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The Logic of Modern Physics
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228 pages, Hardcover
First published January 1, 1927
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About the author
Percy Williams Bridgman
26Ìýbooks22ÌýfollowersPercy Williams Bridgman (21 April 1882 â€� 20 August 1961) was an American physicist who won the 1946 Nobel Prize in Physics for his work on the physics of high pressures. He also wrote extensively on the scientific method and on other aspects of the philosophy of science.
Bridgman entered Harvard University in 1900, and studied physics through to his Ph.D.. From 1910 until his retirement, he taught at Harvard, becoming a full professor in 1919. In 1905, he began investigating the properties of matter under high pressure. A machinery malfunction led him to modify his pressure apparatus; the result was a new device enabling him to create pressures eventually exceeding 100,000 kgf/cm² (10 GPa; 100,000 atmospheres). This was a huge improvement over previous machinery, which could achieve pressures of only 3,000 kgf/cm² (0.3 GPa). This new apparatus led to an abundance of new findings, including a study of the compressibility, electric and thermal conductivity, tensile strength and viscosity of more than 100 different compounds. Bridgman is also known for his studies of electrical conduction in metals and properties of crystals. He developed the Bridgman seal and is the eponym for Bridgman's thermodynamic equations.
Bridgman made many improvements to his high pressure apparatus over the years, and unsuccessfully attempted the synthesis of diamond many times.
His philosophy of science book The Logic of Modern Physics (1927) advocated operationalism and coined the term operational definition. He was also one of the 11 signatories to the Russell-Einstein Manifesto.
He was raised in the Congregational Church, but faith in God clashed with his well-known analytical nature and he told his family as a young man that he could not in good conscience become a church member, and later became an atheist. When his daughter became engaged in 1948 he became a temporary Justice of the Peace, for just long enough to conduct her non-religious marriage ceremony himself.
Bridgman committed suicide by gunshot after living with metastatic cancer for some time. His suicide note read in part, "It isn't decent for society to make a man do this thing himself. Probably this is the last day I will be able to do it myself." Bridgman's words have been quoted by many on both sides of the assisted suicide debate.
Bridgman received Doctors, honoris causa from Stevens Institute (1934), Harvard (1939), Brooklyn Polytechnic (1941), Princeton (1950), Paris (1950), and Yale (1951). He received the Bingham Medal (1951) from the Society of Rheology, the Rumford Prize from the American Academy of Arts and Sciences (1919), the Elliott Cresson Medal (1932) from the Franklin Institute, the Gold Medal from Bakhuys Roozeboom Fund (founder Hendrik Willem Bakhuis Roozeboom) (1933) from the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, and the Comstock Prize (1933) of the National Academy of Sciences. He was a member of the American Physical Society and was its President in 1942. He was also a member of the American Association for the Advancement of Science, the American Academy of Arts and Sciences, the American Philosophical Society, and the National Academy of Sciences. He was a Foreign Member of the Royal Society and Honorary Fellow of the Physical Society of London.
The Percy W. Bridgman House, in Massachusetts, is a U.S. National Historic Landmark designated in 1975.
His students included nuclear physicist J. Robert Oppenheimer.
More:
Bridgman entered Harvard University in 1900, and studied physics through to his Ph.D.. From 1910 until his retirement, he taught at Harvard, becoming a full professor in 1919. In 1905, he began investigating the properties of matter under high pressure. A machinery malfunction led him to modify his pressure apparatus; the result was a new device enabling him to create pressures eventually exceeding 100,000 kgf/cm² (10 GPa; 100,000 atmospheres). This was a huge improvement over previous machinery, which could achieve pressures of only 3,000 kgf/cm² (0.3 GPa). This new apparatus led to an abundance of new findings, including a study of the compressibility, electric and thermal conductivity, tensile strength and viscosity of more than 100 different compounds. Bridgman is also known for his studies of electrical conduction in metals and properties of crystals. He developed the Bridgman seal and is the eponym for Bridgman's thermodynamic equations.
Bridgman made many improvements to his high pressure apparatus over the years, and unsuccessfully attempted the synthesis of diamond many times.
