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/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / logic / 1924 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-11-05  |  12.6 KB

  1. Xref: sparky sci.logic:1924 sci.philosophy.meta:2353
  2. Newsgroups: sci.logic,sci.philosophy.meta
  3. Path: sparky!uunet!stanford.edu!CSD-NewsHost.Stanford.EDU!Sunburn.Stanford.EDU!pratt
  4. From: pratt@Sunburn.Stanford.EDU (Vaughan R. Pratt)
  5. Subject: Re: Natural Kinds (was re: Are all crows black?)
  6. Message-ID: <1992Nov5.171453.22237@CSD-NewsHost.Stanford.EDU>
  7. Sender: news@CSD-NewsHost.Stanford.EDU
  8. Organization: Computer Science Department,  Stanford University.
  9. References: <1992Nov4.163618.17991@dcs.qmw.ac.uk> <1992Nov4.200546.2196@CSD-NewsHost.Stanford.EDU> <Bx8yvo.6ty@unx.sas.com>
  10. Date: Thu, 5 Nov 1992 17:14:53 GMT
  11. Lines: 262
  12.  
  13. In article <Bx8yvo.6ty@unx.sas.com> sasghm@theseus.unx.sas.com (Gary Merrill) writes:
  14. >But one of my major points is that calling a discipline "not a science"
  15. >is *not* (necessarily) a put down.  Hence my remark that "science" is
  16. >often used primarily for its "honorific" value.  Both Zeleny and I
  17. >have urged (and offered evidence) that mathematics is not (generally)
  18. >considered to be a *science*.  Yet I believe that both of us regard
  19. >it as somehow "purer" and in some sense "better" than a science:
  20. >more fundamental, stricter criteria of adequacy, etc.
  21.  
  22. An excellent point, and I am guilty of letting one of my own biases
  23. blind me to it.
  24.  
  25. That said, let me state and argue my bias.  Luckily I've already done
  26. this about 6 weeks ago on Usenet, so I don't have to spend any
  27. additional time on this, just to post two relevant contributions. The
  28. third of these, from Jim Carr (whose postings are always among my
  29. favorites), suggests that I'm not completely out to lunch on this
  30. point.
  31. --
  32. Vaughan Pratt                There's no truth in logic, son.
  33.  
  34.  
  35.  
  36. Newsgroups: sci.physics
  37. Path: CSD-NewsHost.Stanford.EDU!Sunburn.Stanford.EDU!pratt
  38. From: pratt@Sunburn.Stanford.EDU (Vaughan R. Pratt)
  39. Subject: Re: Computability of the universe
  40. Message-ID: <1992Sep23.001155.15648@CSD-NewsHost.Stanford.EDU>
  41. Sender: news@CSD-NewsHost.Stanford.EDU
  42. Organization: Computer Science Department,  Stanford University.
  43. References: <53669@dime.cs.umass.edu> <1992Sep22.203139.11014@cs.UAlberta.CA>
  44. Date: Wed, 23 Sep 1992 00:11:55 GMT
  45. Lines: 25
  46.  
  47. In article <1992Sep22.203139.11014@cs.UAlberta.CA> pawel@cs.UAlberta.CA (Pawel Gburzynski) writes:
  48. >This is what makes Physics different from Mathematics.
  49.  
  50. The differences I'm aware of:
  51.  
  52. 1.  Much of mathematics has no evident application to physics.
  53.  
  54. 2.  Experimental physics is taken very seriously.
  55.  
  56. 3.  There is a Nobel prize for physics.
  57.  
  58. 4.  Physics is better funded.
  59.  
  60. I can't think of any other differences substantive enough to warrant
  61. mention.  Both attract geniuses.  The applicability of mathematics is a
  62. function of time, whence "evident".  Any causal arrows in the list
  63. point downwards.  Experimental mathematics is a widely misunderstood
  64. subject today, a problem that computers are just now beginning to help
  65. with; some of the best mathematicians have been or are excellent
  66. experimenters.
  67.  
  68. -- 
  69. =================================================== Trouble is, son
  70. Vaughan Pratt   pratt@cs.Stanford.EDU  415-494-2545 The farther you run
  71. =================================================== The more you feel undefined
  72.  
  73.  
  74. ==========================================================================
  75.  
  76. Newsgroups: sci.physics
  77. Path: CSD-NewsHost.Stanford.EDU!Sunburn.Stanford.EDU!pratt
  78. From: pratt@Sunburn.Stanford.EDU (Vaughan R. Pratt)
  79. Subject: Re: Computability of the universe
  80. Message-ID: <1992Sep25.065628.25017@CSD-NewsHost.Stanford.EDU>
  81. Sender: news@CSD-NewsHost.Stanford.EDU
  82. Organization: Computer Science Department,  Stanford University.
  83. References: <1992Sep22.203139.11014@cs.UAlberta.CA> <1992Sep23.001155.15648@CSD-NewsHost.Stanford.EDU> <10850@sun13.scri.fsu.edu>
  84. Date: Fri, 25 Sep 1992 06:56:28 GMT
  85. Lines: 135
  86.  
