科学哲学における構造説（こうぞうせつ、）（科学的構造説Alisa Bokulich, Peter Bokulich (eds.), Scientific Structuralism, Springer, 2011, p. xi.あるいは構造的理論概念とも呼ばれる）Wolfgang Balzer, C. Ulises Moulines (ed.), Structuralist Theory of Science: Focal Issues, New Results, Walter de Gruyter, 1996, p. 226.は、実在のすべての側面は、それ自体における具体的存在者の観点からよりも、存在者とその関係の経験的・科学的構成物の観点から最もよく理解される、と主張する。

概要 構造主義は科学哲学における活発な研究プログラムであり、1960年代後半から1970年代をつうじて複数の分析哲学者によって最初に発展させられた。

構造主義の一例として、物質の概念は、それ自体における自然の絶対的性質としてではなく、むしろ科学的に基礎づけられた数学的関係が、物質の概念が他の性質とどのように相互作用するかを——それが質量が生み出す重力場のような広い意味であれ、あるいは物質が身体の感覚システムと相互作用して重さのような感覚を生み出す仕方というより経験的な意味であれ——いかに記述するかとして解釈されるべきである。

構造説の狙いは、経験的理論のすべての重要な側面を一つの形式的枠組みのうちに包含することである。このメタ理論的理論の提唱者は、フレデリック・サッピ、パトリック・サップス、Alisa Bokulich, Peter Bokulich (eds.), Scientific Structuralism, Springer, p. 140 n. 52.、、、、ヴォルフガング・バルツァー、、エリー・ジョルジュ・ザハル、パブロ・ロレンツァーノ、、、ティアン・ユー・カオ、、である。

構造説的議論によって動機づけられた科学的実在論の変種を指す「構造実在論」（）という用語は、アメリカの哲学者によって1968年に造られたMaxwell, G. (1968), "Scientific Methodology and the Causal Theory of Perception", in: Imre Lakatos and Alan Musgrave (eds.), Problems in the Philosophy of Science, Amsterdam: North-Holland Publishing Company.。1998年、イギリスの構造実在論の哲学者は、構造実在論の認識論的形態と存在論的形態を区別したLadyman, J., 1998. "What is structural realism?" Studies in History and Philosophy of Science, 29: 409–424.。

諸変種 認識論的構造実在論 （科学的）構造説の哲学的概念は、認識論的構造実在論（、ESR）の概念と関連している。ESR は、もともとアンリ・ポアンカレ（1902年）Henri Poincaré, Science and Hypothesis. New York: Dover, 1952 .ポアンカレの構造説は、算術の本性についての新カント主義的見解と結びついていた。、バートランド・ラッセル（1927年）Bertrand Russell (1927). The Analysis of Matter, London: George Allen & Unwin.、ルドルフ・カルナップ（1928年）Rudolf Carnap (1928). The Logical Structure of the World, Berkeley: University of California Press.によって独立に保持された立場であり、（1989年）によって復活させられた。彼は理論変化をつうじて構造の保持があると提案する。たとえばウォーラルは、フレネルの方程式が光が構造をもつことを含意し、フレネルのものに取って代わったマクスウェルの方程式もそうであり、両者とも光を振動として特徴づける、と論じた。フレネルは振動が「エーテル」と呼ばれる機械的媒質のうちにあると措定し、マクスウェルは振動が電場と磁場のものであると措定した。両方の場合における構造は振動であり、それはマクスウェルの理論がフレネルのものに取って代わったときに保持されたJ. Worrall (1989). "Structural realism: The best of both worlds?" Dialectica, 43: p. 119.。構造が保持されるので、構造実在論は （a） 悲観的メタ帰納法を回避し、かつ （b） 科学の成功を奇跡のように見せない、すなわち「奇跡論法」（）を提示するこの用語はヒラリー・パトナムによる(Putnam, H., 1975. Mathematics, Matter and Method, Cambridge: Cambridge University Press, p. 73 を参照)。。

ニューマン問題 いわゆる「ニューマン問題」（、ニューマンの反論とも）とは、マックス・ニューマンが1928年に発表したラッセルの『物質の分析』（1927年）についての批評を指すM. H. A. Newman, 1928. "Mr. Russell's causal theory of perception," Mind, 37: 137–148.。ニューマンは、外的世界の抽象的構造のみを知りうるという ESR の主張は科学的知識を些末化する、と論じた。彼の議論の基礎は、「適切な数のものがありさえすれば、ものの任意の集まりは構造 W をもつように組織化できる」という認識にある。ここで W は任意の構造であるRoman Frigg and Ioannis Votsis (2011), "Everything you always wanted to know about structural realism but were afraid to ask," European Journal for Philosophy of Science 1(2):227–276, esp. p. 250.。

