Causality and Reality in the debate on quantum mechanics in the 1930s. A possible reconstruction.

Journal title RIVISTA DI STORIA DELLA FILOSOFIA
Author/s Renato Pettoello
Publishing Year 2014 Issue 2014/1
Language Italian Pages 44 P. 83-126 File size 637 KB
DOI 10.3280/SF2014-001004
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As with any scientific revolution, quantum mechanics entailed a profound revision of our fundamental epistemological concepts and also of our worldview as a whole. This was the case for the concepts of causality and reality. Around these concepts, there arose in the third decade of the last century a heated debate in which almost all the scientists and philosophers of the time took part and which in a certain sense is still going on today. The Author provides a reconstruction of the various different positions, from the "conservative" attempt to defend determinism to the most radical stochastic positions, and singles out in Ernst Cassirer’s solution the most convincing approach.

Keywords: Causality, reality, determinism, indeterminism, probability, quantum mechanics, hidden variables or parameters, epistemology

  1. - Bergmann 1929: Hugo Bergmann, Der Kampf um das Kausalgesetz in der jüngsten Physik, Vieweg, Braunschweig 1929.
  2. - Bohm 1957: David Bohm, Causality and Chance in Modern Physics, Foreword by Louis de Broglie, Routledge & Kegan, London 1957.
  3. - Bohr 1929: Niels Bohr, Wirkungsquantum und Naturbeschreibung, in «Naturwissenschaften » XVII (1929), 26, pp. 483-486; Id., I quanti e la vita, a cura di Paolo Gulmanelli, Boringhieri, Torino 1969, pp. 3-10.
  4. - Bohr 1930: Id., Die Atomtheorie und die Prinzipien der Naturbeschreibung, in «Naturwissenschaften » XVIII (1930), 4, pp. 73-78; Id., I quanti e la vita, a cura di Paolo Gulmanelli, Boringhieri, Torino 1969, pp. 11-24.
  5. - Bohr 1935: Id., Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality be Considered Complete?, in «Physical Review» (1935), vol. XLVIII, p. 696-702.
  6. - Born 1926: Max Born, Quantenmechanik der Stoßvorgänge, in «Zeitschrift für Physik » XXXVIII (1926), 11, pp. 803-827.
  7. - Born 1949: Id., Natural Philosophy of Cause and Chance, Clarendon, Oxford 1949; M. Born, Filosofia naturale della causalità e del caso, tr. it. di V. Geymonat, Boringhieri, Torino 1962.
  8. - Bridgman 1958: Percy Williams Bridgman, Determinism in Modern Science (1958), in Determinism and Freedom in the Age of Modern Science, ed. by S. Hook, Collier-Macmillan, London 1961.
  9. - Broglie 1927: Louis de Broglie, La mécanique ondulatoire et la structure atomique de la matière et du rayonnement, in «Le Journal de Physique et de Radium» VIII (1927), 5, pp. 225-241.
  10. - Broglie 1929: Id., Déterminisme et causalité dans la physique contemporaine, in «Revue de Métaphysique et de Morale» XXXVI (1929), 4, pp. 433-443.
  11. - Broglie 1932: Id., La représentation simultanée dans la nouvelle physique, in «Revue de Métaphysique et de Morale» XXIX (1932), 2, pp. 141-151.
  12. - Broglie 1952: Id., La physique quantique restera-t-elle indéterministe?, in «Revue d’histoire des sciences et de leurs applications» V (1952) 4, pp. 289-311; Id., Nuove prospettive in Microfisica, a cura di Filippo Selvaggi, Fabbri, Milano 1969, pp. 85-104.
  13. - Cassirer 1910: Ernst Cassirer, Gesammelte Werke, Bd. 6: Sunbstanzbegriff und Funktionsbegriff (1910), hrsg von Reinold Schmücker, Meiner, Hamburg 2000; Id., Sostanza e funzione, tr. it. di Eraldo Arnaud, introduzione di Massimo Ferrari, La Nuova Italia, Firenze 1999.
  14. - Cassirer 1929: Id., Gesammelte Werke, Bd. 13: Philosophie der symbolischen Formen. Dritter Teil: Phänomenologie der Erkenntnis (1929), hrsg. von Birgit Recki und Julia Clemens, Meiner, Hamburg 2002; Id., Filosofia delle forme simboliche, vol. III. 2: Fenomenologia della conoscenza, tr. it. di Eraldo Arnaud, La Nuova Italia, Firenze 1970.