His philosophy of science book The Logic of Modern Physics (1927) advocated operationalism and coined the term operational definition. He was also one of the 11 signatories to the Russell-Einstein Manifesto.
He was raised in the Congregational Church, but faith in God clashed with his well-known analytical nature and he told his family as a young man that he could not in good conscience become a church member, and later became an atheist. When his daughter became engaged in 1948 he became a temporary Justice of the Peace, for just long enough to conduct her non-religious marriage ceremony himself.
Bridgman committed suicide by gunshot after living with metastatic cancer for some time. His suicide note read in part, "It isn't decent for society to make a man do this thing himself. Probably this is the last day I will be able to do it myself." Bridgman's words have been quoted by many on both sides of the assisted suicide debate.
Bridgman received Doctors, honoris causa from Stevens Institute (1934), Harvard (1939), Brooklyn Polytechnic (1941), Princeton (1950), Paris (1950), and Yale (1951). He received the Bingham Medal (1951) from the Society of Rheology, the Rumford Prize from the American Academy of Arts and Sciences (1919), the Elliott Cresson Medal (1932) from the Franklin Institute, the Gold Medal from Bakhuys Roozeboom Fund (founder Hendrik Willem Bakhuis Roozeboom) (1933) from the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences, and the Comstock Prize (1933) of the National Academy of Sciences. He was a member of the American Physical Society and was its President in 1942. He was also a member of the American Association for the Advancement of Science, the American Academy of Arts and Sciences, the American Philosophical Society, and the National Academy of Sciences. He was a Foreign Member of the Royal Society and Honorary Fellow of the Physical Society of London.
The Percy W. Bridgman House, in Massachusetts, is a U.S. National Historic Landmark designated in 1975.
His students included nuclear physicist J. Robert Oppenheimer.
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November 6, 2022
L'effetto immediato che "La logica della fisica moderna" ha esercitato su di me è stato simile a quello provato da molti fisici dell'epoca, come ha detto Holton "Non è tanto fornito un pensiero innovativo, bensì vi si legge in forma chiara e aperta quello che il lettore ha cercato di formulare per lungo tempo". La lettura di un ottimo articolo dell'Enciclopedia di Filosofia dell'università di Stanford riguardo al pensiero di Bridgman mi ha permesso di giudicarlo più criticamente, facendomi apprezzare maggiormente poche utili parti e permettendomi di "superarne" molte. Perchè Bridgman con il suo Operazionismo ha contribuito a tutta la fisica, già nelle più semplici "definizioni operative di grandezza" che compaiono in qualsiasi testo di Fisica 1/2, ma molte delle questioni da lui poste, seppur non affrontate in classe con atteggiamento critico, sono superate.
Il libro è chiaro e conciso, rispecchia la figura e il percorso di ricerca del fisico sperimentale che l'ha scritto: gli studi innovativi sulle alte pressioni che gli hanno valso il Nobel (nonostante l'ambito totalmente indifferente alle rivoluzionarie teorie moderne che stavano scuotendo la fisica), hanno reso necessarie nuove metodologie di misura per gli estremi valori da lui raggiunti, poichè egli stesso batteva costantemente il proprio record, e da quella che deve essere stata una costante applicazione di una disciplinea sperimentale piuttosto ferrea ne è derivata una chiarezza dei metodi da attuare in laboratorio e da spiegare in aula ai suoi fortunati studenti ad Harvard (una dedizione descrivibile con le sue stesse parole quando si riferisce al lavoro di Lorentz: "una tenacità di intenti di grande significato morale"). Tutto questo, suggerendo un'idea di "attenzione e delicatezza quasi maniacale" ad ogni minimo particolare della sperimentazione e dei concetti usati, si è riversato in un saggio divulgativo profondo in cui la tesi fondamentale, pure riportata nella copertina dell'edizione della Bollati Boringhieri, è che vi è corrispondenza biunivoca fra operazioni e concetti fisici. La profondità del testo non deriva dalle pretese di costruire un enorme apparato filosofico (la tesi sostenuta è in realtà semplice e la filosofia del significato che ne deriva si rivela povera e non di suo interesse), ma dall'ammissione degli errori e dei limiti che hanno caratterizzato lo sviluppo della fisica e da un atteggiamento autocritico esagerato, pronto a mettere in dubbio qualsiasi costruzione se non supportata e giustificata dai fatti, di fronte ai quali i fisici hanno "un'umiltà quasi religiosa".
