Bread or Stones: To what degree does modern physics take reality as its object? Now in English, Español, et Français!

Please find a translation of the present article into Spanish below the original, thanks to the kind efforts of Diego Milillo. And an anonymous soul has generously donated her time to offer a French translation, which has been included below as well.

Preface

That one should criticise something does not preclude that one should hold the same thing in high regard. Indeed, the contrapositive also holds: that for which one has no regard one will also find no occasion to critique. In fact, it is precisely the care for a thing that discloses that thing’s essence and ideal, and which may move one, therefore, to protest when it fails to live up to its potential. What of this potential remains unrealised casts a shadow in the light of the ideal, which, like all darkness, cries out of hunger for illumination. In this spirit, the present author was moved to compose the following brief critique of contemporary physical science from one aspect.

Introduction

Science has bestowed astonishing technological endowments on humanity over the last centuries, whose practical utility is scarcely to be contested. Indeed, the present study exists by grace of many of these same endowments. It could hardly be less native to the present writer’s initial inclinations, therefore, to challenge the ultimate value of this same science. “Do not bite the hand that feeds you,” is proverbial wisdom worth heeding. We are told, for example, that technological advancements in the field of industrial agriculture such as more efficient methods of fertilization, irrigation, and pest control, now allow greater crop production from smaller plots of land, and that such increases in efficiency are essential if we are to sustain the rising global human population. We are literally fed by such provisions of science. Before such a proposition as the above, however, several critical remarks are in order. Such remarks simply serve to complete a tendentious exaltation of industrial agriculture that is often set forth by interests other than purely scientific ones. After all, the same technologies that are serving to increase yield and efficiency are simultaneously rendering infertile the very Earth upon which such yields, in the final measure, depend. Objectively-minded scientists themselves can elucidate this connection through empirical studies.

As a philosopher, therefore, one does not intend to dwell on the relevant empirical conditions of our moment, but rather to draw attention to the spiritual ones that are, as a rule, overlooked. One is rightfully reproved for biting the hand by which one is fed. But “it is written, Man does not live by bread alone.” As Angelus Silesius further expounded the same notion in The Cherubinic Wanderer, “it is not the bread that feeds you, it is the spirit that feeds you through the bread.” Why does the present writer feel obliged to draw attention to this point? The reason is that the average man of today believes that science offers an authoritative understanding of his own nature, of the world, and of how he is to live in that world. It will at once be evident that the question implies an ethical dimension in its very essence. After all, to know how to live, one must first know the world in which one lives. That we turn to science to answer the second question implicates the former in any discussion of the first. It is the present writer’s considered conclusion that to regard the world-conception that contemporary science has to offer as anything more than a convenient abstraction is a mistake.

Contemporary science, as we have no intention of denying, has proven its astonishing utility in myriad practical applications. Fundamentally, however, this utility is exhausted in predicting and manipulating matter under certain specific conditions, as a rule toward the end of utilitarian advantage. Again, this is not to say that modern science is ineffective under those conditions—it would make little sense to contest an efficacy that is self-evident. Nor is the criticism above intended to preclude the possibility that science should evolve from its present condition such that it could provide a more realistic world-conception. Instead, one only wishes to dispute the degree to which the scientific world-conception of today captures reality, and the degree to which it offers a basis for life within and amongst the same. Below will be demonstrated the manner in which neither real time nor real force—phenomena intrinsic to the very fabric of the world as we know it—plays any part in the conceptions of contemporary physics. The words, indeed, are used, but only in reference to quantitative ghosts, with no connection to what they meant to signify. Both “time” and “force” are simply redefined to mean something other than is ordinarily understood by those words.

Time

In respect to modern physics’ treatment of time, or lack thereof, we can consider the foundational equation which states that distance (d) is equal to velocity (v) multiplied by time (t), or d = vt. Strictly speaking, it is incorrect to think of this as an equation, since it intends to establish a proportion and not an identity. This distinction is irrelevant in pure mathematics, of course, since such calculations concern only generic quantity and thus quality is of no moment. In any application of mathematics to the empirical world, however, qualitative differentials present themselves as constitutive of the scenario itself. Put another way, if the former were, by some manner, done away with, the scenario itself would follow as a consequence. In fact, in empirical application, quantity supervenes on quality since the former must refer to something whose magnitude it is to specify or modify, and its referent is the latter. Without quality, quantity has nothing to modify. In other words, pure mathematics concerns quantity alone, but physics must always acknowledge that quantity is predicated on, and predicated of, quality. That quality does not provide for calculation and expedient translation into elegant formulæ only demonstrates that the favourite method of physicists today (i.e. as captured in David Mermin’s infamous “shut up and calculate”) is inadequate to the task set by the scope and nature of their discipline.

Let us, however, return to the matter at hand and consider again the equation d = vt. Axiomatically, an equation only makes sense if the terms of the two sides are commensurable. For instance, we could never say “the distance is equal to 5 apples” because these two things are incommensurable. We could say “the distance is equal to the length of five apples,” but then we are not referring to apples anymore at all, but only to a quantification of their average diameters. A valid equation must have either distance on both sides, or apples on both sides. The solution to n = 5 times (an apple) is obviously 5 apples. We can do calculations with distance on both sides too. In light of the above, the important thing to note is that one of the terms of multiplication must have the same quality as the term on the other side of the equation, and the other term of multiplication must have the quality of quantity, which is to say pure number or magnitude. One cannot multiply apples by oranges, for instance.

