyjnej 118
   2. Zagadnienie przyczynowości 122
   3. Relacje bez elementów relacji 124
   4. Trudności argumentu z metafizycznego niedookreślenia 126
   5. Manewr Poincarego i zagadnienie indywiduów 130
4. Podsumowanie rozdziału 133

CZĘŚĆ II. Filozofia czasoprzestrzeni

Rozdział 4. Spór o naturę czasu, przestrzeni, czasoprzestrzeni 136

1. Absolutyzm Newtonowski 137
   1. Sensy terminu „absolutność” 139
   2. Natura ruchu w klasycznym absolutyzmie 141
   3. Indywidualność punktów w absolutyzmie Newtonowskim 145
2. Relacjonizm Leibnizjański 152
   1. Natura ruchu u Leibniza 154
   2. Przestrzeń jako byt idealny 155
   3. Argumenty Leibniza 157
3. Współczesny spór absolutystów z relacjonistami w kontekście filozofii czasoprzestrzeni 162
   1. Teza substancjalizmu rozmaitościowego 162
   2. Relacjonizm redukcjonistyczny 167
   3. Argument dziury 171
4. Podsumowanie rozdziału 179

Rozdział 5. Status ontologiczny czasoprzestrzeni w świetle argumentu dziury 181

1. Modalistyczna strategia odpowiedzi na argument dziury 181
   1. Esencjalizm metryczny 181
   2. Negacja transświatowej identyfikacji punktów 189
2. Strategia negacji pierwotnej tożsamości punktów 194
   1. Substancjalizm rozmaitościowy z akceptacją równoważności Leibniza 195
   2. Substancjalizm metryczny 202
3. Relacjonizm po argumencie dziury 210
   1. Algebry Leibniza 211
   2. Dynamiczne podejście do fizyki relatywistycznej 218
   3. Relacjonizm nieredukcjonistyczny 224
   4. Relacjonizm minimalistyczny 229
4. Podsumowanie rozdziału 235

Rozdział 6. Strukturalistyczna indywiduacja punktów czasoprzestrzeni 238

1. Problem teorii ról strukturalnych 238
   1. Sformułowanie problemu 239
   2. Substancjalizm a teoria ról strukturalnych 240
2. Esencjalizm strukturalny Jerzego Gołosza 243
   1. Strukturalna tożsamość transświatowa 243
   2. Ocena esencjalizmu strukturalnego 247
3. Minimalny esencjalizm strukturalny Davida Glicka 249
   1. Miejsca esencjalne i teza słabej wystarczalności 250
   2. Problemy 256
4. Czasoprzestrzenny realizm strukturalny 258
   1. Struktura egzemplifikowana 260
   2. Strukturalizm antymetafizyczny 266
5. Dynamiczny realizm strukturalny 271
   1. Strukturalna indywidualność w koncepcji Stachela 272
   2. Teoria wiązek włóknistych a strukturalizm 275
6. Podsumowanie rozdziału

Rozdział 7. Strukturalizmy czasoprzestrzenne inspirowane ontycznym realizmem strukturalnym

1. Ontyczny czasoprzestrzenny realizm strukturalny 281
   1. Rola czasoprzestrzeni w pierwszej wersji eliminacyjnego ontycznego realizmu strukturalnego 282
   2. Strukturalistyczna redukcja czasoprzestrzeni 285
2. Umiarkowany ontyczny realizm strukturalny 289
   1. Ontologiczna równorzędność obiektów i relacji 290
   2. Krytyka umiarkowanego ontycznego realizmu strukturalnego 297
   3. Odpowiedzi na zarzut Wuthricha 300
3. Strukturalizm minimalny 306
   1. Interpretacje przestrzeni stanów 307
   2. Przestrzenie możliwości a spór substancjalizm – relacjonizm 312
   3. Ontologia obserwabli 314
4. Silny strukturalizm metryczny 319
   1. Punkty czasoprzestrzeni jako strukturalne nie-indywidua 320
   2. Kategoria relacji w silnym strukturalizmie metrycznym 327
   3. Rozwiązania problemów 333
5. Podsumowanie rozdziału 349