Nonostante l'isolamento che caratterizzava la persona di Bridgman, il suo pensiero si inserisce facilmente nella corrente del Pragmatismo americano, improntato sull'assegnare significato (o valore) ad un concetto in base alle conseguenze pratiche e all'uso che se ne fa, ma soprattutto rispecchia le difficoltà incontrate dai fisici sperimentali nel trattare le nuove complesse teorie, in un disperato bisogno di "toccare con mano" i nuovi concetti fisici in laboratorio. In un'ottica più ampia, l'intento è quello di eliminare ogni tipo di metafisica in favore di una certa onestà intellettuale nella pratica scientifica, quasi a coronamento dell'Empiriocriticismo di Mach del secolo precedente. Bridgman ci è riuscito, ma un costo: frammentare la conoscenza scientifica in un insieme abnorme, potenzialmente infinito, di definizioni (di per sè in effetti tautologiche e infinite, perchè comunque basate su definizioni su cui bisogna avere comune accordo), sacrificando l'unità concettuale delle grandezze fisiche e andando contro l'intento "economico" della scienza descritto dallo stesso Mach: avere poche spiegazioni semplici, sintetiche e organiche per comprendere il più vasto numero di fenomeni naturali. Il risultato, a cui lui di certo non voleva arrivare, è il motore della scienza grippato, per usare termini veramente pratici.
Se ben contestualizzato e arginato però, il pensiero di Bridgman si è rivelato molto fertile, quando utilizzato con criterio e non con quell'estremismo che l'ha condotto a cadere in una spirale filosofica che avrebbe fatto sorridere Feynman (nonostante fosse un teorico). Innanzitutto ne è derivata una maggiore critica al libero utilizzo di costrutti che si sarebbero dovuti neanche sviluppare in seno alla fisica (etere, calorico e costruzioni definite appositamente per non poter essere rivelate, prive di significato fisico diretto e indiretto), e il favorire definizioni chiare e precise delle grandezze fisiche e dei modi di misurarle (che, se portano a risultati uguali entro l'errore sperimentale, dovrebbero indicare la stessa cosa); questo atteggiamento critico è principalmente rivolto alla fisica classica e si era già reso necessario nella fisica moderna a cui Bridgman non ha voluto/potuto contribuire: egli ha apprezzato l'approccio di Heisenberg, che nulla dice riguardo a quello che avviene a livello atomico, se non parlare in termini di probabilità di quello che può misurare a ordini di grandezza più macroscopici, senza attribuire per forza senso ad alcuni concetti classici estesi a ordini di grandezza troppo piccoli. L'operazionismo si applica così alla comunità e alla comunicazione scientifica più efficace, tracciando una linea di demarcazione fra definizioni supportate empiricamente e quanto non si può affermare in quanto non supportato (ma lecito per la ricerca, la speculazione e l'eventuale prova successivamente nel tempo), evitando le incomprensioni; in tal senso l'Operazionismo andrebbe preso non come "si può dire solo questo di questa cosa", ma "non si può attribuire significato di misura ad alcuni concetti estesi, in quanto non ancora possibile e potrebbe restringere il campo delle possibili esperienze future", in modo tale da poter permettere un ulteriore sviluppo in chiave teorica, che necessariamente estende i propri concetti, in attesa di nuovi metodi pratici, operativi, che offrano terreno fertile per il progresso di una conoscenza scientifica comunque fortemente orientata all'empirismo.