We have to ask, then, what is to be understood by the equation distance = velocity multiplied by time. Between v and t, one must have the same quality as d, while the other must necessarily be a pure number (i.e. a quantity) and not contain a physical referent at all. Clearly, velocity must relate to distance. Specifically, while distance measures a change in position, velocity measures the rate of change of the same, which is to say, the first derivative of position in respect to duration. If velocity, therefore, is congenial to distance by their shared ancestor of spatial position, one is left to conclude that the term under the rubric of “time” refers to no reality in itself, but rather represents only a pure number. The “time” of physicists, quod erat demonstrandum, is not time as we ordinarily conceive of and experience it. Instead, the “time” of the physicists can only represent a magnitude without quality of its own. Therefore, we know a priori that no conception of the universe based on the above equation will treat real time except insofar as it can be rendered in purely spatial, which is to say, not temporal, terms. The time that physicists designate in their calculations bears but the faintest resemblance to the time in which they perform the said calculations. The former, represents, as it were, the shadow that real time casts on the canvas of quantitative space. It should hardly be a surprise, then, that physicists arrive at a perplexity in understanding time. The reason for this perplexity is of course that they are treating something that is not it, and in fact, is not any thing, but only a magnitude.

Force

One can undertake a similar analysis with respect to the well known equation to relate force, mass, and acceleration. The latter represents a clear extension of the equation above (i.e. d = vt) in that velocity is the first derivative of position in respect to duration, while acceleration is the second derivative of the same. The reader will likely recall that force (f) is proportional to mass times acceleration, or f = ma. Given the concerns expressed earlier as to the actual referent of the time variable in such equations, it will be clear from the above discussion that the force equation suffers from the same shortcoming. If velocity, the first derivative of position, is without a true temporal referent, it would be superstitious to suppose that a connection to true time were miraculously established in the second derivative (i.e. acceleration). Still, it was observed in our treatment of the first equation that “velocity” can be measured, and only that it is a mistake to suppose that, in the context of physics, it refers to our concrete experience of the same. The reason, of course, is that the perception of true time is concomitant with any concrete perception of change or motion. Many aspects of any such event are abstracted away in order for the same to be represented in terms familiar to physics, and true time is one of these aspects.

Taking up again the equation f = ma: given that one cannot multiply one quality by another quality, either mass or acceleration must be a ghost. Put another way, one of them must not refer to anything in the real world, and must instead represent a pure number. The other must represent, of course, an observable quantity or else the calculation would be a pure exercise in mathematics with no empirical referent. As a result, what physicists call “force” is either of the quality of mass or of acceleration. Acceleration is measurable as the derivative of velocity, though again, with the caveat that this velocity is to be conceived as a special manner of abstraction from concrete movement in that the latter has been utterly spatialized and bereft of its temporal aspect, which would be immanent in any concrete instance of the same. One might wonder why force is not assumed to be of the nature of mass rather than acceleration, making the latter a pure number and establishing a concrete referent for the former. A thorough investigation of the nature of mass far exceeds the modest scope of this study, for it would of necessity include a diachronic account of how the meaning of that term has transformed over the millennia since Thales declared that “all is water…and the world is full of gods.” Suffice it to note that today, physicists define the mass of a body as its resistance to acceleration when encountering a given force. Obviously, if we are inquiring after a concrete referent for one of the three variables of the equation in question, if one of them receives its definition in terms of the other two, then it fails to provide a starting point without begging the very question that is at issue. Force, therefore, must be of the nature of acceleration. This is to say that the “force” of physics is a purely spatial quantity; as a metric, the second derivative of position. Put another way, physics offers a purely kinematic, and not a dynamic, account of the world. One is compelled to conclude, therefore, that no more does real force enter into the consideration of physics than does real time. Instead, time as a variable refers to purely a numerical object, while force, velocity, and acceleration are mathematical derivatives of purely positional metrics taken in respect to a spatialized representation of time.

Discussion

Despite that we have attempted to present our reasoning for the conclusions above, the latter may nevertheless provoke a degree of scepticism. The reader may find especially dubious the proposition that mass should lack a concrete referent. After all, physics is largely the study of matter in its changes and transformations. Indeed, the above captures Aristotle’s definition of physics, in paraphrase, from the 4th century B.C.* We will disregard the fact that the definition of “matter” has undergone such substantial metamorphoses since Aristotle’s time that only an equivocation of the term could lead one to suppose that modern physics concerns the same object as traditional physics. Perhaps, however, the claim that neither time nor mass enter the world-conception of contemporary physics explains such conundrums of today as the apparent reversibility of time that seems inexorably to follow from the equations—the “stubbornly persistent illusion,” to which Einstein referred—as well as the notorious declaration of “Ignorabimus” by Du Bois-Reymond before the Berlin Academy of Sciences in respect to the fundamental nature of matter: “We do not know and we will never know,” he definitively pronounced in 1880. Both assertions follow from the impossibility of deriving a reality out of an abstraction from that same reality. Just as one can create the shadow of an apple from an actual one, but not the converse, and just as one derive a geometric cube from a grain of rock salt but cannot induce a grain of salt from a geometric cube, so it is natural that a world-conception that was arrived at through a process of abstracting away everything but purely positional metrics and their derivatives in respect to a model of time that has been translated into these same positional metrics will fail to produce any evidence for the reality of those phenomena that were first excluded from it. Because both time and force are intrinsic aspects of our experience—which we perceive intuitively in respect to ourselves, and by sympathetic extrapolation of the same in respect to other beings, and not through ratiocination or inference—it must be conceded that the world-picture of contemporary physics simply fails to provide a comprehensive account of reality. This is not to say that physics is wrong, but simply to affirm that its function is to provide a schematic model for a handful of reality’s measurable parameters. The role of physics is not to offer insight into the truth of things. When the proper role of physics is recognised, then human beings will no longer seek to comprehend reality where that comprehension cannot be found.

