Reduktion in der Physik: Ein lokaler, empirischer Ansatz

Dieses Projekt betrifft die Frage, ob und in welchem Sinne verschiedene Theorien in der Physik als auf ein einzelnes, einheitliches Bild der physikalischen Realität konvergierend angesehen werden können. Eine gängige Meinung bezüglich Fortschritt in der Physik besagt, dass neuere Theorien die erfolgreichen Anwendungen ihrer Vorgänger in einer Verknüpfung umfassen (diese wird als Reduktion bezeichnet), und dass Fortschritt in der Physik seit Kepler und Galileo in Form einer Reihe von Reduktionen charakterisiert werden kann, welche zu den beiden gegenwärtigen Pfeilern der modernen Physik geführt haben: allgemeine Relativitätstheorie (Einsteins Theorie der Gravitation und Raumzeit) und Quantenfeldtheorie (die aktuell genaueste Beschreibung der elementaren Bestandteile von Materie). Es wird weithin angenommen, dass eine jetzt noch unbekannte Theorie, wie beispielsweise die Stringtheorie, diese beiden Theorien ablösen wird, im gleichen Sinne wie diese Theorien ihre Vorläufer abgelöst haben. Unser Ziel ist es, das Wesen der Reduktion, zu klären, und dadurch die Grundlagen der konventionellen Ansicht, dass Theorien in der Physik immer universellere und präzisere Darstellungen der physikalischen Realität liefern, zu prüfen. Dieses Projekt ist zum Teil von der Überzeugung geleitet, dass die gegenwärtig in der Physik vorherrschende Methode der Reduktion, die eine Theorie als mathematischen Grenzfall einer anderen anzusehen sucht, auf einem stark vereinfachten und letztendlich schlechten Reduktionsbegriff fußt. In früheren Arbeiten haben wir argumentiert, dass es diesem Ansatz in Hinblick auf Fälle, bei denen weitgehend davon ausgegangen wird, dass eine Reduktion besteht, nicht gelingt darzulegen, wie die Beschreibung von Systemen durch eine andere Theorie, d.h. die Reduktion, gelingen kann. Allerdings haben wir mittels der Analyse vieler erfolgreicher Fälle von Reduktion auch gezeigt, dass es einen alternative Variante von mathematischer Beziehung gibt, die glaubwürdiger und präziser charakterisiert, in welcher Weise eine Theorie normalerweise das Verhalten von Systemen subsumiert, welche von einer anderen Theorien gut beschrieben werden. Dieses Schema bildet den Kern unserer alternativen Methode, die als ein lokaler, empirischer, modellbasierter (L.E.M.) Ansatz zu Reduktion in der Physik charakterisiert werden kann. Wir werden in unserem Projekt anstreben, diesen Ansatz auf neue Fälle auszudehnen, bei denen es die vorherrschende, auf taking limits-basierende Methode bisher nicht zu zeigen geschafft hat, dass eine Theorie den Gegenstandsbereich einer anderen umfasst. Insbesondere zielen wir darauf ab, diese Strategie auf Beziehungen zwischen Modellen der Thermodynamik und statistischen Mechanik, der Quantenmechanik und Quantenfeldtheorie, sowie der Newtonschen Gravitation und allgemeinen Relativitätstheorie anzuwenden. Weiter planen wir, die Konsequenzen des L.E.M. Ansatzes bezüglich allgemeinerer Debatten in der Metaphysik und der Wissenschaftstheorie zu untersuchen, insbesondere in Hinblick auf das Thema Emergenz.