Remarks on abstract Galois theory

This paper is a historical companion to a previous one, in which it was studied the so-called abstract Galois theory as formulated by the Portuguese mathematician José Sebastião e Silva (see da Costa, Rodrigues (2007)). Our purpose is to present some applications of abstract Galois theory to higher-order model theory, to discuss Silva's notion of expressibility and to outline a classical Galois theory that can be obtained inside the two versions of the abstract theory, those of Mark Krasner and of Silva. Some comments are made on the universal theory of (set-theoretic) structures.

The relation between the general maxim of causality and the principle of uniformity in hume's theory of knowledge

ABSTRACT When Hume, in the Treatise on Human Nature, began his examination of the relation of cause and effect, in particular, of the idea of necessary connection which is its essential constituent, he identified two preliminary questions that should guide his research: (1) For what reason we pronounce it necessary that every thing whose existence has a beginning should also have a cause and (2) Why we conclude that such particular causes must necessarily have such particular effects? (1.3.2, 14-15) Hume observes that our belief in these principles can result neither from an intuitive grasp of their truth nor from a reasoning that could establish them by demonstrative means. In particular, with respect to the first, Hume examines and rejects some arguments with which Locke, Hobbes and Clarke tried to demonstrate it, and suggests, by exclusion, that the belief that we place on it can only come from experience. Somewhat surprisingly, however, Hume does not proceed to show how that derivation of experience could be made, but proposes instead to move directly to an examination of the second principle, saying that, "perhaps, be found in the end, that the same answer will serve for both questions" (1.3.3, 9). Hume's answer to the second question is well known, but the first question is never answered in the rest of the Treatise, and it is even doubtful that it could be, which would explain why Hume has simply chosen to remove any mention of it when he recompiled his theses on causation in the Enquiry concerning Human Understanding. Given this situation, an interesting question that naturally arises is to investigate the relations of logical or conceptual implication between these two principles. Hume seems to have thought that an answer to (2) would also be sufficient to provide an answer to (1). Henry Allison, in his turn, argued (in Custom and Reason in Hume, p. 94-97) that the two questions are logically independent. My proposal here is to try to show that there is indeed a logical dependency between them, but the implication is, rather, from (1) to (2). If accepted, this result may be particularly interesting for an interpretation of the scope of the so-called "Kant's reply to Hume" in the Second Analogy of Experience, which is structured as a proof of the a priori character of (1), but whose implications for (2) remain controversial.

The notion of process in nonstandard theory and in Whiteheadian metaphysics

In this article I intend to show that certain aspects of A.N. Whitehead's philosophy of organism and especially his epochal theory of time, as mainly exposed in his well-known work Process and Reality, can serve in clarify the underlying assumptions that shape nonstandard mathematical theories as such and also as metatheories of quantum mechanics. Concerning the latter issue, I point to an already significant research on nonstandard versions of quantum mechanics; two of these approaches are chosen to be critically presented in relation to the scope of this work. The main point of the paper is that, insofar as we can refer a nonstandard mathematical entity to a kind of axiomatical formalization essentially 'codifying' an underlying mental process indescribable as such by analytic means, we can possibly apply certain principles of Whitehead's metaphysical scheme focused on the key notion of process which is generally conceived as the becoming of actual entities. This is done in the sense of a unifying approach to provide an interpretation of nonstandard mathematical theories as such and also, in their metatheoretical status, as a formalization of the empirical-experimental context of quantum mechanics.

Charge transport in disordered materials : simulations, theory, and numerical modeling of hopping transport and electron-hole recombination