Russian icon (mid 14th century), Novgorod.

*Cf. Aristotle, Metaphysics: The concern of the physicist is with things that contain within themselves a principle of movement and rest.


En español, gracias a Diego Milillo.

Prefacio

La alta estima que se tenga sobre algo, no descarta que se lo critique. Contrariamente, cierto es que lo desestimado no hallará oportunidad de ser criticado. De hecho, es precisamente la atención sobre una cosa quien devela la esencia y el ideal de la misma, y la que puede llevarnos a una protesta cuando su potencial se ve relegado. Lo que de éste no alcanza una realización, arroja una sombra sobre la luz del ideal y que, como toda oscuridad, clama hambrienta por luz. Tal es el espíritu que llevó a quien escribe a componer la siguiente crítica acerca de la ciencia física contemporánea.

Introducción

Durante los últimos siglos, la ciencia ha dotado tecnológicamente a la humanidad de un modo impresionante, cuya utilidad práctica difícil sea rebatible. Ciertamente, este mismo estudio debe su existencia a muchos de estos aportes. Por lo tanto, nada sería más ajeno a la naturaleza de las inclinaciones iniciales del autor que desafiar el valor intrínseco de esta ciencia. “Que no le muerdes al mano que te proveche” es sabiduría que hay que escuchar. Por ejemplo, se nos dice que los avances tecnológicos en el campo de la agricultura industrial, como una mayor eficacia en los métodos de fertilización, irrigación y el control de pestes, permiten ahora una mayor cosecha productiva en parcelas menores de tierra, y que estos incrementos de la eficacia son esenciales frente al sostenimiento de una población humana global en aumento. Se nos nutre literalmente de lo que la ciencia nos aprovisiona. Sin embargo, numerosos puntos de critica se suscitan ante proposiciones como la que acaba de mencionarse. Dichas observaciones sirven simplemente al propósito de completar una valuación económica tendenciosa de la agricultura industrial, que a menudo se apoya en intereses que nada tienen que ver con los puramente científicos. Después de todo, las mismas tecnologías que sirven al incremento del rendimiento y a la eficacia, vuelven simultáneamente infértil a la misma tierra de la que—en última instancia—dependen estos rendimientos. Científicos que dispongan de una mente objetiva podrán elucidar esta conexión por medio de estudios empíricos.

Luego, como filósofo, uno no pretenderá reposar sobre estos hechos empíricos, sino que más bien pondrá atención sobre aquellos espirituales que, por regla, suelen desestimarse. Con derecho se reprende a quien muerde la mano del que da de comer. Mas “está escrito, el Hombre no vive sólo de pan”. Como continúa exponiendo Angelus Silesius en su Viajero querúbeo, “no es el pan lo que te alimenta, sino el espíritu en él”. ¿Por qué el autor se ve obligado aquí a llamar la atención sobre este punto? La razón se debe a que el ser humano promedio de hoy en día, cree que la ciencia le ofrece una comprensión autoritaria de su propia naturaleza, del mundo, y de cómo ha de vivir en ese mundo. Se volverá instantáneamente evidente que la esencia misma de la cuestión implica una dimensión ética. Puesto que para saber cómo ha de vivirse, primero debe conocerse el mundo en el que se vive. Remitirnos a la ciencia con el fin de responder a la segunda cuestión, la implica en cualquier discusión sobre la primera. La conclusión que para el autor ha de entrar en consideración es que, con respecto a la cosmovisión que la ciencia ofrece como mera abstracción conveniente, se trata de una equivocación.

Sin ánimos de negación, la ciencia contemporánea ha probado su impresionante utilidad en miríadas de aplicaciones prácticas. Sin embargo, dicha utilidad se agota fundamentalmente en la predicción y la manipulación material bajo ciertas condiciones específicas (usualmente con el propósito de ganar algun lucro económico o tecnológico). Cabe reiterar que no se la considerará inefectiva bajo tales condiciones -carecería de sentido refutar una eficacia que se evidencia a sí misma. Tampoco es excluir la posibilidad de que la ciencia se evolucione de su condición actual. Sobre todo, lo que se desea es solamente disputar el grado en el que la cosmovisión científica actual captura a la realidad, y el grado en que ésta ofrece una base para vivir dentro de la misma. A continuación, se demostrará la manera en que ni tiempo ni fuerza reales—fenómenos que son intrínsecos a la construcción del mundo—juegan un rol en las concepciones de los físicos contemporáneos. Se da ciertamente un uso a estas palabras, pero solamente referidas a fantasmas cuantitativos, desconectadas de lo que presuponen significar. Tanto ‘tiempo’ como ‘fuerza’ son simplemente redefinidos para que signifiquen algo diferente a lo que ordinariamente se entiende bajo estos vocablos.