Zakończenie 350

Wykaz stosowanych skrótów 352

Bibliografia 354

Streszczenie 377

Summary 378

[/tab]
[tab title=”Wstęp”]

Wstęp

Przedmiotem niniejszej pracy jest metafizyczna interpretacja ogólnej teorii względności (OTW). Wyróżnione są współczesne podejścia z zakresu ontologii strukturalistycznych. Filozoficzna refleksja nad teoriami fizycznymi może przyjmować różne formy: może mieć charakter analizy epistemologicznej (metodologicznej), analizy socjologicznej, wreszcie – analizy z perspektywy teorii metafizycznych. Oprócz analiz podejmowanych z perspektywy teorii metafizycznych, w niniejszej pracy występują również elementy analizy epistemologicznej (metodologicznej). Ze względu na specyfikę moich rozważań – ich interpretacyjny charakter w odniesieniu do wytworów naukowych w postaci fundamentalnych teorii fizycznych – stosowaną przeze mnie metodą badań jest analiza pojęciowa.

W związku ze wskazaną ogólną charakterystyką rozważań przedstawionych w tej pracy, szerszym kontekstem poruszanych przeze mnie problemów jest metafizyka znaturalizowana, subdyscyplina metafizyki będąca przecięciem filozofii nauki oraz metafizyki[1]. Jak stwierdza Anjan Chakravartty, „znaturalizowana metafizyka to taka metafizyka, która jest inspirowana oraz ograniczana przez rezultaty naszej najlepszej nauki. Nieznaturalizowana metafizyka to taka metafizyka, która nie jest w ten sposób inspirowana bądź ograniczana” (Chakravartty 2013: 33, tł. D. Luty). Istnieje wiele sposobów uprawiania metafizyki znaturalizowanej (Saunders 1997; Goldman 2007; Ladyman et al. 2007; Ney 2012; Melnyk 2013; Chakravartty 2013). W niektórych przypadkach próbuje się odpowiedzieć na pytanie „jak możliwa jest metafizyka?” w ramach omawianej subdyscypliny; w innych proponuje się skrupulatne rozstrzygnięcia metametafizyczne inspirowane postulatem zgodności z danymi empirycznymi; czasami twierdzi się, że metafizyka znaturalizowana powinna być zgodna nie tyle z danymi empirycznymi, co z (dojrzałymi) teoriami naukowymi, co tworzy związek między metafizyką znaturalizowaną a realizmem teoriopoznawczym. Specyfika mojego podejścia, wynikająca z opisanego dalej pola problemowego, polega na traktowaniu relacji między teorią/koncepcją metafizyczną a teorią naukową jako relację interpretacji. W swojej pracy skupiam się na teoriach fizycznych; w moich rozważaniach wyróżniona jest OTW. Uważam, że przypisanie pojęciom tworzącym aparat pojęciowo-formalny znaczeń zawartych w koncepcjach czy teoriach metafizycznych jest poznawczo wartościowe, ponieważ pozwala na filozoficznie głębsze zrozumienie naszych najlepszych teorii naukowych umożliwiających nam dokładne opisywanie świata. W metafizycznym aspekcie moich rozważań koncentruję się na kategorii obiektu indywidualnego i jego interpretacyjnej stosowalności do fundamentalnych teorii fizycznych. W świetle tego, że na popularności zyskuje ostatnio raczej antyrealistyczne oraz pragmatyczne podejście do pojęcia czasoprzestrzeni (Lam, Wuthrich 2018; Knox 2019), moje stanowisko pozwala pewne problemy o charakterze metafizycznym bezpośrednio rozwiązać, nie zaś po prostu zignorować.