Oltre ad essere considerato come un ottimo strumento di estensione del sapere scientifico, è utile e divertente osservare come questo tipo di pensiero, scaturito dalle "riflessioni di un fisico" così pragmatiche, sia stato superato anche grazie a dei progressi prettamente filosofici, quelli di Popper e Lakatos, che con le loro idee di "contenuto empirico" hanno dato ragione di esistenza a quelle parti della scienza che necessitano di contatto con la realtà attraverso le misure, e non possono essere ridotte ai minimi termini in cui Bridgman non vedeva possibilità di operazioni, di misura e quindi di senso (in riferimento al discorso sul raggio dell'elettrone, la validità delle leggi dell'elettrodinamica e la miriade di circoli viziosi di misura).
Le parti in cui si è parlato del principio di causalità , così strettamente legato al principio matematico di sovrapposizione applicabile ai nostri modelli del mondo, basati su equazioni differenziali lineari del secondo ordine, che rispecchia il "principio di connettività " filosofico (l'individuazione di un rapporto di causa-effetto in un sistema con la variazione di una sua parte e l'individuazione degli effetti prodotti), mi hanno felicemente sorpreso, mettendomi anche in imbarazzo, in quanto non mi sono mai imbattuto in riflessioni di questo tipo. In quest'ordine di idee viene analizzato il postulato relativistico con cui viene "artificialmente" imposto alle leggi della natura di essere covarianti a vista nel passaggio tra due sistemi di riferimento (sia in relatività ristretta che generale): è una richiesta di tipo matematico, diversa da un postulato fisico quale il limite della velocità della luce della relatività ristretta, ma che rispecchia le necessità del fisico-osservatore (ponendolo al centro, come Bridgman si propone e come la fisica quantistica renderà necessario) di avere una formulazione semplice delle leggi di natura; "Ciò che Einstein ha realmente fatto consiste perciò nell'esigere che anche quando lo spazio-tempo viene curvato dalla presenza di un campo gravitazionale, i fenomeni fisici che si possono descrivere in termini di equazioni differenziali continuino ad essere descritti da equazioni differenziali lineari del secondo'ordine; ossia, che la natura continui ad essere descrivibile in termini di un concetto di causalità , con fenomeni di propagazione e con una funzione semplice di energia": pur non conoscendo i dettagli della teoria generale (solo la formulazione del principio nella relatività ristretta), questa frase e le implicazioni che la attorniano hanno suscitato un certo impatto sul mio concetto di formulazioni fisiche.
Il libro è chiaro e conciso, rispecchia la figura e il percorso di ricerca del fisico sperimentale che l'ha scritto: gli studi innovativi sulle alte pressioni che gli hanno valso il Nobel (nonostante l'ambito totalmente indifferente alle rivoluzionarie teorie moderne che stavano scuotendo la fisica), hanno reso necessarie nuove metodologie di misura per gli estremi valori da lui raggiunti, poichè egli stesso batteva costantemente il proprio record, e da quella che deve essere stata una costante applicazione di una disciplinea sperimentale piuttosto ferrea ne è derivata una chiarezza dei metodi da attuare in laboratorio e da spiegare in aula ai suoi fortunati studenti ad Harvard (una dedizione descrivibile con le sue stesse parole quando si riferisce al lavoro di Lorentz: "una tenacità di intenti di grande significato morale"). Tutto questo, suggerendo un'idea di "attenzione e delicatezza quasi maniacale" ad ogni minimo particolare della sperimentazione e dei concetti usati, si è riversato in un saggio divulgativo profondo in cui la tesi fondamentale, pure riportata nella copertina dell'edizione della Bollati Boringhieri, è che vi è corrispondenza biunivoca fra operazioni e concetti fisici. La profondità del testo non deriva dalle pretese di costruire un enorme apparato filosofico (la tesi sostenuta è in realtà semplice e la filosofia del significato che ne deriva si rivela povera e non di suo interesse), ma dall'ammissione degli errori e dei limiti che hanno caratterizzato lo sviluppo della fisica e da un atteggiamento autocritico esagerato, pronto a mettere in dubbio qualsiasi costruzione se non supportata e giustificata dai fatti, di fronte ai quali i fisici hanno "un'umiltà quasi religiosa".