Tiempo

Con respecto al tratamiento del tiempo por parte de la física moderna, podemos considerar como ecuación fundamental a la distancia (d) siendo equivalente a la velocidad (v) multiplicada por el tiempo (t), es decir d = vt. Estrictamente visto, es incorrecto dar esta ecuación por cierta, puesto que pretende establecer una proporción y no una identidad. Por supuesto que esta distinción es irrelevante desde lo puramente matemático, dado que estos cálculos se refieren a cantidades genéricas solamente y se desestima lo cualitativo. Por otro lado, diferenciales cualitativos aparecen como constituyentes del escenario en sí tras cualquier aplicación matemática por sobre el mundo empírico. De otro modo, si éstos fuesen eliminados por algún motivo, el escenario pasaría a ser una consecuencia. De hecho, en la aplicación empírica, la cantidad interviene en la cualidad desde el momento en que la primera ha de referirse a algo cuya magnitud será especificada o modificada, y su referencia es aquella segunda. Sin una cualidad, la cantidad no tiene nada que modificar. En otros términos, la matemática pura se preocupa tan sólo de la cantidad, pero la física habrá de reconocer siempre que la cantidad predica a la cualidad. Que la cualidad no provea de un cálculo ni de una traducción expeditiva en elegantes fórmulas, demuestra solamente que el método favorito de los físicos modernos (como propuesto infamemente por David Mermin: ‘cállate y calcula’) resulta inadecuado para la tarea propuesta por el objetivo y la naturaleza de sus discípulos.

Pero volvamos al asunto que nos importa y consideremos nuevamente la ecuación d = vt. Axiomáticamente, una ecuación cobra sentido solamente cuando los términos de sus dos partes son conmensurables. Por ejemplo, nunca diremos que “la distancia equivale a cinco manzanas”. Podríamos decir que “la distancia equivale a la extensión de cinco manzanas”, pero ya no estaríamos refiriéndonos a las manzanas sino solamente a la cuantificación de su diámetro promedio. Una ecuación válida debe contar bien con una distancia en ambas partes o bien con manzanas. La solución para n = 5 veces (una manzana) es obviamente cinco manzanas. Pueden realizarse cálculos con distancias en ambos lados también. A la luz de lo expresado, lo que debe importar aquí es que uno de los términos de la multiplicación debe tener la misma cualidad que el término de la otra parte de la ecuación, y el otro término de la multiplicación debe tener la cualidad de la cantidad, es decir el puro número o magnitud. No pueden multiplicarse manzanas por naranjas, por ejemplo.

Luego debemos preguntarnos qué debe entenderse de la ecuación distancia = velocidad multiplicada por tiempo. Entre v y t debe contarse con la misma cualidad de d, mientras que el otro debe ser necesariamente un número puro (es decir una cantidad) sin que contenga un referente físico en absoluto. Claramente, la velocidad deberá estar relacionada con la distancia. Específicamente, mientras que la distancia mide un cambio en la posición, la velocidad mide el grado del cambio de la misma, es decir la primer derivativa posicional con respecto a la duración. Por ende, si la velocidad es congenial con la distancia debido a que ambas comparten una posición espacial que las precede, resta entonces concluir que el término bajo la rúbrica de ‘tiempo’ no se refiere a una realidad en sí, sino que más bien representa un número puro. El ‘tiempo’ de los físicos, quod erat demonstrandum, no es el tiempo que concebimos y experimentamos ordinariamente. En su lugar, el ‘tiempo’ de los físicos no representa más que una magnitud que carece de cualidad de por sí. Por lo tanto, sabemos a priori que ninguna cosmovisión basada en la ecuación citada estará refiriéndose al tiempo real, excepto en la medida en que se le considere puramente espacial, es decir en términos no temporales. El tiempo que los físicos designan en sus cálculos, no expresa más que una muy lejana semejanza con el tiempo que ellos mismos invirtieron al realizar los cálculos mencionados. Estos representan, de un modo u otro, a la sombra que arroja el tiempo real sobre el canvas del espacio cuantitativo.

No debería resultar luego sorpresivo que los físicos se muestren perplejos frente a la comprensión del tiempo. La razón de tal perplejidad se debe por supuesto a que están tratando con algo que no es y, de hecho, no se trata de una cosa sino de una magnitud solamente.

Fuerza

Puede llevarse a cabo un análisis similar con respecto a la bien conocida ecuación que relaciona fuerza, masa y aceleración. Esta representa una clara extensión de la primera (d = vt) en la cual la velocidad es la primera derivativa de la posición con respecto a la duración, mientras que la aceleración es la segunda derivativa. El lector podrá recordar fácilmente que la fuerza (f) es proporcional a la masa por la aceleración, o f = ma. De las inquietudes expresadas anteriormente, así como del verdadero referente de la variable temporal en tales ecuaciones, la discusión previa pondrá en claro que la ecuación de la fuerza sufre de las mismas falencias. Si la velocidad, como primer derivativa de la posición, carece de un referente temporal verdadero, sería una superstición suponer que una conexión con el tiempo real se estableciera milagrosamente en la segunda derivativa (aceleración). Pese a ello, en nuestro estudio sobre la primera ecuación pudo observarse que la ‘velocidad’ puede ser medida, y que sólo sería erróneo suponer que—en el contexto de la física—se esté refiriendo a una experiencia concreta de la misma. Por supuesto que la razón se debe a que la percepción del tiempo real es concomitante a cualquier percepción concreta del cambio de movimiento. Muchos aspectos de este tipo de acontecimiento son substraídos, con el fin de que éste quede representado bajo términos familiares a la física, y el tiempo real es uno de ellos.