Min avhandling behandlar hur oordnade material leder elektrisk ström. Bland materialen som studeras finns ledande polymerer, d.v.s. plaster som leder ström, och mer allmänt organiska halvledare. Av de här materialen har man kunnat bygga elektroniska komponenter, och man hoppas på att kunna trycka hela kretsar av organiska material. För de här tillämpningarna är det viktigt att förstå hur materialen själva leder elektrisk ström. Termen oordnade material syftar på material som saknar kristallstruktur. Oordningen gör att elektronernas tillstånd blir lokaliserade i rummet, så att en elektron i ett visst tillstånd är begränsad t.ex. till en molekyl eller ett segment av en polymer. Det här kan jämföras med kristallina material, där ett elektrontillstånd är utspritt över hela kristallen (men i stället har en väldefinierad rörelsemängd). Elektronerna (eller hålen) i det oordnade materialet kan röra sig genom att tunnelera mellan de lokaliserade tillstånden. Utgående från egenskaperna för den här tunneleringsprocessen, kan man bestämma transportegenskaperna för hela materialet. Det här är utgångspunkten för den så kallade hopptransportmodellen, som jag har använt mig av. Hopptransportmodellen innehåller flera drastiska förenklingar. Till exempel betraktas elektrontillstånden som punktformiga, så att tunneleringssannolikheten mellan två tillstånd endast beror på avståndet mellan dem, och inte på deras relativa orientation. En annan förenkling är att behandla det kvantmekaniska tunneleringsproblemet som en klassisk process, en slumpvandring. Trots de här grova approximationerna visar hopptransportmodellen ändå många av de fenomen som uppträder i de verkliga materialen som man vill modellera. Man kan kanske säga att hopptransportmodellen är den enklaste modell för oordnade material som fortfarande är intressant att studera. Man har inte hittat exakta analytiska lösningar för hopptransportmodellen, därför använder man approximationer och numeriska metoder, ofta i form av datorberäkningar. Vi har använt både analytiska metoder och numeriska beräkningar för att studera olika aspekter av hopptransportmodellen. En viktig del av artiklarna som min avhandling baserar sig på är att jämföra analytiska och numeriska resultat. Min andel av arbetet har främst varit att utveckla de numeriska metoderna och applicera dem på hopptransportmodellen. Därför fokuserar jag på den här delen av arbetet i avhandlingens introduktionsdel. Ett sätt att studera hopptransportmodellen numeriskt är att direkt utföra en slumpvandringsprocess med ett datorprogram. Genom att föra statisik över slumpvandringen kan man beräkna olika transportegenskaper i modellen. Det här är en så kallad Monte Carlo-metod, eftersom själva beräkningen är en slumpmässig process. I stället för att följa rörelsebanan för enskilda elektroner, kan man beräkna sannolikheten vid jämvikt för att hitta en elektron i olika tillstånd. Man ställer upp ett system av ekvationer, som relaterar sannolikheterna för att hitta elektronen i olika tillstånd i systemet med flödet, strömmen, mellan de olika tillstånden. Genom att lösa ekvationssystemet fås sannolikhetsfördelningen för elektronerna. Från sannolikhetsfördelningen kan sedan strömmen och materialets transportegenskaper beräknas. En aspekt av hopptransportmodellen som vi studerat är elektronernas diffusion, d.v.s. deras slumpmässiga rörelse. Om man betraktar en samling elektroner, så sprider den med tiden ut sig över ett större område. Det är känt att diffusionshastigheten beror av elfältet, så att elektronerna sprider sig fortare om de påverkas av ett elektriskt fält. Vi har undersökt den här processen, och visat att beteendet är väldigt olika i endimensionella system, jämfört med två- och tredimensionella. I två och tre dimensioner beror diffusionskoefficienten kvadratiskt av elfältet, medan beroendet i en dimension är linjärt. En annan aspekt vi studerat är negativ differentiell konduktivitet, d.v.s. att strömmen i ett material minskar då man ökar spänningen över det. Eftersom det här fenomenet har uppmätts i organiska minnesceller, ville vi undersöka om fenomenet också kan uppstå i hopptransportmodellen. Det visade sig att det i modellen finns två olika mekanismer som kan ge upphov till negativ differentiell konduktivitet. Dels kan elektronerna fastna i fällor, återvändsgränder i systemet, som är sådana att det är svårare att ta sig ur dem då elfältet är stort. Då kan elektronernas medelhastighet och därmed strömmen i materialet minska med ökande elfält. Elektrisk växelverkan mellan elektronerna kan också leda till samma beteende, genom en så kallad coulombblockad. En coulombblockad kan uppstå om antalet ledningselektroner i materialet ökar med ökande spänning. Elektronerna repellerar varandra och ett större antal elektroner kan leda till att transporten blir långsammare, d.v.s. att strömmen minskar.