Nonostante l'isolamento che caratterizzava la persona di Bridgman, il suo pensiero si inserisce facilmente nella corrente del Pragmatismo americano, improntato sull'assegnare significato (o valore) ad un concetto in base alle conseguenze pratiche e all'uso che se ne fa, ma soprattutto rispecchia le difficoltà incontrate dai fisici sperimentali nel trattare le nuove complesse teorie, in un disperato bisogno di "toccare con mano" i nuovi concetti fisici in laboratorio. In un'ottica più ampia, l'intento è quello di eliminare ogni tipo di metafisica in favore di una certa onestà intellettuale nella pratica scientifica, quasi a coronamento dell'Empiriocriticismo di Mach del secolo precedente. Bridgman ci è riuscito, ma un costo: frammentare la conoscenza scientifica in un insieme abnorme, potenzialmente infinito, di definizioni (di per sè in effetti tautologiche e infinite, perchè comunque basate su definizioni su cui bisogna avere comune accordo), sacrificando l'unità concettuale delle grandezze fisiche e andando contro l'intento "economico" della scienza descritto dallo stesso Mach: avere poche spiegazioni semplici, sintetiche e organiche per comprendere il più vasto numero di fenomeni naturali. Il risultato, a cui lui di certo non voleva arrivare, è il motore della scienza grippato, per usare termini veramente pratici.
Se ben contestualizzato e arginato però, il pensiero di Bridgman si è rivelato molto fertile, quando utilizzato con criterio e non con quell'estremismo che l'ha condotto a cadere in una spirale filosofica che avrebbe fatto sorridere Feynman (nonostante fosse un teorico). Innanzitutto ne è derivata una maggiore critica al libero utilizzo di costrutti che si sarebbero dovuti neanche sviluppare in seno alla fisica (etere, calorico e costruzioni definite appositamente per non poter essere rivelate, prive di significato fisico diretto e indiretto), e il favorire definizioni chiare e precise delle grandezze fisiche e dei modi di misurarle (che, se portano a risultati uguali entro l'errore sperimentale, dovrebbero indicare la stessa cosa); questo atteggiamento critico è principalmente rivolto alla fisica classica e si era già reso necessario nella fisica moderna a cui Bridgman non ha voluto/potuto contribuire: egli ha apprezzato l'approccio di Heisenberg, che nulla dice riguardo a quello che avviene a livello atomico, se non parlare in termini di probabilità di quello che può misurare a ordini di grandezza più macroscopici, senza attribuire per forza senso ad alcuni concetti classici estesi a ordini di grandezza troppo piccoli. L'operazionismo si applica così alla comunità e alla comunicazione scientifica più efficace, tracciando una linea di demarcazione fra definizioni supportate empiricamente e quanto non si può affermare in quanto non supportato (ma lecito per la ricerca, la speculazione e l'eventuale prova successivamente nel tempo), evitando le incomprensioni; in tal senso l'Operazionismo andrebbe preso non come "si può dire solo questo di questa cosa", ma "non si può attribuire significato di misura ad alcuni concetti estesi, in quanto non ancora possibile e potrebbe restringere il campo delle possibili esperienze future", in modo tale da poter permettere un ulteriore sviluppo in chiave teorica, che necessariamente estende i propri concetti, in attesa di nuovi metodi pratici, operativi, che offrano terreno fertile per il progresso di una conoscenza scientifica comunque fortemente orientata all'empirismo.
Oltre ad essere considerato come un ottimo strumento di estensione del sapere scientifico, è utile e divertente osservare come questo tipo di pensiero, scaturito dalle "riflessioni di un fisico" così pragmatiche, sia stato superato anche grazie a dei progressi prettamente filosofici, quelli di Popper e Lakatos, che con le loro idee di "contenuto empirico" hanno dato ragione di esistenza a quelle parti della scienza che necessitano di contatto con la realtà attraverso le misure, e non possono essere ridotte ai minimi termini in cui Bridgman non vedeva possibilità di operazioni, di misura e quindi di senso (in riferimento al discorso sul raggio dell'elettrone, la validità delle leggi dell'elettrodinamica e la miriade di circoli viziosi di misura).