Retomando nuevamente la ecuación f = ma, dado que no es posible multiplicar una cualidad por otra, sea la masa o la aceleración es un fantasma. Dicho de otro modo, uno de ellos no se está refiriendo a nada que forme parte del mundo real, y en su lugar deberá ser representado por un número puro. Por supuesto que el otro debe representar una cantidad observable, o el cálculo sería un mero ejercicio matemático sin referente empírico. Como resultado, lo que los físicos denominan ‘fuerza’ debe ser de la cualidad de la masa o de la aceleración. Una vez más, la aceleración se deja medir como derivativa de la velocidad, siempre y cuando se considere que esta velocidad debe concebirse como una forma especial de abstracción del movimiento concreto, tras haber sido espaciado directamente y privado de su aspecto temporal, el cual sería inmanente durante cualquier instancia del mismo. Debería asombrarnos por qué no se asume que la fuerza comparte la naturaleza de la masa y no tanto la de la aceleración, volviendo a la última en puro número y estableciendo un referente concreto para la primera. Una investigación a fondo acerca de la naturaleza de la masa, excede demasiado el modesto objetivo de este estudio, ya que sería necesario incluir una cuenta diacrónica de cómo el sentido de este término fue transformándose con el correr de milenios, desde que Tales declarase que “todo es agua…y el mundo está lleno de dioses.” Baste con notar que hoy, los físicos definen a la masa de un cuerpo como la resistencia a la aceleración según el encuentro con una fuerza dada. Obviamente, si buscamos un referente concreto para una de las tres variables de la ecuación en cuestión, si una de ellas recibe su definición en términos de las otras dos, entonces no se está proveyendo de un punto de partida sin desmerecer la premisa que está en juego. Luego, la fuerza ha de ser de la naturaleza de la aceleración. Esto quiere decir que la ‘fuerza’ de la física es puramente una cantidad espacial; como medida, es la segunda derivativa de la posición. Dicho de otro modo, la física ofrece exclusivamente una cosmovisión cinemática y no una dinámica. De aquí que uno se vea obligado a concluir que ni fuerza ni tiempo reales entran en consideración para la física. En su lugar, el tiempo como variable se refiere al puro objeto numérico, mientras que fuerza, velocidad y aceleración son derivativas matemáticas de puras métricas posicionales, tomadas en base a la representación espacializada del tiempo.

Discusión

Pese al intento de presentar nuestro razonamiento sobre las conclusiones que preceden, bien puede que éstas provoquen un grado de escepticismo. Quizás el lector encuentre especialmente dudosa la propuesta de que la masa carezca de un referente concreto. Después de todo, la física es ampliamente el estudio de la materia y sus cambios y transformaciones. Ciertamente, lo parafraseado arriba enmarca la definición de la física por Aristóteles en el siglo IV AC*. Dejaremos de lado el hecho de que la definición de ‘materia’ haya sufrido considerables transformaciones desde la época de Aristóteles, y que sólo una malinterpretación del término nos lleve a suponer que la física moderna se ocupa del mismo objeto que la física tradicional. Pero quizás el reclamo acerca de que ni el tiempo ni la masa formen parte de la cosmovisión de la física contemporánea, explique los acertijos de hoy en día, como la aparente reversibilidad del tiempo que resulta inexorablemente de las ecuaciones—la ‘necia ilusión persistente’ referida por Einstein—al igual que la notoria declaración del “Ignorabimus” de Du Bois-Reymond frente a la Academia de Ciencias de Berlín, con respecto a la naturaleza fundamental de la materia: “No sabemos ni sabremos nunca”, pronunció definitivamente en 1880. Ambas aserciones resultan de la imposibilidad de acceder a una realidad en base a una abstracción de la realidad en cuestión. Al igual que uno puede generar la sombra de una manzana desde la manzana misma pero no así a la inversa, y al igual que se obtiene un cubo geométrico de un grano de sal de roca, pero no puede inducirse un grano de sal desde un cubo geométrico, también es natural que una cosmovisión a la que se llegó gracias a la substracción de todo, excepto por las puras métricas posicionales y sus derivativas con respecto a un modelo del tiempo que ha sido traducido a esas mismas métricas posicionales, fracasará en producir cualquier evidencia de la realidad de aquellos fenómenos que fueron primeramente excluídos de ella. Debido a que tanto tiempo como fuerza son aspectos intrínsecos a nuestra experiencia—los cuales percibimos intuitivamente con respecto a nosotros mismos, y por medio de una extrapolación simpatética de éstos con respecto a otros seres, no así por racionalización ni inferencia—debe concederse que la cosmovisión de la física contemporánea fracasa en la provisión de un reporte comprehensivo de la realidad. Esto no significa que la ciencia esté equivocada, sino que simplemente se afirma que su función consiste en proveer un modelo esquemático para un puñado de parámetros medibles de la realidad. El rol de la física no es ofrecer una visión sobre la verdad de las cosas. Una vez reconocida de tal forma, los seres humanos no buscarán luego comprender la realidad donde esa comprensión no puede ser hallada.

