¿Cuáles son las piezas faltantes que nos impiden derivar las leyes de la química de la física? La gente dice que son propiedades emergentes, pero es difícil creer que hay propiedades emergentes entre la física y la química. La simulación de leyes físicas para billones de átomos debería permitirnos derivar leyes químicas. ¿No? ¿Le falta algo a este misterio?
Encuentro desconcertante este desdén implícito hacia las propiedades emergentes como 'realmente no explicadas'. Creo que se relaciona con un concepto erróneo sobre la ontología de las propiedades emergentes. Vea estas discusiones:
En química, la amortiguación química es un ejemplo de una propiedad emergente importante que se entiende completamente desde los primeros principios.
La energía libre de Gibbs une la física con la química y la biología, a través de una comprensión de la entropía 'cosechable'. A través de una comprensión de la física de la entropía, de la dinámica emergente, podemos comprender las limitaciones físicas fundamentales de la vida.
Hay problemas no resueltos en física , con respecto a áreas específicas de la química:
¿Significa eso que "las leyes de la química no se han derivado de la física"? Escuché una buena metáfora, que decir que otras ciencias son reducibles a la física, es como decir que la literatura es reducible al alfabeto. No entendemos la escritura cuneiforme minoica 'A lineal', entonces, ¿la literatura no se ha reconciliado completamente con los alfabetos? Es una idea doblemente irrelevante, son exactamente las ideas emergentes de la literatura las que importan, y la existencia de problemas no resueltos no impacta los problemas resueltos y las midels exitosas y las cuentas que los acompañan.
Cada vez más, se espera que todas las leyes de la física emerjan de un estrato más fundamental, y en esta respuesta planteo el caso de que las matemáticas también son emergentes, y que bajo esta luz, las listas de leyes válidas nunca estarán completas, porque las nuevas pueden continuar. emerger: ¿ Acerca de la visión de Wigner sobre la relación entre las matemáticas y la física?
No existe una respuesta canónica sobre por qué falla el reduccionismo total entre dos cuerpos de teorías, por lo que solo es posible ofrecer algunas ideas canónicas sobre los desafíos del reduccionismo. Intentaré poner algo de perspectiva sobre cuáles son algunos caminos de pensamiento en la filosofía contemporánea. Tal vez la idea de que la química puede reducirse completamente a la física es inherentemente errónea. Del artículo de la SEP 'reducción científica':
Los conflictos entre los puntos de vista reduccionistas y sus rivales metafísicos dualistas y pluralistas han cobrado gran importancia en la historia de la filosofía. El debate clásico entre el materialismo y el dualismo mente-cuerpo es simplemente el más conocido de muchos de esos debates. El dualista cartesiano está comprometido con distintos tipos de sustancias: mentes y cuerpos, cada uno con su propia esencia. Las diferentes versiones del dualismo (interactivo, epifenomenal, paralelista) no están de acuerdo sobre si los dos interactúan causalmente, pero todos afirman la diferencia ontológica entre la mente y el cuerpo. Ninguno se reduce al otro. Son distintos, y ambos son reales.
Primero, notemos que la cuestión de qué constituye una teoría científica adecuada es una noción difícil debido a los problemas muy reales que plantea la demarcación científica . Lo que constituye una teoría científica a reducir es un tema algo ambiguo. Antes de que puedas reducir una teoría, tienes que circunscribirla. Una joya de ejemplo de tal proposición metateórica es el modelo DN de Hempel . Pero, claramente, en la época contemporánea, el confirmacionismo, el verificacionismo y el falsacionismo son todos candidatos incompletos. Casi todo el mundo parece estar de acuerdo en que hay una colección de proposiciones formuladas en un lenguaje que apela a la observación cargada de teoría.. Entonces, definir lo que se puede reducir a lo que es un problema.
Ciertamente, el reduccionismo podría entenderse mejor como una extensión del programa fisicalista para mostrar que todas las cosas no solo son naturales sino que se reducen a propiedades y relaciones físicas. Pero el negocio de hacerlo es un negocio complicado. Uno de esos intentos contemporáneos de dilucidar dicho marco es el Fisicalismo de Daniel Stoljar . En él, expone las afirmaciones de que el fisicalismo es una Weltanschauung y que está resumido en la afirmación:
(7) El fisicalismo es verdadero si y solo si toda propiedad ejemplificada es física o bien es necesaria por alguna propiedad física ejemplificada.
El resto del libro está dedicado en gran parte a lo que significa ser necesitado por una propiedad física.
