A Física dos Princípios e a Epistemologia Científica: os casos de Mach, Hertz e Poincaré
The physics of principles and the scientific epistemology: the cases of Mach, Hertz and Poincaré

Grupo de Investigação | Research Group:

Filosofia das Ciências da Natureza | Philosophy of Natural Sciences

Investigador principal | Principal investigator:

Isabel Serra

Referência do projecto | Project reference:

PTDC/FIL-FCI/116939/2010

Financiamento atribuído | Funding:

50.000,00 Euros

Estado | Status:

Concluído | Concluded

Objectivos

O século XIX foi, na Europa e na América do Norte, uma época de grande produção científica artística e literária. Nos finais do século a comunidade científica, que tinha passado por uma profissionalização e uma especialização sem precedentes, sentia uma necessidade crescente de comunicar novas ideias e novos resultados. Na viragem para o século XX foram organizados numerosos congressos em arte e ciência, matemática e física, alguns deles associados a exposições universais (Paris 1900, St. Louis, 1904), que permitiram uma intensa troca de ideias.

Muitas das novas ideias em física e em matemática nascidas no século XIX tiveram grande impacto na física e na filosofia do século XX. A evolução da matemática e da física no século XIX tornou possível a existência de diferentes posições epistemológicas nos cientistas-filósofos que, apesar de grandes diferenças, continham também muitas semelhanças. Os princípios clássicos da mecânica, tal como o princípio da relatividade, viram o seu campo de aplicação generalizado a toda a física. Os conceitos então desenvolvidos, tais como os de campo e de partículas, o atomismo, a gravitação, a energia e a entropia ou a interpretação probabilística do calor, tornaram-se temas de debate e de controvérsia em física e em filosofia, e também nos domínios de fronteira dessas áreas.

Mach, Hertz, e Poincaré, entre outros cientistas-filósofos, analisaram o pensamento científico, conceberam novas ideias e construíram diferentes perspectivas epistemológicas e diferentes filosofias da ciência: positivismo, pragmatismo, convencionalismo, instrumentalismo, etc. Mach e Hertz, que tinham uma posição de destaque na filosofia da física do seu tempo, contribuíram significativamente para as novas concepções nascidas na época. Poincaré era essencialmente matemático até 1886, o ano em que foi nomeado para a cátedra de física matemática na Sorbonne e a partir do qual analisou e comparou as diferentes teorias da electrodinâmica. Poincaré diagnosticou uma grave crise na ciência e propôs novas e originais concepções filosóficas para justificar a sua visão crítica sobre a física da época. O pensamento de Mach, de Hertz e de Poincaré é ainda hoje debatido, não apenas na perspectiva histórica, mas também no contexto da filosofia.

Num Projecto anterior ("Poincaré, Philosopher of Science: PTDC/FIL/64748/2006) foram discutidas algumas questões acerca da filosofia das ciências de Poincaré (Serra and de Paz, 2010), como por exemplo o convencionalismo aplicado à física. Esse Projecto terminará em Julho de 2011 e, uma das actividades finais foi um Colóquio (Janeiro, 2011 - "Colloquium Poincaré, Philosopher of Science: Problems and Perspectives") financiado pelo FACC-FCT (Refª 440.02/ Proc. 10/1/1358), com a participação de alguns dos mais destacados especialistas de Poincaré (Gerhard Heinzmann, Michel Paty, Scott Walter, entre outros) e também de vários membros do actual Projecto (I. Serra, A. Passos Videira, M. de Paz, J. Principe). Os contactos científicos realizados durante este colóquio, assim como o trabalho desenvolvido no Projecto que lhe deu origem, levaram os seus investigadores a submeter um novo projecto onde se possa estudar alguns dos aspectos já trabalhados mas também novas questões que permitam tornar mais clara a filosofia da ciência na viragem do século XIX para o XX.

Poincaré, Hertz e Mach, e também outros cientistas, construíram as suas concepções num clima internacional de diálogo e de debates, realizados, por exemplo, nas já mencionadas conferências. Apesar de existirem diversos estudos acerca dos autores em causa (Lützen, 2005; Heinzmann, 2009) não se realizaram trabalhos específicos sobre aspectos parciais do seu pensamento, tal como a física dos princípios. Por outro lado, também não foi estabelecida uma visão de conjunto sobre as relações entre as três filosofias. Por exemplo, Lützen, 2006 é um estudo comparative de Hertz e Poincaré, mas que trata a filosofia da ciência em geral, e não determinados pontos específicos.

Neste Projecto pretendemos fazer um estudo comparativo de pontos específicos das concepções dos três cientistas, de forma a contribuir para uma maior compreensão do pensamento filosófico e científico dos finais do século XIX, e para a sua integração no contexto filosófico actual. O estudo da física dos princípios pode também trazer esclarecimentos acerca do desenvolvimento da filosofia da física no século XX. Pensamos que a comparação das diferentes ideias e abordagens dos três autores pode contribuir para esclarecer alguns aspectos do pensamento filosófico passado e presente. Para conseguir esse objectivo propomos: 1) Estudar o pensamento de Mach e Poincaré relativo às teorias da física; 2) Comparar a física dos princípios de Mach, Hertz e Poincaré; 3) Relacionar a convenção em Poincaré e a imagem em Hertz 4) Analisar a Influência de Kant nos três autores; 5) Traduzir alguns textos fundamentais dos três autores sobre a física dos princípios.