*Aristóteles; Metafísica: la ocupación del físico trata de las cosas que contienen al principio de movimiento y quietud en ellas mismas.

 


En français, grâce aux efforts généreux d’un traducteur anonyme.

Du pain ou des pierres : Dans quelle mesure la physique moderne prend-elle la réalité pour son objet ?

Préface

Que l’on critique quelque chose n’exclut pas que l’on en ait une haute estime. D’ailleurs, le contraire est également valable : on ne trouvera pas l’occasion de critiquer une chose pour laquelle on ne porte aucune considération. En fait, c’est précisément l’intérêt apporté à une chose qui en dévoile l’essence et l’idéal, et qui peut ainsi pousser à protester lorsqu’elle échoue dans la réalisation de son potentiel. Ce qui de ce potentiel reste inexploité jette une ombre dans la lumière de l’idéal tout comme l’obscurité hurle sa faim de lumière. C’est dans cet esprit que notre auteur a été amené à composer la brève critique suivante de la science physique contemporaine d’un certain point de vue.

 

Introduction

Au cours des derniers siècles, la science a doté l’humanité de moyens technologiques impressionnants, dont l’utilité pratique est difficilement contestable. La présente critique n’existe d’ailleurs que grâce à plusieurs de ces mêmes contributions. Rien ne serait donc moins naturel aux intentions initiales de notre auteur que de remettre en question la valeur ultime de cette même science. « Ne mordez pas la main qui vous nourrit » est un sage proverbe qui mérite d’être entendu. On nous dit, par exemple, que les progrès technologiques dans le domaine de l’agriculture industrielle, comme l’efficacité accrue des méthodes de fertilisation, d’irrigation et de lutte antiparasitaire, permettent maintenant d’accroître la productivité des cultures sur des parcelles de terre plus petites, et que ces gains d’efficience sont essentiels pour soutenir la croissance de la population mondiale. Nous sommes littéralement nourris par ce que produit la science. Toutefois, avant de faire une telle proposition, plusieurs remarques critiques s’imposent. De telles observations ne servent qu’à compléter une exaltation tendancieuse de l’agriculture industrielle qui est souvent mise en avant par des intérêts autres que purement scientifiques. Après tout, ce sont ces mêmes technologies servant à accroître le rendement et l’efficacité qui rendent, dans un même temps et en fin de compte, la terre même dont ces rendements dépendent, infertile. Les scientifiques animés d’un esprit objectif établiront eux-mêmes ce lien au moyen d’études empiriques.

En tant que philosophe, on n’a par conséquent aucun intérêt à s’attarder sur ces conditions empiriques pertinentes, mais plutôt d’attirer l’attention sur les conditions spirituelles qui sont, en général, négligées. On se fait reprocher à juste titre de mordre la main qui nous nourrit. Mais « il est écrit que l’homme ne vivra pas seulement de pain. » Tout comme Angelus Silesius exposait plus tard cette même pensée dans Le Pèlerin Chérubinique, « ce n’est pas le pain qui vous nourrit, c’est l’esprit qui vous nourrit à travers ce pain. » Pourquoi notre auteur se sent-il obligé d’attirer l’attention sur ce point ? La raison en est que l’homme ordinaire d’aujourd’hui croit que la science lui offre une compréhension autoritaire de la nature humaine, du monde et de la façon dont l’homme doit vivre dans ce monde. Il apparaîtra d’emblée que cette pensée implique une dimension éthique dans son essence même. Après tout, pour savoir comment vivre, il faut d’abord connaître le monde dans lequel on vit. Se référer à la science pour répondre au deuxième point impliquerait cette même science dans toute discussion sur le premier point. La conclusion réfléchie de notre auteur est la suivante : considérer la conception du monde offerte par la science contemporaine comme quelque chose de plus qu’une abstraction pratique est une erreur.

La science contemporaine, nous ne le nions pas, a prouvé son étonnante utilité dans une myriade d’applications pratiques. Cependant, cette utilité est principalement exploitée pour anticiper et travailler la matière sous certaines conditions spécifiques, au service d’avantages utilitaristes. Encore une fois, ceci n’est pas pour dire que la science moderne est inefficace dans ces conditions – cela n’aurait guère de sens de contester une efficacité manifeste. La critique présentée n’a pas non plus pour but d’exclure la possibilité que la science soit amenée à évoluer de son état actuel afin de fournir une conception plus réaliste du monde. Non, au lieu de cela, on souhaite seulement contester d’une part la mesure dans laquelle la conception actuelle du monde d’un point de vue scientifique appréhende la réalité, et d’autre part la mesure dans laquelle elle offrirait un socle pour vivre dans cette même réalité. On démontrera dans la suite que ni le temps réel, ni la force réelle – des phénomènes intrinsèques au monde tel que nous le connaissons – ne jouent un rôle dans les concepts de la physique contemporaine. Ces mots sont certes utilisés, mais seulement en référence à des quantités fantômes, sans rapport avec ce qu’ils sont censés signifier. Aussi bien le « temps » que la « force » sont simplement redéfinis pour signifier autre chose que ce que l’on entend habituellement par ces mots.