Le parti in cui si è parlato del principio di causalità , così strettamente legato al principio matematico di sovrapposizione applicabile ai nostri modelli del mondo, basati su equazioni differenziali lineari del secondo ordine, che rispecchia il "principio di connettività " filosofico (l'individuazione di un rapporto di causa-effetto in un sistema con la variazione di una sua parte e l'individuazione degli effetti prodotti), mi hanno felicemente sorpreso, mettendomi anche in imbarazzo, in quanto non mi sono mai imbattuto in riflessioni di questo tipo. In quest'ordine di idee viene analizzato il postulato relativistico con cui viene "artificialmente" imposto alle leggi della natura di essere covarianti a vista nel passaggio tra due sistemi di riferimento (sia in relatività ristretta che generale): è una richiesta di tipo matematico, diversa da un postulato fisico quale il limite della velocità della luce della relatività ristretta, ma che rispecchia le necessità del fisico-osservatore (ponendolo al centro, come Bridgman si propone e come la fisica quantistica renderà necessario) di avere una formulazione semplice delle leggi di natura; "Ciò che Einstein ha realmente fatto consiste perciò nell'esigere che anche quando lo spazio-tempo viene curvato dalla presenza di un campo gravitazionale, i fenomeni fisici che si possono descrivere in termini di equazioni differenziali continuino ad essere descritti da equazioni differenziali lineari del secondo'ordine; ossia, che la natura continui ad essere descrivibile in termini di un concetto di causalità , con fenomeni di propagazione e con una funzione semplice di energia": pur non conoscendo i dettagli della teoria generale (solo la formulazione del principio nella relatività ristretta), questa frase e le implicazioni che la attorniano hanno suscitato un certo impatto sul mio concetto di formulazioni fisiche.
April 23, 2023
Free download available at
I made the proofing of this book for Free Literature and Project Gutenberg will publish it.
Introduction
CHAPTER
I. BROAD POINTS OF VIEW
New Kinds of Experience Always Possible
The Operational Character of Concepts
Einstein's Contribution in Changing Our Attitude
toward Concepts
Detailed Discussion of the Concept of Length
The Relative Character of Knowledge
Meaningless Questions
General Comments on the Operational Point of
View
II. OTHER GENERAL CONSIDERATIONS
The Approximate Character of Empirical Knowledge
Explanations and Mechanisms
Models and Constructs
The Role of Mathematics in Physics
III. DETAILED CONSIDERATION OF VARIOUS CONCEPTS
OF PHYSICS
The Concept of Space
The Concept of Time
The Causality Concept
The Concept of Identity
The Concept of Velocity
The Concepts of Force and Mass
The Concept of Energy
The Concepts of Thermodynamics
Electrical Concepts
The Nature of Light and the Concepts of Relativity
Other Relativity Concepts
Rotational Motion and Relativity
Quantum Concepts
IV. SPECIAL VIEWS OF NATURE
The Simplicity of Nature
Determinism
On the Possibility of Describing Nature Completely
in Terms of Analysis
A Glimpse Ahead
INDEX
I made the proofing of this book for Free Literature and Project Gutenberg will publish it.
Introduction
CHAPTER
I. BROAD POINTS OF VIEW
New Kinds of Experience Always Possible
The Operational Character of Concepts
Einstein's Contribution in Changing Our Attitude
toward Concepts
Detailed Discussion of the Concept of Length
The Relative Character of Knowledge
Meaningless Questions
General Comments on the Operational Point of
View
II. OTHER GENERAL CONSIDERATIONS
The Approximate Character of Empirical Knowledge
Explanations and Mechanisms
Models and Constructs
The Role of Mathematics in Physics
III. DETAILED CONSIDERATION OF VARIOUS CONCEPTS
OF PHYSICS
The Concept of Space
The Concept of Time
The Causality Concept
The Concept of Identity
The Concept of Velocity
The Concepts of Force and Mass
The Concept of Energy
The Concepts of Thermodynamics
Electrical Concepts
The Nature of Light and the Concepts of Relativity
Other Relativity Concepts
Rotational Motion and Relativity
Quantum Concepts
IV. SPECIAL VIEWS OF NATURE
The Simplicity of Nature
Determinism
On the Possibility of Describing Nature Completely
in Terms of Analysis
A Glimpse Ahead
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