Aims

In Europe and North America, the nineteenth century was a time of enormous production in literature, art, science and philosophy. By the end of the 19th century, the scientific community, increasingly professionalized and specialized, had a strong impulse towards communication the new ideas and new results. At the turn of the 20th Century, a series of international congresses on art and science, mathematics and physics, were organized, sometimes associated to a universal exposition (Paris 1900, St. Louis, 1904). A great exchange of ideas was then established.

Much of those new ideas in physics and mathematics had great impact on twentieth-century physics and philosophy. Different but similar epistemological attitude of the scientists-philosophers had been made possible by the evolution of mathematics and physics in the nineteenth century. The classical principles of mechanics such as the principle of relativity extended their field of application to the whole physical science. Physical concepts then developed, as field and particles, atomic view of matter, gravitation, energy and entropy or probabilistic interpretation of heat, become subjects of debates and controversies in physics and philosophy, as well as in their frontiers.

The scientists-philosophers Mach, Hertz, and Poincaré, among others, did fundamental analysis of the scientific thinking and scientific practice, conceived new ideas and built different epistemological perspectives and philosophies of science: positivism, pragmatism, conventionalism, instrumentalism, etc. Mach and Hertz, who were leading physicist-philosophers in his time, made important contributions to the new scientific vision born in that scientific environment. Poincaré, who was mainly a mathematician until 1886, when he was elected to the chair of mathematical physics at the Sorbonne, examined and criticized electrodynamics' theories. He diagnosed a serious crisis in physics and he proposed original philosophical conceptions to justify his vision regarding physics. His views, as those of Mach and Hertz, are still debated, not only in a historical perspective, but also in the context of philosophy.

In a previous project ("Poincaré, Philosopher of Science: PTDC/FIL/64748/2006) we have discussed some issues concerning Poincaré's philosophy of science (Serra and de Paz, 2010) for example his conventionalism applied to physics. That Project will finish in July 2011 and as one of his final activities, it was organized a final Colloquium ("Colloquium Poincaré, Philosopher of Science: Problems and Perspectives") financed by the FACC-FCT (Refª 440.02/ Proc. 10/1/1358) with the participation of some of the world's leading scholars and experts on Poincaré's work (Gerhard Heinzmann, Michel Paty, Scott Walter, among others) and also the participation of some of the members of this new project (I. Serra, A. Passos Videira, M. de Paz, J. Principe) on January 2011. The scientific interaction during this colloquium as well as previous results of the Poincaré's project, and previous work of the researchers led to the agreement of submitting a new project dealing with some topics previously worked and with some important new topics in order to clarify the philosophy of science at the turn of the century.

Poincaré, Hertz and Mach, as well as other scientists, reflected and built their philosophies of science in an international environment of dialogue and debate, carried on, for example, in the mentioned conferences. Despite several individual studies in these authors (Lützen, 2005; Heinzmann, 2009), there is no a general overview on the relations among the three nor specific studies relating partial aspects of their thought such as the physics of principles. For example, Lützen, 2006 is a comparative study on Hertz and Poincaré, but he focuses mainly in general philosophy of science than in specific points of their philosophies.

In this Project we intend to do a comparative study concerning specific scientific points of their ideas, in order to contribute to a better understanding of the scientific and philosophical vision of the late nineteenth century and to integrate it into the current philosophical context. As a result a deep study in the physics of principles will shed also some new light in the development of 20th Century philosophy of physics. We expect that the comparison of the different ideas and approaches of the three scientists-philosophers could enlighten several aspects of philosophical thinking at their time and at the present.

In order to achieve that objective we propose: 1) to study Mach and Poincaré's thinking on the theories of physics; 2) To compare the physics of principles of Mach, Hertz and Poincaré; 3) To relate Poincaré's convention and Hertz's image; 4) to analyze the Kantian influence in these authors; 5) to translate into Portuguese some basics texts of the three authors on the physics of principles.

Avaliação final

Recomendação do Coordenador do Painel de Avaliação Final - Filosofia:

A - Relatório Final APROVADO

Os objectivos científicos previstos foram plenamente atingidos. Os resultados evidenciam grande qualidade científica, nomeadamente ao nível das publicações em revistas internacionais com referee. O projecto contribuiu para a formação de jovens investigadores e para a projecção internacional da equipa envolvida.

This project took 3 years to develop, involved a team of 10 researchers and the participation of 4 institutions. It was assigned a budget of 50.000,00 euros. The project was conducted and coordinated in a very efficient and successful way by its prime investigator. The outputs of the project have largely exceeded those initially planned. The publications include 6 books, 34 papers in international journals and 9 papers in national journals. The translation of Poincaré’s Sur les principes de la mécanique could not be finished in time, but the publication of the volume Poincaré, Philosopher of Science (Spinger, 2014) should be praised. One PhD dissertation on Poincaré was sucessfully written and 4 conferences were organized in the framework of this project. Unfortunately, the final report fails to summarize the main theoretical contributions of all the study that was carried out (it just vaguely states that a ‘better understanding’ and a ‘clearer interpretation’ of the issues resulted).

Membros do Painel de Avaliação Final - Filosofia:
(Coord.) Sofia Gabriela Assis Morais Miguens Travis (Faculdade de Letras - Universidade do Porto).
António Pedro Sangreman Proença de Marcelino Mesquita (Centro de Filosofia da Universidade de Lisboa).
Ricardo Jorge Rodrigues dos Santos (Universidade de Lisboa - Faculdade de Letras - Departamento de Filosofia).
Vítor Manuel Ferreira Ribeiro de Moura (Universidade do Minho).