  15. - Cassirer 1937: Id., Gesammelte Werke, Bd. 19: Determinismus und Indeterminismus in der modernen Physik (1937), hrsg. von Birgit Recki und Claus Rosenkranz, Meiner, Hamburg 2004; Id., Determinismo e indeterminismo nella fisica moderna, tr. it. Di Gian Antonio De Toni, Presentazione di Giulio Preti, La Nuova Italia, Firenze 1982.
  16. - Eddington 1935: Arthur S. Eddington, New Pathways in Science, Macmillan-Cambridge University Press, New York-Cambridge 1935.
  17. - Einstein-Besso 1972: Albert Einstein-Michele Besso, Correspondance 1903-1955, traduction, notes et introduction de Pierre Speziali, Hermann, Paris 1972; Albert Einstein, Opere scelte, a cura di Enrico Bellone, Bollati Boringhieri, Torino 1988 - Einstein-Born 1969: Albert Einstein-Hedwig und Max Born, Briefwechsel 1916-1955, kommentiert von Max Born. Geleitwort von Bertrand Russell, Vorwort von Werner Heisenberg, Nymphenburger, München 1969; Eid., Scienza e vita: lettere 1916-1955, presentazione di Bertrand Russell, introduzione di Werner Heisenberg, commento di Max Born, tr. it. di Giuseppe Scattone, Einaudi, Torino 1973.
  18. - Planck 1932: Id., Der Kausalbegriff in der Physik, Barth, Leipzig 1932.
  19. - EPR: Albert Einstein-Boris Podolsky-Nathan Rosen, Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?, in «Physical Review» (1935), 47, pp. 777-780; Eid., La descrizione quantica della realtà può essere considerata completa?, in Albert Einstein, Opere scelte, a cura di Enrico Bellone, Bollati Boringhieri, Torino, 1988, pp. 374-382.
  20. - Frank 1907: Philipp Frank, Kausalgesetz und Erfahrung, in «Annalen der Naturphilosophie » VI (1907), pp. 443-450.
  21. - Frank 1932: Id., Das Kausalgesetz und seine Grenzen (1932), hrsg. von Anne J. Kox, Suhrkamp, Frankfurt a. M. 1988.
  22. - Frank 1938: Id., Bemerkungen zu Ernst. Cassirer: Determinismus und Indeterminismus in der modernen Physik, in «Theoria» IV (1938), 1, pp. 70-80.
  23. - Heisenberg 1927: Werner Heisenberg, Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik, in «Zeitschrift für Physik» (1927), 17, pp. 1-26.
  24. - Heisenberg 1934: Id., Quantenmechanik und Kantische Philosophie (1930-1932), in Id., Gesammelte Werke, Abteilung C: Allgemeinverständliche Schriften, hrsg. Von Walter Blum, Hans-Peter Dürr und Helmut Rechenberg, Bd. III: Physik und Erkenntnis: 1969-1976, Piper, München 1985, pp. 163-173; Id., Fisica e oltre, tr. it. di Marco e Dida Paggi, Bollati Boringhieri, Torino 2008, pp. 138-146.
  25. - Hermann 1935: Grete Hermann, Die naturphilosophischen Grundlagen der Quantenmechanik, in «Abhandlungen der Fries’schen Schule» VI (1935), pp. 75-152.
  26. - Hermann 1937: Ead., Die Bedeutung der modernen Physik für die Theorie der Erkenntnis, in Grete Hermann – Eduard May-Thilo Vogel, Die Bedeutung der modernen Physik für die Theorie der Erkenntnis, Hirzel, Leipzig 1937, pp. 1-44.
  27. - Jeans 1942: James Jeans, Physics and Philosophy (1942), Cambridge University Press, Cambridge 1948.
  28. - Lanzen 1932: Victor F. Lanzen, Physical Causality, in Causality: Lectures delivered before the Philosophical Union, University of California Press, Berkeley (Cal.) 1932, pp. 69-96.
  29. - Laplace 1814: Pierre Simon Laplace, Essai philosophique sur les probabilités (1812), cinquième édition revue et augmentée par l’Auteur, Bachelier, Paris 1825; Id, Saggio filosofico sulle probabilità, in Opere, a cura di Orietta Pesenti Cambursano, UTET, Torino 1967, pp. 241-404.
  30. - Margenau 1931: Henry Margenau, Causality and Modern Physics, in «The Monist» XLI (1931), 1, pp. 1-36.