ニューマン問題への応答 ジョン・ウォーラル（2000年）は、物理理論のラムゼイ文による再構成によって補強された ESR のバージョンを擁護するWorrall, J. (2000), "Miracles and Models: Saving Structural Realism?", paper given to the Annual Meeting of the British Society for the Philosophy of Science, Sheffield, 2000.（ラムゼイ文は、観察不可能な理論的項を含む命題を、観察可能な項で置き換えることによって明晰にすることを狙いとする）。ジョン・ウォーラルとエリー・ジョルジュ・ザハル（2001年）は、ニューマンの反論は観察的項と理論的項のあいだの区別がなされない場合にのみ適用される、と主張するWorrall, J. and Zahar, E. (2001), "Ramseyfication and Structural Realism", Appendix IV in E. Zahar, Poincare's Philosophy: From Conventionalism to Phenomenology, Chicago and La Salle (IL): Open Court.。

ラムゼイ流の認識論的構造実在論は、もとのラッセル流の認識論的構造実在論とは異なり、それと両立しないVotsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories: An Investigation of the Structural Realist Account, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, p. 122.（両者の違いは、ラムゼイ流 ESR がラムゼイ文に認識的コミットメントをするのに対し、ラッセル流 ESR が抽象的構造、すなわち世界の観察的構造の（二階の）同型類に対して認識的コミットメントをし、（一階の）物理的構造それ自体に対してではない、という点にある）Votsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, pp. 43 and 122.。イオアニス・ヴォツィス（2004年）は、ラッセル流 ESR もまたニューマンの反論に影響されない、と主張する。すなわち、ニューマンは「ある特定の抽象的構造をもつ関係が存在する」という些末な主張を ESR に誤って帰したが、ESR は唯一の観察的関係と因果的に結びついた唯一の物理的関係が存在し、両者が同型である、という些末でない主張をするのであるVotsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, p. 129.。

さらなる批判 伝統的な科学的実在論者であり構造実在論の著名な批判者であるスタティス・プシロス（1999年）は、「構造実在論は、知られうるものと科学理論が明らかにできるものに対する認識論的制約を発するものとして最もよく理解される」と論評するStathis Psillos, Scientific Realism: How Science Tracks Truth, Routledge, 1999, p. 142.。彼は ESR が多くの克服しがたい反論に直面すると考えるVotsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, pp. 68–9.。これらにはとりわけ、ESR の唯一の認識的コミットメントは解釈されていない方程式であり、それ自体では予測を生み出すのに十分ではないことStathis Psillos, Scientific Realism: How Science Tracks Truth, Routledge, 1999, p. 141.、および ESR が訴える「構造対本性」の区別が維持できないことStathis Psillos, Scientific Realism: How Science Tracks Truth, Routledge, 1999, p. 148.が含まれる。

ヴォツィス（2004年）は、構造実在論者は「解釈された方程式を支持するが、項を観察に結びつける解釈とそうしない解釈とを区別しようと試みる」のでありVotsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, pp. 73–4.、「本性」とは単に存在者の非同型的に特定可能な部分を意味するというラッセル的見解に訴えることができる、と応じるVotsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, p. 104.。

プシロスはまたデイヴィッド・ルイスの記述的因果説を擁護しStathis Psillos, Scientific Realism: How Science Tracks Truth, Routledge, 1999, p. 279.（これによれば、理論変化の後に放棄された理論的項は「結局のところ」成功裏に指示しているとみなされる）、それが理論的項が放棄される概念的移行における指示の連続性を適切に扱うことができStathis Psillos, Scientific Realism: How Science Tracks Truth, Routledge, 1999, p. 271.、それゆえ ESR を冗長にする、と主張する。

ヴォツィス（2004年）は、科学的実在論者は理論の近似的真理を指示の成功に結びつける必要はない、と応じるVotsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, p. 148.。とくに、構造実在論は当初いかなる特定の指示の理論も指令しなかったVotsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, p. 219.。しかしヴォツィス（2012年）は、「科学的項は個別の対象に、すなわち項ごとの仕方で指示することができるが、この指示を固定するには、これらの対象が例化する関係を考慮に入れることが必要である」とする「指示の構造説」（）を提案した（この見解では、構造的記述が指示決定子として機能する）Ioannis Votsis, "A Structuralist Theory of Reference", Invited talk presented at the Reference and Scientific Realism Symposium, Wuhan University, August 17, 2012.。

存在論的構造実在論 ESR が実在の構造のみが知りうると主張するのに対し、存在論的構造実在論（、OSR）はさらに進んで構造がすべてであると主張する。この見解では、実在は観察される構造の根底にある「本性」をもたない。むしろ、実在は根本的に構造的であるが、OSR の変種は構造のどの側面が原始的であるかについて正確には意見を異にする。OSR は現代物理学、とくに固有の性質をもつ同定可能な対象という直観的観念を掘り崩す場の量子論によって強く動機づけられている。一部の初期の量子物理学者はこの見解を保持しており、ヘルマン・ワイル（1931年）Hermann Weyl, 1950 . The Theory of Groups and Quantum Mechanics (translated by H. P. Robertson). New York: Dover.、エルンスト・カッシーラー（1936年）Ernst Cassirer, 1956 . Determinism and Indeterminism in Modern Physics, New Haven: Yale University Press.、アーサー・エディントン（1939年）Arthur Eddington (1939), The Philosophy of Physical Science, Cambridge University Press.を含む。近年、OSR は「現代物理学にとって最も流行の存在論的枠組み」と呼ばれてきたKuhlmann, Meinard, "Quantum Field Theory", The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Summer 2015 Edition), Edward N. Zalta (ed.).。

