Descartes Centre Colloquium met Anastasiia Lazutkina en Philip Goyal

Grondslagen van de natuurkunde: van kwantummechanica tot kosmologie

De Universiteit Utrecht heeft een lange en rijke traditie op het gebied van geschiedenis, filosofie en de grondslagen van de natuurkunde. De lokale onderzoekers op dit gebied zijn allemaal lid van het universiteitsbrede Descartes Centre for the History and Philosophy of the Sciences and the Humanities. We zijn bijzonder verheugd om Descartes-fellows Anastasiia Lazutkina en Philip Goyal in onze gemeenschap te mogen verwelkomen!

Een deel van de blijvende aantrekkingskracht van de grondslagen van de natuurkunde is dat het een duizelingwekkend, bijna magisch, schaalbereik bestrijkt, van de kleinste deeltjes tot de hele kosmos. De twee lezingen van vandaag gaan over onze theorieën op deze gebieden, met name over hoe sterrenstelsels fungeren als bewijs in de kosmologie, en over hoe we bestaande methodologieën met betrekking tot de interpretatie van de kwantumtheorie kunnen verbeteren.

Anastasiia Lazutkina, Bewijs in de kosmologie: hoe en waarom sterrenstelsels complexer werden

In de wetenschapsfilosofie is het een algemeen aanvaarde opvatting dat wat als bewijs voor een theorie geldt, afhangt van de theorie zelf. De vraag hoe een theorie haar bewijsbasis selecteert, is echter nog grotendeels ononderzocht. In deze lezing vul ik deze leemte door een casestudy in de kosmologie te analyseren: de veranderende rol van sterrenstelsels als bewijs voor kosmologische modellen, met name die waarbij donkere materie een rol speelt, vanaf de jaren zeventig tot nu. Hoewel sterrenstelsels centraal stonden bij het toetsen en opstellen van kosmologische modellen, hebben ze in de loop van de tijd hun status als doorslaggevend bewijs verloren. Deze verschuiving roept vragen op: waarom en hoe is dit gebeurd? Welke criteria bepalen of sterrenstelsels gelden als bewijs voor bepaalde verschijnselen en onze theorieën daarover?

Ik traceer de rol van sterrenstelsels en laat zien hoe galactische verschijnselen in de jaren zeventig en tachtig gegevens opleverden voor het opstellen van kosmologische scenario's voor structuurvorming. Sindsdien is er opmerkelijke vooruitgang geboekt in de precisie, diepte en reikwijdte van sterrenstelselwaarnemingen, maar het huidige standaard kosmologische model, Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), heeft moeite om hiermee rekening te houden.

Ondanks deze uitdagingen beschouwt de kosmologische gemeenschap de afwijkingen in sterrenstelsels over het algemeen niet als bewijs tegen het ΛCDM-model (De Baerdemaeker & Boyd 2020). In plaats daarvan worden sterrenstelsels als „te complex“ beschouwd om het model op een eenduidige manier te kunnen toetsen. Deze houding duidt op een verschuiving: sterrenstelsels, die ooit cruciaal waren, worden nu vaak afgedaan als onbetrouwbare bronnen van bewijs. Mijn vraag luidt: hoe zijn sterrenstelsels „te complex“ geworden? Wat is er veranderd in de epistemische praktijken van de kosmologie om deze verschuiving te verklaren?

Om deze vragen te beantwoorden, maak ik gebruik van het raamwerk van Curiel (2025, in voorbereiding), dat is gebaseerd op het idee van epistemische controle: een begrip van hoe een theorie aansluit bij empirische gegevens, inclusief het toepassingsgebied ervan en de voorwaarden waaronder het formalisme ervan als fysisch betekenisvol kan worden beschouwd. Ik stel dat het verlies van epistemische controle op galactische schaal, als gevolg van de complexe, multischaal-aard van de baryonische fysica, sterrenstelsels epistemisch onbetrouwbaar heeft gemaakt binnen het ΛCDM-raamwerk.

Philip Goyal, De interpretatie van de kwantumtheorie systematiseren: een operationele reconstructieve benadering

Al een eeuw lang vormt de kwantumtheorie een fundamentele uitdaging voor het filosofisch denken. Op het eerste gezicht verwerpt zij veel van de kernkenmerken van de mechanistische opvatting van de fysische werkelijkheid. De uitdaging om een nauwkeurig en samenhangend alternatief voor die opvatting te ontwikkelen, is echter nog niet aangegaan.

In deze lezing betoog ik dat een belangrijke belemmering voor het project van de kwantuminterpretatie ligt in de bestaande interpretatieve methodologieën, die gebreken vertonen in de systematische benadering van hun beoordelingen over welke aspecten van de theorie relevant zijn voor de interpretatie.  In het bijzonder betoog ik dat de huidige interpretaties (i) de neiging hebben het informele deel van de theorie te marginaliseren ten gunste van het formele deel; (ii) een ongepaste nadruk leggen op de natuurlijke-taalcomponent van het formalisme ten opzichte van de gedetailleerde wiskundige structuur ervan; en (iii) weinig bescherming bieden tegen impliciete projectie van reeds bestaande metafysische aannames.

Hier beschrijf ik een operationele, reconstructieve interpretatieve methodologie, die gebruikmaakt van de recente resultaten van het kwantumreconstructieprogramma. Ik stel dat deze methodologie een krachtig middel biedt om bijna alle feiten te identificeren die interpretatief relevant zouden kunnen zijn en bescherming biedt tegen de projectie van impliciete metafysica. Bovendien stel ik dat het kwantumreconstructieprogramma een krachtige manier biedt om nieuwe fysische principes te ontdekken, en een systematische route biedt om een rijk, samenhangend beeld van de kwantumrealiteit op te bouwen.

Meer informatie over de sprekers is te vinden in het Engelstalige bericht over dit evenement.