  31. - Margenau 1932: Id., Probability and Causality in Quantum Physics, in «The Monist» XLII (1932), 2, pp. 161-188.
  32. - Margenau 1934: Id., Meaning and Scientific Status of Causality, in «Philosophy of Science» I (1934), 2, pp. 133-148.
  33. - Margenau 1956: Id., Preface, in Ernst Cassirer, Determinism and Indeterminism in modern Physics, translated by O. Theodor Benfey, with a preface by H. Margenau, Yale University Press, New Haven and London 1956, pp. ix-xxiv.
  34. - Neumann 1932: John von Neumann, Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik (1932), Dover, New York 1943. - Planck 1914: Max Planck, Dynamische und statistische Gesetzmäßigkeit (1914), in Id., Wege zur physikalischen Erkenntnis. Reden und Vorträge, Hirzel, Leipzig 19342, pp. 49-67; Id., La conoscenza del mondo fisico, tr. it. di Enrico Persico e Augusto Gamba, Introduzione di Enrico Bellone, Bollati Boringhieri, Torino 1993, pp. 79-93.
  35. - Planck 1923: Id., Kausalgesetz und Willensfreiheit (1923) in Id., Wege zur physikalischen Erkenntnis. Reden und Vorträge, Hirzel, Leipzig 19342, pp. 87-127; Id., La conoscenza del mondo fisico, tr. it. di Enrico Persico e Augusto Gamba, Introduzione di Enrico Bellone, Bollati Boringhieri, Torino 1993, pp. 115-156.
  36. - Planck 1932b: Id., Die Kausalität in der Natur (1932), in Id., Wege zur physikalischen Erkenntnis. Reden und Vorträge, Hirzel, Leipzig 19342, pp. 233-259; Id., La conoscenza del mondo fisico, tr. it. di Enrico Persico e Augusto Gamba, Introduzione di Enrico Bellone, Bollati Boringhieri 1993, pp. 115-156.
  37. - Reichenbach 1920: Hans Reichenbach, Philosophische Kritik der Wahrscheinlichkeitsrechnung, in «Die Naturwissenschaften» VIII (1920), pp. 146-153.
  38. - Reichenbach 1923: Id., Das Kausalbehauptung und die Möglichkeit ihrer empirischen Nachprüfung (1923), in «Erkenntnis» III (1932), 1, pp. 32-64.
  39. - Reichenbach 1930: Id., Kausalität und Wahrscheinlichkeit, in «Erkenntnis» I (1930), 2-4, pp. 158-188.
  40. - Reichenbach 1944: Id., Philosophic Foundations of Quantum Mechanics (1944), University of California Press, Berkeley-Los Angeles 1965; Id., I fondamenti filosofici della meccanica quantistica, tr. it. di Alfonso Caracciolo di Forino, Einaudi, Torino 1954.
  41. - Reichenbach 1956: Id., The Direction of Time, edited by Maria Reichenbach, Dover, Mineola, New York 1999.
  42. - Russell 1912: Id., On the Notion of Cause, with Applications to the Free-Will Problem (1912), in Id., Collected Papers, 6: Logical and Philosophical Papers 1909-1913, edited by John G. Slater and Bernd Frohmann, Routledge, London and New York 1992, pp. 193-210.
  43. - Schillp 1949: Paul Arthur Schilpp (ed.), The Philosophy of Ernst Cassirer, Tudor, New York 1949.
  44. - Schlick 1918: Moritz Schlick, Kritische Gesamtausgabe, Abt. I, Bd. 1: Allgemeine Erkenntnislehre, hrsg. von Hans Jürgen Wendel und Fynn Ole Engler, Springer, Wien-New York 2009; Id., Teoria generale della conoscenza, a cura di E. Palombi, Angeli, Milano 1986.
  45. - Schlick 1920: Id., Naturphilosophische Betrachtungen über das Kausalprinzip (1920), in M. Schlick, Kritische Gesamtausgabe, Abt. I, Bd. 5: Rostock, Kiel, Wien. Aufsätze, Beiträge, Rezensionen 1919-1925, hrsg. von Edwin Glassner, Heidi König-Porstner und Karsten Böger, Springer, Wien-New York 2013, pp. 109-148.
  46. - Schlick 1921: Id., Kritizistische oder empiristische Deutung der neuen Physik?, in M. Schlick, Kritische Gesamtausgabe, Abt. I, Bd. 5: Rostock, Kiel, Wien. Aufsätze, Beiträge, Rezensionen 1919-1925, hrsg. von Edwin Glassner, Heidi König-Porstner und Karsten Böger, Springer, Wien-New York 2013, pp. 223-247; Id., Forma e contenuto, a cura di Paolo e Simonetta Ciolli Parrini, Boringhieri, Torino 1987, pp. 151-166.