マックス・テグマークはこの概念を数学的宇宙仮説によってさらに推し進める。これは、もしわれわれの宇宙が一つの特定の構造にすぎないならば、それは他のいかなる構造よりも実在的ではない、と提案するBerthold, Oswald. "Computational Universes." Berlin: Humboldt Universitat zu Berlin, Institut fur Informatik (2009), p. 15.。

構造の定義

数理論理学において、数学的構造は標準的な概念である。数学的構造とは、抽象的存在者の集合であり、それらのあいだに関係をもつものである。算術のもとでの自然数は、「で割り切れる」や「より大きい」のような関係をもつ構造を構成する。ここで「より大きい」という関係は要素 （3, 4） を含むが、要素 （4, 3） は含まない。ユークリッド幾何学のもとでの空間の点と実数はもう一つの構造であり、「点 P1 と点 P2 のあいだの距離は実数 R1 である」のような関係をもつ。同等に、「距離」関係は要素 （P1, P2, R1） を含む。他の構造には一般相対性理論のリーマン空間や量子力学のヒルベルト空間がある。数学的構造のうちの存在者は、関係への参与の外にいかなる独立した存在ももたない。構造の二つの記述は、すべての関係を保存する記述間の対応があるならば、同等であり、同じ根底にある構造を記述しているとみなされるEsfeld, Michael. "Ontic structural realism and the interpretation of quantum mechanics." European Journal for Philosophy of Science 3.1 (2013): 19–32.。

構造実在論の多くの提唱者は、形式的にあるいは非形式的に抽象的対象に「性質」を帰属させる。一部の論者は、そうした性質は、おそらく関係の形式論のうちに「無理やり押し込む」ことはできるとしても、むしろ関係とは区別されるものとみなされるべきだ、と論じる。

提案された構造 場の量子論（QFT）において、「最も基本的な既知の構造」についての伝統的な提案は、粒子のフォック空間に実在性を帰属させるような「粒子解釈」と、量子波動関数を根底にある実在と同一とみなすような「場の解釈」とに分かれる。さまざまな量子力学の解釈は一つの複雑性を提供し、もう一つの、おそらくより小さな複雑性は、場も粒子も標準的 QFT においては完全には局所化されないことである。第三の、あまり明白でない複雑性は、「ユニタリ的に同等でない表現」が QFT に蔓延していることである。たとえば、時空の同じ領域が、慣性観測者によっては真空によって表現されうるが、ウンルー放射を知覚する加速する観測者によっては熱浴として表現されうる。これは、真空構造と熱浴構造のどちらが実在の構造であるか、あるいはこれら二つの同等でない構造が別々に実在であるか、という難しい問いを提起する。曲がった時空の複雑性を必要としないもう一つの例は、強磁性において対称性の破れの分析が同等でないヒルベルト空間をもたらすことである。より広くは、QFT の無限の自由度は一般の場合に同等でない表現をもたらす。

一般相対性理論においては、研究者はしばしば時空構造に、時には計量をつうじて、「基本構造」の身分を与える。

関連項目 構成的経験主義——競合するが関連する見解Votsis, I. (2004), The Epistemological Status of Scientific Theories, University of London, London School of Economics, PhD Thesis, p. 196. 理論の意味論的見解——構造説としばしば結びつけられる見解 ——構造実在論の特定の形態

注

出典

参考文献 W. Balzer, C. U. Moulines, J. D. Sneed, An Architectonic for Science: the Structuralist Approach. Reidel, Dordrecht, 1987. C. M. Dawe, "The Structure of Genetics," PhD dissertation, University of London, 1982. Humphreys, P., ed. (1994). Patrick Suppes: Scientific Philosopher, Vol. 2, Synthese Library (Springer-Verlag). J. D. Sneed, The Logical Structure of Mathematical Physics. Reidel, Dordrecht, 1971 (revised edition 1979). Wolfgang Stegmüller, Probleme und Resultate der Wissenschafttheorie und Analytischen Philosophie: Die Entwicklung des neuen Strukturalismus seit 1973, 1986. Frederick Suppe, ed., The Structure of Scientific Theories. Urbana: University of Illinois Press, 1977. John Worrall, "Structural Realism: the Best of Both Worlds" in: D. Papineau (ed.), The Philosophy of Science (Oxford, 1996). T. Perrone, "Models, Theory Dislodgment, and Epistemic Non Asymptotic Enrichment", Idee, 7/2014, 211–230.

外部リンク Stanford Encyclopedia of Philosophy: "Structuralism in Physics" Ioannis Votsis – Structural Realism Bibliography