Pole problemowe pracy tworzą dwie debaty. Pierwsza z nich dotyczy poprawności bądź właściwej postaci ontycznego realizmu strukturalnego (OSR), nurtu filozoficznej refleksji nad fundamentalnymi teoriami fizycznymi zainicjowanym przez Jamesa Ladymana (2018) i rozwijanym dalej również przez Stevena Frencha (2014). OSR jest rezultatem krytyki stanowiska nazywanego epistemicznym realizmem strukturalnym (ESR) (Worrall 2018). W ramach OSR zaproponowano interesujące interpretacje przede wszystkim fizyki kwantowej – mechaniki kwantowej (QM), kwantowej teorii pola (QFT) oraz statystyki kwantowej. Interpretacje te opierają się przede wszystkim na uzasadnieniu, dlaczego ontologiczna kategoria indywiduum powinna zostać wyeliminowana oraz dlaczego ontologicznie fundamentalny status powinien zostać przyznany kategorii struktury rozumianej jako sieć relacji nieokreślonych na obiektach. Prowadzone z perspektywy OSR rozważania z jednej strony zaowocowały oryginalnym ujęciem tego, jak należy rozumieć (metafizycznie) świat opisywany przy pomocy fundamentalnych teorii fizycznych, z drugiej strony przedstawione rozstrzygnięcia spotkały się z silną krytyką. Niewątpliwie jednak zwolennicy OSR zbliżyli do siebie metafizykę oraz rzeczywiście uprawianą naukę, rozwijając zatem program metafizyki znaturalizowanej. Jednakże liczne krytyki, obejmujące zarówno propozycje głównych przedstawicieli OSR jak i stanowisk inspirowanych (pośrednio bądź bezpośrednio) omawianym nurtem wymuszają dalsze prace nad strukturalistyczną metafizyką.

Jedna z krytyk dotyczy niesatysfakcjonującego ujęcia w ramach OSR statusu czasoprzestrzeni ogólnorelatywistycznej. Prowadzi to do drugiej debaty współtworzącej pole problemowe mojej pracy: dyskusji dotyczącej statusu ontologicznego czasoprzestrzeni (Sklar 1974; Friedman 1983; Earman 1989; Rynasiewicz 2000; Gołosz 2001; Rickles 2007). Substancjaliści – mówiąc na razie oględnie – twierdzą, że czasoprzestrzeń ma ontyczną autonomię i jest nieredukowalna do własności (wewnętrznych bądź zewnętrznych) materialnych ciał/pól/zdarzeń. Relacjoniści natomiast – znów ujmując to w maksymalnie uproszczony sposób – głoszą, że czasoprzestrzeń nie jest bytem rzeczywistym i jest w pełni redukowalna do własności (wewnętrznych bądź zewnętrznych) materialnych ciał/pól/zdarzeń. Spór ten jest organicznie stowarzyszony z dyskusją dotyczącą natury ruchu – substancjaliści oraz relacjoniści inaczej będą tę naturę interpretować. W swojej pracy skupiam się przede wszystkim na sporze ontologicznym. Wynika to z faktu, że patrzę na spór o naturę czasoprzestrzeni z perspektywy metafizyki znaturalizowanej. Poświęcam jednak miejsce na omówienie zagadnień dotyczących ruchu. Odnośna debata została pierwotnie sformułowana w kontekście klasycznie rozumianych pojęć czasu i przestrzeni, jest ona jednak kontynuowana współcześnie w odniesieniu do pojęcia czasoprzestrzeni występującego w fizyce relatywistycznej – głównie w ramach OTW, nie zaś szczególnej teorii względności (STW). Współcześnie, wskazana dyskusja posiada bardzo wiele aspektów. Przykładowo, można wymienić, przy pomocy stosownych pytań, kilka z nich: jak rozumieć terminy dyskusji o naturę czasoprzestrzeni? Na ile powinny być one wierne dawnej debacie o status ontologiczny czasu i przestrzeni? Jaka jest najlepsza wersja poglądu, że czasoprzestrzeń jest substancją i co to właściwie znaczy? Jaka jest najlepsza wersja poglądu, że czasoprzestrzeń jest redukowalna do własności materialnych ciał/zdarzeń/procesów? Czy w ramach OTW da się w ogóle zachować dychotomiczność sporu wzorowanego na klasycznej debacie? Jeśli nie, to co z tego wynika: czy spór należy unieważnić, czy też należy adekwatnie scharakteryzować terminy sporu i zaproponować zupełnie odmienne stanowisko? Wszystkie te pytania nadal są omawiane i mimo pewnej dominacji fizyki kwantowej w filozofii fizyki, stale podejmowane są próby sformułowania najbardziej trafnego poglądu na naturę czasoprzestrzeni.