  47. - Schlick 1931: Id., Die Kausalität in der gegenwärtigen Physik (1931) in Id., Kritische Gesamtausgabe, Abt. I, Bd. 6: Die Wiener Zeit. Aufsätze, Beiträge, Rezensionen 1926-1936, hrsg. von Johannes Friedl und Heiner Rutte, Springer, Wien-New York 2008, pp. 237-290; Id., Tra realismo e neo-positivismo, tr. it. di Eva Picardi, Introduzione di Ludovico Geymonat, Il Mulino, Bologna 1974, pp. 35-78. - Schlick 1932: Id., Causality in Everyday Life and in Recent Science (1932), in M. Schlick, Kritische Gesamtausgabe, Abt. I, Bd. 6: Die Wiener Zeit. Aufsätze, Beiträge, Rezensionen 1926-1936, hrsg. von Johannes Friedl und Heiner Rutte, Springer, Wien-New York 2008, pp. 419-445.
  48. - Schlick 1936: Id., Quantentheorie und Erkennbarkeit der Natur (1936), in M. Schlick, Kritische Gesamtausgabe, Abt. I, Bd. 6: Die Wiener Zeit. Aufsätze, Beiträge, Rezensionen 1926-1936, hrsg. von Johannes Friedl und Heiner Rutte, Springer, Wien-New York 2008, pp. 807-820; Id., Tra realismo e neo-positivismo, tr. it. di Eva Picardi, Introduzione di Ludovico Geymonat, Il Mulino, Bologna 1974, pp. 221-230.
  49. - Schrödinger 1932: Erwin Schrödinger, Anmerkungen zum Kausalproblem, in «Erkenntnis» III (1932), pp. 65-70.
  50. - Schrödinger 1952: Id., Are there Quantum Jumps?, Part I, in «The British Journal for the Philosophy of Science» III (1952) 10, p. 109-123; Id., L’immagine del mondo, a cura di Adolfo Verson, Boringhieri, Torino 1963, p. 286-303.
  51. - Schrödinger 1953: Id., Unsere Vorstellung der Materie, in «Merkur» VII (1953), 2, pp. 131-145; Id., L’immagine attuale della materia, in Discussione sulla fisica moderna, a cura di Adolfo Verson, Boringhieri, Torino 1969, pp. 35-57.
  52. - Strauss 1936: Martin Strauss, Komplementarität und Kausalität im Lichte der logischen Syntax, in «Erkenntnis» VI (1936), pp. 335-339.
  53. - Vigier 1956 : Jean-Paul Vigier, Structure des micro-objets dans l’interprétation causale de la théorie des quanta, préface de Louis de Broglie, Gauthier-Villars, Paris 1956.
  54. - Vogel 1928: Thilo Vogel, Zur Erkenntnis der quantentheoretischen Grundbegriffe, Meyer, Gießen 1928.
  55. - Waismann 1959: Friedrich Waismann, The Decline and Fall of Causality (1959), in Turning Points in Physics, with an Introduction by Alistair Cameron Crombie, Harper & Brothers, New York 1961, pp. 84-154.
  56. - Weizsäcker 1936: Carl Friedrich von Weizsäcker, recensione di Greta Hermann, Die naturphilosophischen Grundlagen der Quantenmechanik, in «Physikalische Zeitschrift » XXXVII (1936), pp. 527-528.
  57. - Weizsäcker 1937: Id., recensione di Ernst Cassirer, Determinismus und Indeterminismus in der modernen Physik, in «Physikalische Zeitschrift» XXXVIII (1937), pp. 860-861.
  58. - Weyl 1920: Hermann Weyl, Das Verhältnis der kausalen zur statistischen Betrachtungsweise in der Physik (1920), in H. Weyl, Gesammelte Abhandlungen, hrsg. Von Komaravolu Chandrasekharan, Springer, Berlin-Heidelberg-New York 1968, Bd. I, pp. 113-122.

Renato Pettoello, Causalità e realtà nel dibattito sulla meccanica quantistica degli anni ’30 del novecento. Una possibile ricostruzione in "RIVISTA DI STORIA DELLA FILOSOFIA" 1/2014, pp 83-126, DOI: 10.3280/SF2014-001004