  87. In article <1992Sep23.094901.1@sscvx1.ssc.gov> doctorj@sscvx1.ssc.gov writes:
  88. >pratt@Sunburn.Stanford.EDU (Vaughan R. Pratt) writes:
  89. >How about: Physics is science, while math is not.  By science, I mean 
  90. >the sequence:
  91. >  1: Look at the existing data and formulate a theory which explains it.
  92. >  2: Use that theory to predict new results.
  93. >  3: Perform experiments (ie, collect more data) to test the theory.
  94. >  4: Go to 1.
  95. >Math does not follow this sequence.  It does not contain falsifiable theories
  96. >in the way that physics does.
  97. >...
  98. >This use of the word "experiment" is ill conceived.  Computer calculations 
  99. >are not experiments.  Neither are slide rule or hand calculations.
  100.  
  101. Let me not dispute your sequence here, but rather opine:
  102.  
  103. (A) Math is perfectly capable of following your sequence.
  104.  
  105. (B) Hypotheses can be falsified in math.
  106.  
  107. (C) Falsification isn't all it's cracked up to be in either math or
  108. physics.
  109.  
  110. Here are my arguments for each of these.
  111.  
  112. ------------------
  113.  
  114. (A) Consider the number of ways to fold n stamps.  It is known (as a
  115. mathematically proven fact) that this is asymptotically more than c n^k
  116. and less than C n^K for irrelevant constants c,C and certain k,K.  I'm
  117. not sure what k and K are at the moment but k=11 and K=13 are not too
  118. far off the mark.
  119.  
  120. In 1989 Don Knuth and I experimentally estimated the actual exponent to
  121. be in the neighborhood of 12.2633, based on the exact values for
  122. folding a *loop* of n stamps, n<18 (loops are easier to count and the
  123. exponent is known to be the same).  We later learned that W. Lunnon at
  124. Cardiff had much earlier, in an unpublished 1981 paper still sitting on
  125. his desk, estimated the exponent at 12.2626.  Our estimate was based on
  126. a little more data than his (faster computers by then), so we felt our
  127. estimate had more justification.  But either way you can see that we
  128. were independently homing in on the same answer on the basis of data.
  129. We had more data, hence closer estimates.
  130.  
  131. Not everyone interested in this problem was impressed by our estimate,
  132. so I made the following offer to one of them.  "Can I interest you or
  133. [xyzzy] in even odds on its lying in (12.262,12.265)?"  He didn't take
  134. me up on it, which I took as a sign that he didn't completely distrust
  135. our methods but didn't want to admit it.  We had no rigorous basis for
  136. our exponent, and indeed the truth could well turn out to be say 12.5
  137. without thereby entailing any inconsistency in mathematics.
  138. Nevertheless I feel extremely confident about (12.26,12.27) (better
  139. than 100:1 odds, so I wasn't really being fair to him about the even
  140. odds for (12.262,12.265)).
  141.  
  142. Now what would you call our approximate determination of the exponent?
  143. Let's look at Webster's definition of "experiment":
  144.  
  145. # an operation carried out under controlled conditions in order to
  146. # discover an unknown effect or law, to test or establish a hypothesis,
  147. # or to illustrate a known law
  148.  
  149. We were trying to determine the general law followed by the sequence.
  150. We constructed several hypotheses about what the coefficients of a
  151. formula might be, and tested them against the data to get some idea of
  152. the robustness of the different formulae being used to model the
  153. sequence.
  154.  
  155. Does not our activity fall well within Webster's requirements for an
  156. experiment?
  157.  
  158. ------------------
  159.  
  160. (B,C) Consider the following two remarkably parallel stories, both
  161. beginning with Newton.  The first concerns the mathematical existence of
  162. infinitesimals and infinities, the second the physical existence of
  163. light particles and light waves.
  164.  
  165. Newton begat the calculus.  Whereas Newton saw from the outset that
  166. limits at infinity offered more sanity than infinitesimals, Leibniz,
  167. who came later but published first, preferred infinitesimals, whose
  168. treacherous logic let him down only occassionally.  But subsequent
  169. generations could not bring themselves to trust infinitesimals as more
  170. than metaphysical motivation for limits.  The most notable exception
  171. was Cauchy, but even he however later joined and contributed greatly to
  172. Weierstrass's epsilon-delta program formalizing the notion of limit.
  173. And when Dedekind defined reals as rational cuts in 1872 the door of
  174. mathematical rigor appeared to have closed forever on infinitesimals.
  175. It was not until nonstandard analysis reconciled infinitesimals and
  176. infinities in 1961 through the remarkable insight of Abraham Robinson
  177. that harmony was achieved.  Calculus texts today based on this approach
  178. use whichever of infinitesimals or epsilon-delta is more appropriate to
  179. the task at hand.
  180.  