Ostatnie z wymienionych powyżej pytań jest głównym pytaniem badawczym niniejszej pracy. Proponowana przeze mnie odpowiedź brzmi: spór o naturę czasoprzestrzeni da się poprawnie sformułować, jeżeli będzie on zorientowany na ustalenie statusu ontologicznego pola metrycznego w OTW. Postępem w ramach tego sporu jest przedstawienie trafnego stanowiska z zakresu metafizyki strukturalistycznej. Z tą odpowiedzią związany jest główny cel rozprawy: przedstawienie, w konfrontacji z innymi dostępnymi poglądami, strukturalizmu czasoprzestrzennego, który jest metafizycznie prosty i zadowalający, a także maksymalnie adekwatny w stosunku do fizyki OTW. Moje stanowisko, które nazywam silnym strukturalizmem metrycznym (SSM), inspirowane jest nurtem OSR oraz wynikami przeprowadzonych przeze mnie krytycznych analiz dostępnych stanowisk dotyczących natury czasoprzestrzeni – zarówno substancjalistycznych, relacjonistycznych, jak i alternatywnych strukturalistycznych. W swoim stanowisku proponuję metafizyczną koncepcję strukturalnych nie-indywiduów. Drugim celem rozprawy jest wskazanie, w jaki sposób SSM pozwala na rozwiązanie większości problemów występujących w innych propozycjach. Trzeci cel dotyczy systematyzacji dostępnych stanowisk zarówno z zakresu metafizyki strukturalistycznej jak i nowszych poglądów na temat natury czasoprzestrzeni. W niektórych przypadkach będzie to oznaczać wprowadzenie po raz pierwszy do polskiej literatury z filozofii fizyki i filozofii nauki pewnych stanowisk, takich jak, przykładowo, minimalny esencjalizm strukturalny (Glick 2016), dynamiczny realizm strukturalny (Stachel 2006; 2014), czy umiarkowany ontyczny realizm strukturalny (Esfeld, Lam 2008; Lam, Esfeld 2012).

Ze względu na to, że pole problemowe rozprawy tworzą dwie rozległe debaty, praca podzielona jest na dwie części. Część pierwsza dotyczy OSR. Część ta składa się z trzech rozdziałów. W pierwszym rozdziale szczegółowo analizuję dwudziestowieczną tradycję strukturalistyczną na którą powołują się zwolennicy OSR i wykazuję, dlaczego takie odniesienie nie jest trafne, za czym idzie uznanie OSR jako swoistego nurtu filozoficznego. W rozdziale tym omawiam również ESR na tle sporu o status poznawczy teorii, zarysowując tym samym bezspośredni kontekst problemowy OSR. W drugim rozdziale przedstawiam rozróżnienie między głównymi wersjami stanowisk tworzących OSR: dwa eliminacyjne warianty OSR oraz jedno stanowisko umiarkowane. W rozdziale drugim i następnym koncentruję się całkowicie na wersjach eliminacyjnych. Rozdział drugi poświęcony jest przede wszystkim analizie założeń epistemologicznych dwóch wersji OSR. W toku analiz proponuję własne założenie o epistemologicznym charakterze: koncepcję, którą nazywam strukturalnym realizmem wewnętrznym. W ramach tej koncepcji objaśniam, w jaki sposób terminy czy symbole teorii, które ze względu na swój kształt albo rolę w formalizmie sugerują odniesienie do indywiduów, nie muszą być metafizycznie interpretowane przy pomocy kategorii bytu partykularnego. W rozdziale trzecim szczegółowo omawiam tezy dwóch wersji eliminacyjnego OSR i uzasadniam, dlaczego skupię się przede wszystkim na wersji zaproponowanej przez Frencha. Przedstawiam w jaki sposób z perspektywy tego stanowiska ujmowana jest QM oraz jak rozumiane są pojęcia indywidualności oraz struktury. Wreszcie, omawiam sprzyjające podejściu nieeliminacyjnemu w strukturalizmie zarzuty skierowane przeciwko OSR.