Entonces, ¿es la química una ciencia que debe reducirse a la física? Si es así, ¿por qué? Claramente, pchem es una especie de intento de hacer eso. Pero, ¿pueden reducirse todas las "propiedades químicas" a propiedades puramente físicas? ¿Cómo se empieza a responder a esa pregunta? ¿Significa eso que la filosofía de la química se reduce a la filosofía de la física ?
¿Qué significa incluso reducir propiedades a propiedades? ¿Son las propiedades y las relaciones objetivas y reales como sostiene el realista científico , o ambas son meros artificios del lenguaje cuyo uso es meramente una herramienta del pragmatismo, como creen los instrumentistas ?
Considere la noción de nihilismo mereológico (SEP) . Simplificado, simplemente no hay cosas que existan más allá de las configuraciones de las partículas elementales. ¿Silla? No. Configuración de partículas con forma de silla. ¿Qué se hace con posiciones filosóficas tan radicales con respecto a las cuestiones ontológicas físicas? Si sólo hay partículas físicas en configuración, ¿no se ha reducido con éxito a la física todo el cuerpo de todas las teorías? Tal vez tal posición se vea mejor como una mera especulación metafísica dedicada a la eliminación de entidades lingüísticas y no físicas reales.
Uno de los principales expertos mundiales en causalidad matemática, Judea Pearl , en su libro Causality tiene un epílogo maravilloso que desarrolla cómo la causalidad ha avanzado desde las categorías intuitivas de Aristóteles hasta las nociones estadísticas modernas que ven la causalidad como un límite ascendente en la correlación . En la página 427:
Muchos descubrimientos científicos se han retrasado a lo largo de los siglos por la falta de un lenguaje matemático que pueda amplificar las ideas y permitir que los científicos comuniquen los resultados. Estoy convencido de que muchos descubrimientos se han retrasado en nuestro siglo por falta de un lenguaje matemático que pueda manejar la causalidad.
Considere la pchem de WP nuevamente:
Algunas de las relaciones que la química física se esfuerza por resolver incluyen los efectos de:
Fuerzas intermoleculares que actúan sobre las propiedades físicas de los materiales (plasticidad, resistencia a la tracción, tensión superficial en líquidos). Cinética de reacción sobre la velocidad de una reacción. La identidad de los iones y la conductividad eléctrica de los materiales. Ciencia de superficies y electroquímica de membranas celulares. 1La interacción de un cuerpo con otro en términos de cantidades de calor y trabajo se llama termodinámica. Transferencia de calor entre un sistema químico y su entorno durante el cambio de fase o reacción química que tiene lugar llamada termoquímica Estudio de las propiedades coligativas del número de especies presentes en solución. El número de fases, el número de componentes y el grado de libertad (o varianza) se pueden correlacionar entre sí con la ayuda de la regla de fase. Reacciones de celdas electroquímicas. Comportamiento de sistemas microscópicos mediante mecánica cuántica y sistemas macroscópicos mediante termodinámica estadística.
¿Todos los modelos causales en química finalmente se reducirán a ciertos modelos causales en física de forma deductiva? Parece un poco optimista esperar considerar que la física ni siquiera puede modelar predictivamente causalmente todos los procesos físicos. Considere el problema de n-cuerpos . Cuantos más objetos hay en el sistema, más complejo se vuelve el sistema . Y los sistemas estocásticos pueden, en el mejor de los casos, ser aproximados, nunca modelados con certeza deductiva. Tal vez, Charles S. Pierce tiene razón al decir que existe un indeterminismo inherente en el universo que la teoría nunca puede describir o explicar por completo. Y si la teoría física es esencialmente incompleta con respecto a la explicación, ¿qué dice eso de las teorías que sobrevienen ?sobre él o los conceptos que surgen de él?