 

Le temps

En ce qui concerne le traitement du temps, ou de l’absence de temps, dans la physique moderne, on peut considérer l’équation fondamentale selon laquelle la distance (d) est égale à la vitesse (v) multipliée par le temps (t), soit d = vt. Strictement parlant, il n’est pas correct de considérer cela comme une équation, puisqu’il s’agit d’établir une proportion et non une égalité. Cette distinction n’est pas pertinente en mathématiques pures, bien sûr, puisque de tels calculs ne concernent que des « quantités » génériques sans notion de « qualité ». Dans toute application des mathématiques au monde empirique, cependant, les unités qualitatives se présentent comme constituants du scénario lui-même. En d’autres termes, si les premières étaient, d’une manière ou d’une autre, éliminées, le scénario le serait également en conséquence. En fait, dans les applications empiriques, la quantité se superpose à la qualité puisque la première doit se référer à quelque chose dont la grandeur est à spécifier ou à modifier, et son référent est la seconde. Sans qualité, la quantité n’a rien à modifier. En d’autres termes, les mathématiques pures ne concernent que des quantités, mais la physique doit toujours reconnaître que la quantité est fondée sur une qualité et qu’elle en dépend. Que cette qualité ne suffise pas pour le calcul et pour la traduction pratique en formules élégantes ne fait que démontrer que la méthode préférée des physiciens d’aujourd’hui (telle que décrite dans le fameux « shut up and calculate » (tais-toi et calcule) de David Mermin) est inadaptée aux tâches définies par la nature et le champ de leur discipline.

Revenons cependant à la question qui nous occupe et examinons à nouveau l’équation d = vt. Axiomatiquement, une équation n’a de sens que si les termes des deux parties sont commensurables. Par exemple, on ne pourrait jamais dire « la distance est égale à 5 pommes » parce que ces deux choses sont incomparables. On pourrait dire « la distance équivaut à la longueur de cinq pommes », mais alors on ne parlerait plus du tout de pommes, mais uniquement d’une quantification de leur diamètre moyen. Une équation valide doit avoir soit une distance de chaque côté, soit des pommes de chaque côté. La solution à n = 5 fois (une pomme) est manifestement 5 pommes. Nous pouvons aussi faire des calculs avec une distance de chaque côté. Compte tenu de ce qui précède, il est important de noter que l’un des termes de multiplication doit avoir la même qualité que le terme de l’autre partie de l’équation, et l’autre terme de la multiplication doit avoir la qualité de quantité, c’est-à-dire un nombre pur, un facteur. On ne peut, par exemple, pas multiplier des pommes avec des oranges.

Il nous faut donc nous demander ce qu’il faut entendre par l’équation distance = vitesse multipliée par le temps. Entre v et t, l’un doit avoir la même qualité que d, tandis que l’autre doit nécessairement être un nombre pur (c’est-à-dire une quantité) et ne contenir aucune référence physique du tout. Il est clair que la vitesse doit être liée à la distance. Plus précisément, alors que la distance mesure un changement de position, la vitesse mesure son taux de changement, c’est-à-dire la première dérivée de la position par rapport au temps. Si la vitesse est ainsi liée à la distance par leur ascendant commun, c’est-à-dire la position spatiale, on peut en conclure que le terme sous la notion de « temps » ne renvoie à aucune réalité en soi, mais qu’il représente simplement un nombre pur. Le « temps » des physiciens, CQFD, n’est pas le temps tel que nous le concevons et le percevons d’ordinaire. Au lieu de cela, le « temps » des physiciens ne représente qu’une grandeur sans qualité propre. On sait donc a priori qu’aucune conception de l’univers basée sur l’équation ci-dessus ne traitera le temps réel à moins qu’il ne soit rendu en termes purement spatiaux, c’est-à-dire, non temporels ! Le temps que les physiciens désignent dans leurs calculs ne possède qu’une lointaine similitude avec le temps qu’ils ont eux-mêmes investis pour effectuer lesdits calculs. Le premier représente en quelque sorte l’ombre que le temps réel projette sur la toile de l’espace quantitatif. Il n’est donc pas surprenant que les physiciens finissent sur un doute quant à la compréhension du temps. La raison de cette perplexité est bien sûr qu’ils traitent quelque chose qui n’est pas ce qu’il est réellement, qui n’est en fait rien d’autre qu’un facteur.

 

La force

On peut entreprendre une analyse similaire en ce qui concerne l’équation bien connue qui relie la force, la masse et l’accélération. Cette dernière représente une prolongation claire de l’équation précédente (c’est-à-dire d = vt) en ce sens que la vitesse est la première dérivée de la position par rapport au temps, tandis que l’accélération en est la deuxième dérivée. Le lecteur se souviendra probablement que la force (f) est proportionnelle à la masse multipliée par l’accélération, soit f = ma. Compte tenu des réserves exprimées précédemment au sujet du référent réel de la variable temps dans ces équations, il ressort clairement de la discussion ci-dessus que l’équation de la force présente la même imperfection. Si la vitesse, la dérivée première de la position, n’a pas de véritable référent temporel, il serait superstitieux de supposer que la dérivée seconde (c-à-d. l’accélération) ait miraculeusement un rapport avec le temps réel. Soit, il a été observé dans notre examen de la première équation que la « vitesse » peut être mesurée, mais ce serait une erreur d’en conclure que, dans le contexte de la physique, elle renvoie à notre expérience concrète de la notion de temps. La raison, bien sûr, est que la perception du temps réel est concomitante à toute perception concrète d’un changement, d’un mouvement. De nombreux aspects de tels événements sont extrapolés afin d’être représentés en termes familiers dans la physique, et le temps réel est un de ces aspects.

