1

Utrecht UniversityDescartes Institutewww.descartes.com

ReductionismeGeologica: filosofie van aardwetenschappen, 2010

Dr. Maarten Kleinhans

m.kleinhans@geo.uu.nl

www.geog.uu.nl/fg/mkleinhans

(ga naar teaching)

2/17

Deze cursus: waar zijn we nou helemaal mee bezig?

1. Logisch redeneren en drogredeneringen

2. Logisch empirisme, Popper, Kuhn (Drs. Eigner)

3. Data, experimenten, modellen en onzekerheid

4. Reductionisme

5. Evolutie(Dr. Buskes)

6. Geschiedenis van de palaeontologie(Prof. Theunissen)

7. Verklaring in de aardwetenschappen

3/17 4/17

Inleiding• Alles verklaren met natuurkunde

• Wettigheid van wetten

• Chaos en zelf-organisatie

GROTE vragen– Waarom willen we alles met natuurkunde

verklaren?

– In hoeverre werkt dat?

5/17

1. Alles verklaren met natuurkundeReductionisme:

1. Alle fenomenen bestaan uit fysische entiteiten• geen geesten, zielen, essenties (tenzij verklaarbaar)

2. Dus alle fenomenen kunnen worden verklaardmet wetten uit de fysica

• d.w.z., gereduceerd tot wetten uit de fysica

• plus initiele condities

3. Dus alle (echte) wetenschappen zullenuiteindelijk tot de fysica worden gereduceerd.

Ockham’s scheermes! zo efficient mogelijk! 6/17

Het ideaal uit de 20-er jarenlife sciences earth sciences

sociology

psychology

biology

cosmology

geology

geomorphology

fundamentalsciences

chemistry

physics

mathematics

logic

reductionKlee 1997

2

7/17

Hoe te reduceren?• Klassieke idee (Nagel 1961):

– formuleer brugprincipes tussen fysische en <aardwetenschappelijke> termen

– deduceer uitzonderingsloze theorienuit wetten van de fysica

• Dit idee leeft bij veel wetenschappers

8/17

Problemen van reductionisme?• ontologie (‘dat wat is’)

versus epistemologie(‘dat wat we (kunnen) weten’)– bijvoorbeeld bewustzijn, groepsgedrag

• brugprincipes?

• initiele condities (nodig in de deductie)?

9/17

Meer discussie• Beschouw technische vooruitgang...

wordt reductionisme uiteindelijk haalbaar?

10/17

2. Wettigheid van wetten (1)• Voorbeeld:

– wetten deeltjesdynamica & vloeistofmechanica

– beide uit Newtoniaanse wetten afgeleid

– maar niet tegelijk geldig!

– water = deeltjes & water = vloeistof

• Voorbeeld:– wet van behoud van impuls op een schuivend blok

– afgeleid uit Newtoniaanse wetten

– maar klopt niet! wrijving!? turbulentie!?

11/17

2. Wettigheid van wetten (2)• Voorbeeld:

– beweging bij 1/10 lichtsnelheid in Newton en Einstein

– Newton tot Einstein reduceerbaar?

• Voorbeeld:– wetten deeltjesdynamica & quantummechanica

– golfdeeltjes?? onzekerheidsprincipe??

– quantummechanica tot Newton reduceerbaar?

• niet wettig als niet universeel geldig?

• of, hoe wettig zijn (empirische) generalisaties?12/17

Wetten in de aardwetenschap?• “lagen die jonger zijn liggen altijd bovenop”

klapveen

3

13/17

Discussie• Noem voorbeelden

van wetten in de aardwetenschap

14/17

Wetten toepassen• Aardwetenschappelijke modellen:

– niet-geisoleerde fenomenen,

– gecompliceerde systemen, welke wetten?

• dus geen directe toepassing van 1 wet, maar– meerdere wetten,

– niet oplosbaar (Navier-Stokes), dus vereenvoudigd, en numeriek

– onderdeterminatieproblematiek

– hoe goed is reductie??

15/17

3. Chaos en zelforganisatie• Chaotisch systeem:

– zeer gevoelig voor initiele condities

– onvoorspelbaarheid, uniek, niet herhaalbaar

– soms toch patroon door forcering (randvoorwaarden)(evt zelforganisatie)

• Zelforganisatie:– feedbacks leiden tot ‘stabiliteit’ of patroon

– emergent patroon: niet (direct) af te leidenuit onderliggende vergelijkingen (!)

16/17

Discussie• Verzin aardwetenschappelijke voorbeelden van

– zelf-organisatie

– chaos

• Zijn er emergente fenomenen in de aardwetenschappen?

17/17

GROTE vragen1. Waarom willen we alles met natuurkunde

verklaren?

2. In hoeverre werkt dat?