  181. Newton unwittingly authorized (but did not beget) the corpuscular
  182. theory of light.  His mildly expressed preference for particles over
  183. waves was turned by others into a century of dogma that was finally
  184. relegated to metaphysics by Young, Fresnel, and Fizeau, whose
  185. investigations appeared to show conclusively that the observed
  186. phenomena of diffraction and interference were compatible only with
  187. Huygens wave model.  The rout of particles was so complete that, a
  188. century later, even Planck as the father of the quantum could not
  189. accept Einstein's inference from the photoelectric effect that light
  190. must have a corpuscular character after all.  It was not until quantum
  191. mechanics reconciled particles and waves in 1926 through the
  192. extraordinary insights of Heisenberg, Schroedinger, and Born that
  193. harmony was achieved.  Descriptions of quantum phenomena today use
  194. whichever of particles or waves more naturally describe the situation
  195. at hand.
  196.  
  197. Now what I claimed in (B) was that hypotheses can be falsified in
  198. math.  Here Liebniz' hypothesis of the mathematical existence of
  199. infinitesimals, later endorsed by Cauchy, was eventually *falsified* by
  200. Dedekind.  (You can *prove* via reals as cuts that no real can be an
  201. infinitesimal, the only reals greater than 0 are too large to be
  202. infinitesimals.)  And my evidence for (C), the impermanence of
  203. falsification, is Robinson's restoration of infinitesimals to
  204. mathematically rigorous existence.
  205.  
  206. The parallels with the corresponding story for particles and waves
  207. involve both (B) and (C) with physics in place of mathematics.  These
  208. intimate parallels makes it *very* hard to tease apart the processes of
  209. mathematics and physics in any useful way.
  210.  
  211. When particles were outlawed, were they being banned from math or
  212. physics?  We say physics, but it seems to me that this is more a
  213. cultural assertion than any real difference between math and physics.
  214. The list of differences that I gave constitutes all the important
  215. differences I could come up with.  I still haven't seen anyone propose
  216. a convincing fifth important difference.
  217.  
  218. -- 
  219. =================================================== Trouble is, son
  220. Vaughan Pratt   pratt@cs.Stanford.EDU  415-494-2545 The farther you run
  221. =================================================== The more you feel undefined
  222.  
  223.  
  224. ======================================================================
  225.  
  226.  
  227. Path: CSD-NewsHost.Stanford.EDU!stanford.edu!agate!usenet.ins.cwru.edu!gatech!mailer.cc.fsu.edu!sun13!ds8.scri.fsu.edu!jac
  228. From: jac@ds8.scri.fsu.edu (Jim Carr)
  229. Newsgroups: sci.physics
  230. Subject: Re: Computability of the universe
  231. Message-ID: <10850@sun13.scri.fsu.edu>
  232. Date: 23 Sep 92 17:13:10 GMT
  233. References: <53669@dime.cs.umass.edu> <1992Sep22.203139.11014@cs.UAlberta.CA> <1992Sep23.001155.15648@CSD-NewsHost.Stanford.EDU>
  234. Sender: news@sun13.scri.fsu.edu
  235. Reply-To: jac@ds8.scri.fsu.edu (Jim Carr)
  236. Organization: SCRI, Florida State University
  237. Lines: 29
  238.  
  239. In article <1992Sep23.001155.15648@CSD-NewsHost.Stanford.EDU> pratt@Sunburn.Stanford.EDU (Vaughan R. Pratt) writes:
  240. >In article <1992Sep22.203139.11014@cs.UAlberta.CA> pawel@cs.UAlberta.CA (Pawel Gburzynski) writes:
  241. >>This is what makes Physics different from Mathematics.
  242. >
  243. >The differences I'm aware of:
  244. >
  245. >1.  Much of mathematics has no evident application to physics.
  246. >2.  Experimental physics is taken very seriously.
  247. >3.  There is a Nobel prize for physics.
  248. >4.  Physics is better funded.
  249.  
  250. I would add that theorems in physics are of no interest unless they make 
  251. testable predictions, whereas the opposite is true in mathematics. 
  252.  
  253. It is also important to note the correlation between 2 and 4 in your list. 
  254. The best funded part of physics is experimental physics, by any measure 
  255. you wish to use, and this is precisely because the primary goal of physics 
  256. is to come up with a model for various parts of the world that describe 
  257. in advance the results of experiments.  
  258.  
  259. The divergence between Natural Philosophy and Philosophy grew as the value 
  260. of knowing how many people a bridge could hold became economically more 
  261. important than knowing the number of angels that could fit on a pin ;-)
  262.  
  263. --
  264. J. A. Carr                                    |  "The New Frontier of which I  
  265. jac@gw.scri.fsu.edu                           |  speak is not a set of promises
  266. Florida State University  B-186               |  -- it is a set of challenges."
  267. Supercomputer Computations Research Institute |   John F. Kennedy (15 July 60)
  268.  
  269. ===================================================================
  270.  
  271.  
  272.  
  273. -- 
  274. Vaughan Pratt                There's no truth in logic, son.
  275.