Część druga mojej pracy dotyczy filozofii czasoprzestrzeni. Część ta składa się z kolejnych czterech rozdziałów. W rozdziale czwartym przedstawiam spór substancjalistów z relacjonistami prowadzony w kontekście mechaniki klasycznej, następnie omawiam ujęcie współczesnego sporu o naturę czasoprzestrzeni wzorowane na dyskusji między Leibnizem a Clarkiem. To prowadzi do omówienia jednego z najważniejszych argumentów we współczesnej debacie – argumentu dziury, który jest głównym powodem dla którego punktów czasoprzestrzeni nie należy interpretować jako bytów indywidualnych. W rozdziale piątym przytaczam i analizuję krytycznie substancjalistyczne oraz relacjonistyczne reakcje na argument dziury. Rezultaty tych analiz, w szczególności w przypadku odpowiedzi substancjalistycznych, pozwolą na wyznaczenie tych aspektów, które, w moim przekonaniu, musi mieć adekwatne stanowisko w sprawie natury czasoprzestrzeni. Opisuję ponadto, dlaczego argument dziury nie wymusza, aby spór został unieważniony. W rozdziale szóstym przedstawiam strukturalizmy czasoprzestrzenne, który albo są niezależne od OSR, albo są nim inspirowane zaledwie pośrednio. W rozdziale tym jednoznacznie formułuję antyrelacjonistyczne nastawienie w ramach własnego podejścia oraz krytykuję koncepcję strukturalnej indywidualności. W rozdziale siódmym analizuję strukturalizmy czasoprzestrzenne bezpośrednio inspirowane OSR. Na podstawie przedstawionych analiz w obu częściach rozprawy, formułuję dokładnie swoje stanowisko (SSM), realizując główny cel pracy, a następnie opisuję, w jaki sposób pogląd ten umożliwia rozwiązanie problemów zarówno metafizyki strukturalistycznej zawartej w OSR jak i wymienionych wcześniej stanowisk dotyczących natury czasoprzestrzeni.

[1] W całej pracy stosuję konwencję, zgodnie z którą terminy „metafizyka” i „ontologia” używane są zamiennie i rozumiane są przeze mnie jako nazwy dziedziny filozoficznej zajmującej się opisem i analizą bytu. Terminy te są, z perspektywy historii filozofii, wieloznaczne i istnieją tradycje intelektualne, w których się je wyraźnie odróżnia. Przykładowo, w filozofii Romana Ingardena (1987) ontologię rozumie się jako naukę o czystych możliwościach, natomiast metafizykę jako badanie, między innymi, sposobów istnienia tego, co faktycznie istnieje. Są jednak autorzy, którzy podzielają przyjętą przeze mnie konwencję (zob. Woleński 2016: 75).

[/tab]

[tab title=”Pliki pdf”]

Rozprawa doktorska – Ontologie strukturalne czasoprzestrzeni

Recenzja prof. J. Gołosza

Recenzja prof. A. Łukasika

[/tab]

[/tabs]