Reprenons l’équation f = ma : étant donné qu’on ne peut pas multiplier une qualité par une autre qualité, on en tirera que soit la masse, soit l’accélération est une grandeur « fantôme ». En d’autres termes, l’une d’elles ne peut se référer à rien dans le monde réel, et ne peut par conséquent que représenter un nombre pur. L’autre doit bien sûr représenter une quantité observable, sinon le calcul serait un exercice mathématique pur et sans référent empirique. En conséquence, ce que les physiciens appellent « force » possède soit la qualité de la masse, soit celle de l’accélération. L’accélération est certes mesurable en tant que dérivée de la vitesse, mais encore une fois, à condition que cette vitesse soit conçue comme une abstraction particulière du mouvement réel où ce dernier a été entièrement spatialisé et dépourvu de son aspect temporel ! Un aspect temporel qui est pourtant immanent à toute instance concrète de la notion de mouvement réel ! On pourrait se demander pourquoi la force n’est pas supposée être de même nature que la masse plutôt que l’accélération, faisant de l’accélération un nombre pur et établissant un référent concret à la masse. Une étude approfondie de la nature de la masse dépasse de loin la portée modeste de cette étude, car elle comprendrait nécessairement un récit diachronique sur la façon dont le sens de ce terme s’est transformé au cours des millénaires à commencer par la déclaration de Thales « l’eau est tout…. et le monde est plein de dieux ». Il suffira de noter qu’aujourd’hui, les physiciens définissent la masse d’un corps comme sa résistance à l’accélération lorsqu’il rencontre une force donnée. Évidemment, si nous recherchons un référent concret pour l’une des trois variables de l’équation en question, si l’une d’elles reçoit sa définition par rapport aux deux autres, cela empêcherait de trouver un point de départ sans considérer la question posée initialement. La force doit donc être de la nature de l’accélération. C’est-à-dire que la « force » en physique est une quantité purement spatiale, une mesure, la seconde dérivée de la position. En d’autres termes, la physique offre une vision purement cinématique, et non dynamique, du monde. On est donc contraint de conclure que la force réelle n’entre pas plus dans la considération de la physique que le temps réel. Au lieu de cela, le temps en tant que variable se réfère à un objet purement numérique, tandis que la force, la vitesse et l’accélération sont des dérivées mathématiques de mesures purement positionnelles se rapportant à une représentation spatiale du temps.

 

Discussion

Bien que nous ayons présenté le raisonnement qui conduit aux conclusions ci-dessus, ces dernières peuvent néanmoins susciter un certain scepticisme. Le lecteur pourrait trouver particulièrement douteuse la stipulation selon laquelle la masse n’a pas de référent concret. Après tout, la physique est en grande partie l’étude de la matière dans ses changements et transformations. Et, en effet, ce qui précède paraphrase la définition de la physique d’Aristote du IVe siècle av. J.-C.* Laissons de côté le fait que la définition de la « matière » a subi des métamorphoses considérables depuis l’époque d’Aristote et qu’il ne resterait plus que l’ambiguïté du terme « physique » pour laisser croire que physique moderne et physique classique concernent le même objet. Pourtant, l’affirmation que ni le temps ni la masse n’entrent dans la conception du monde dans la physique contemporaine expliquerait peut-être les énigmes d’aujourd’hui comme l’apparente réversibilité du temps qui semble inexorablement découler de ses équations – l’ « illusion obstinément persistante », à laquelle Einstein faisait référence – ainsi que la célèbre déclaration de « Ignorabimus » de Du Bois-Reymond à l’Académie des sciences de Berlin concernant le caractère fondamental de la matière : « Nous ne savons pas et ne saurons jamais », qu’il prononça catégoriquement en 1880. Ces deux affirmations découlent de l’impossibilité de tirer une réalité d’une abstraction de cette même réalité. Tout comme on peut créer l’ombre d’une pomme à partir d’une pomme réelle, mais pas l’inverse, et tout comme on peut dériver un cube géométrique à partir d’un grain de sel mais on ne peut déduire un grain de sel à partir d’un cube géométrique, il est naturel qu’une conception du monde qui est le résultat d’un processus qui ne considère que des mesures purement positionnelles et leurs dérivées par rapport à un modèle du temps traduit par ces mêmes mesures, ne réussira à fournir aucune preuve pour la réalité des phénomènes qui en étaient exclus au départ. Parce que le temps et la force sont des aspects intrinsèques de notre expérience – que nous percevons intuitivement par rapport à nous-mêmes et par extrapolation affine par rapport aux autres êtres, et non par ratiocination ou par inférence – il faut admettre que l’image du monde de la physique contemporaine ne parvient tout simplement pas à fournir une représentation exhaustive de la réalité. Il ne s’agit pas de dire que la physique a tort, mais simplement d’affirmer que sa fonction est de fournir un modèle schématique pour une poignée de paramètres mesurables de la réalité. Le rôle de la physique n’est pas d’offrir un aperçu de la vérité des choses. Lorsque le rôle propre de la physique sera reconnu, l’homme ne cherchera plus à comprendre la réalité là où cette compréhension ne peut être trouvée.

 

*Cf. Aristote, Métaphysique : Le physicien se préoccupe des choses qui portent en elles-mêmes le principe de leur mouvement ou de leur repos.

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