Las teorías son estructuras lingüísticas y, en última instancia, se basan en la experiencia. E incluso cuando los construimos, hay algunos que piensan a la Quine que la teoría científica está subdeterminada , que es una teoría que ni siquiera puede decidirse como verdadera en absoluto. Entonces, ¿qué significa siquiera sugerir que una teoría se reduce completamente de otra? Nuevamente de la SEP sobre reducción científica:
Como hemos visto, la reducción ha sido concebida como una relación que se da principalmente entre teorías, propiedades, sustancias, conceptos o eventos. Ha sido descrita como una relación explicativa que puede cobrarse en términos de derivación, y podría vincularse a la dependencia mecanicista u ontológica, la superveniencia y la identidad. Se ha argumentado que la reducción teórica es anterior a la reducción ontológica; y se ha argumentado que la reducción ontológica es más fundamental que la reducción teórica. La reducción se ha expresado en marcos estructuralistas, empiristas y funcionalistas, y ha sido una de las nociones centrales de las teorías que defienden una u otra forma de unificación científica. La mayoría de los filósofos han abandonado este último punto de vista. Pero incluso si la perspectiva de un fuerte reduccionismo general, una forma de reduccionismo que equivalga tanto a la unidad científica como a la ontológica podría ser tenue, explorar la cuestión de qué se necesita para que una propiedad o teoría se reduzca a otra propiedad o teoría ayudará no solo a comprender en qué consiste la búsqueda de la unidad, una búsqueda que dominó gran parte de la filosofía de la ciencia en el siglo pasado; también ayudará a juzgar y comprender a sus rivales, como el fisicalismo no reduccionista, las versiones del dualismo o incluso el pluralismo de la selva tropical defendido recientemente (Wimsatt 1994). Si conocemos las condiciones impuestas por la relación de reducción sobre pares de teorías o propiedades, también sabremos lo que estas teorías antirreduccionistas están obligadas a negar. explorar la cuestión de qué se necesita para que una propiedad o teoría se reduzca a otra propiedad o teoría ayudará no solo a comprender en qué consiste la búsqueda de la unidad, búsqueda que dominó gran parte de la filosofía de la ciencia en el siglo pasado; también ayudará a juzgar y comprender a sus rivales, como el fisicalismo no reduccionista, las versiones del dualismo o incluso el pluralismo de la selva tropical defendido recientemente (Wimsatt 1994). Si conocemos las condiciones impuestas por la relación de reducción sobre pares de teorías o propiedades, también sabremos lo que estas teorías antirreduccionistas están obligadas a negar. explorar la cuestión de qué se necesita para que una propiedad o teoría se reduzca a otra propiedad o teoría ayudará no solo a comprender en qué consiste la búsqueda de la unidad, búsqueda que dominó gran parte de la filosofía de la ciencia en el siglo pasado; también ayudará a juzgar y comprender a sus rivales, como el fisicalismo no reduccionista, las versiones del dualismo o incluso el pluralismo de la selva tropical defendido recientemente (Wimsatt 1994). Si conocemos las condiciones impuestas por la relación de reducción sobre pares de teorías o propiedades, también sabremos lo que estas teorías antirreduccionistas están obligadas a negar. versiones del dualismo, o incluso el pluralismo de la selva tropical defendido recientemente (Wimsatt 1994). Si conocemos las condiciones impuestas por la relación de reducción sobre pares de teorías o propiedades, también sabremos lo que estas teorías antirreduccionistas están obligadas a negar. versiones del dualismo, o incluso el pluralismo de la selva tropical defendido recientemente (Wimsatt 1994). Si conocemos las condiciones impuestas por la relación de reducción sobre pares de teorías o propiedades, también sabremos lo que estas teorías antirreduccionistas están obligadas a negar.
Las teorías científicas no son legos. Por lo tanto, podría ser presuntivo pensar que la teoría química puede ensamblarse a partir de la teoría física de la misma manera en que un conjunto de legos comprende otro. Quizás la mejor respuesta a qué piezas faltan es simplemente responder que la metáfora extendida tiene fallas fatales; esperar que se resuelva una lista de problemas para garantizar la reducción total podría ser una forma incorrecta de pensar sobre la naturaleza de la reducción en sí. Cualquiera que sea el caso, la discusión filosófica de fundamentar la química en la física continúa particularmente a medida que pchem avanza, y mientras pchem tiene problemas, la reducción total (sea lo que sea) tiene problemas.
Buena pregunta.
La razón por la que no se puede derivar la química de la física es porque el modelo atómico es inadecuado. La física no puede explicar por qué existen los átomos. ¿Qué fuerzas unen un átomo, por ejemplo? No existe una explicación adecuada y estas fuerzas son responsables de lo que sucede en muchas de las interacciones de la química. ¿Qué color surgirá de una interacción entre dos sustancias químicas? No tienen modelo. Si tuvieran un modelo completo, tendríamos una Gran Teoría Unificada, y nosotros (ellos) no.
Estos resultados necesitan una explicación de la cromodinámica cuántica (QCD) y un modelo tan completo aún no existe dentro de la ortodoxia.
[Editado]
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