Avaruus

Tila on rajaton kolmiulotteinen määrin vastustava ja tapahtumilla on suhteellinen asema ja suunta. Fyysinen tila on usein suunniteltu kolmessa lineaariset mitat, vaikka moderni fyysikot yleensä pitävät sitä, ajan, olla osa rajaton neliulotteinen jatkumon tunnetaan avaruuden. Matematiikassa, "tilat" tutkitaan joissa on eri määrä ulottuvuuksia ja eri taustalla rakenteita. Käsite tilaa pidetään olennainen merkitys ymmärrystä fyysisen maailmankaikkeuden. Kuitenkin erimielisyys jatkuu välillä filosofit yli onko itse yhteisö, suhde yksiköiden tai osa käsitteellinen kehys.

Keskustelut luonteesta, olemus ja tila olemassaolon tilaa vuodelta antiikin; nimittäin, että tutkielmia kuten Timaios Platonin, tai Sokrates hänen pohdintoja, mitä kreikkalaiset kutsuivat Khora, tai fysiikan Aristoteleen määritelmään topos, tai jopa myöhemmin "geometrinen käsitys paikka" kuin "avaruus qua laajennus "in Discourse Place 11.-luvulla arabien polymath Alhazen. Monet näistä klassisen filosofisia kysymyksiä keskusteltiin renessanssin ja sitten muotoilla uudelleen 17-luvulla, erityisesti aikana varhaista kehitystä klassisen mekaniikan. Isaac Newtonin mielestä tila oli ehdoton siinä mielessä, että se oli olemassa pysyvästi ja riippumatta siitä, onko olemassa mitään asiaa tilaan. Muut luonnon filosofit, erityisesti Gottfried Leibniz, ajatteli sen sijaan että tila oli itse asiassa kokoelma suhteiden esineiden, kun otetaan huomioon niiden etäisyyden ja suunnan toisistaan. 18-luvulla, filosofi ja teologi George Berkeley yrittäneet kumota "näkyvyyttä paikkatietojen syvyys" esseessään Kohti uutta teoria Vision. Myöhemmin, metaphysician Immanuel Kant sanoi ole tilaa eikä aikaa voidaan empiirisesti havaita, ne ovat elementtejä järjestelmällinen puitteet, että ihmiset käyttävät jäsentää kaikki kokemukset. Kant viitataan "tilaa" hänen Puhtaan järjen kritiikki että ne ovat: subjektiivinen "puhdas priori muoto intuitio", joten se on väistämätön panos meidän ihmisen tiedekuntien.

Vuonna 19. ja 20. vuosisatojen matemaatikot alkoi tutkia geometriat, jotka eivät ole Euclidean, jossa tila voidaan sanoa olevan kaareva, pikemminkin kuin tasainen. Mukaan Albert Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian, tilaa noin gravitaatiokentissä poikkeaa euklidinen avaruus. Kokeellinen testit yleisen suhteellisuusteorian ovat vahvistaneet, että Epäeuklidinen avaruus paremman mallin muodon tilaa.

Filosofia tilaa

Leibniz ja Newton

Seitsemästoista luvulla, ajan ja avaruuden filosofia nousi keskeinen kysymys epistemologian ja metafysiikka. Sen sydän, Gottfried Leibniz, saksalainen filosofi-matemaatikko, ja Isaac Newton, Englanti fyysikko-matemaatikko, esitetyt kaksi vastakkaista teoriaa siitä, mitä tilaa on. Sen sijaan, että yhteisö, joka itsenäisesti olemassa ylittää muun aineen, Leibniz katsoi tilaa on enintään olevaa paikkatietojen suhteet objektien maailmassa: "tilaa on, että joka johtuu paikoista yhdessä". Tyhjillään alueita ovat ne, jotka voivat olla esineitä niihin, ja siten maankäytön suhteet muihin paikkoihin. Saat Leibniz sitten, tila oli idealisoitu vedenotto suhteita yksittäisten yksiköiden tai niiden mahdollisia paikkoja ja siksi voi olla jatkuvaa, vaan sen on oltava erillisiä. Tilaa voitaisiin ajatella samalla tavalla suhteita perheenjäseniä. Vaikka ihmiset perheen liittyvät toisiinsa, suhteet eivät ole itsenäisesti ihmisiä. Leibniz väitti, että tilaa voisi olla olemassa itsenäisesti esineiden maailmassa, sillä se merkitsee ero kahden maailmankaikkeuksia täsmälleen samanlaisia ​​lukuun ottamatta sijainti aineellisen maailman jokaisessa universumissa. Mutta sillä ei olisi havaintoihin tapa kertoa näistä universumeja toisistaan ​​sitten mukaan Leibnizin laki, ei olisi mitään todellista eroa. Mukaan periaatteen riittävä syy, mikä tahansa teoria tilaa, hiljaista, että voisi olla nämä kaksi mahdollista maailmankaikkeuksia, on siis väärä.

Newton otti tilaa olla enemmän kuin suhteita aineellisia esineitä ja perusti kantansa havainto ja kokeilua. Sillä relationist ei voi olla todellista eroa inertiaalinen liike, jossa kohde kulkee vakionopeudella, ja ei-inertiaalinen liike, jossa nopeus muuttuu ajan, koska kaikki paikkatietojen mittaukset ovat suhteessa muita esineitä ja niiden liikkeitä. Mutta Newton väitti, että koska ei-inertiaalinen liike luo voimia, se on ehdoton. Hän käytti esimerkkinä veden spinning ämpäri osoittaa hänen väitettä. Vesi ämpäri ripustetaan köyden ja asetettu spin, alkaa tasainen pinta. Kun taas, kun kauha on edelleen spin, veden pinnalle tulee kovera. Jos kauhan pyörivä pysäytetään ja veden pintaa jää kovera, kun se on edelleen spin. Kovera pinta on siten ilmeisesti ole seurausta suhteellisen liikkeen kauhan ja vesi. Sen sijaan Newton väitti, se on seurausta ei-inertiaalinen liike suhteessa tilaa itse. Useiden vuosisatojen ämpäri väite oli ratkaiseva osoittaa, että avaruudessa on olemassa riippumatta asia.

Kant

Kahdeksastoista-luvulla saksalainen filosofi Immanuel Kant kehitti teorian tuntemus, joissa tietoa tila voi olla sekä a priori ja synteettistä. Kantin mukaan, tietoa tila on synteettinen, että lausunnot tila ei yksinkertaisesti totta nojalla merkitys sanat julkilausuman. Teoksessaan Kant hylkäsi että tila on joko aine tai suhde. Sen sijaan hän tuli siihen tulokseen, että tila ja aika eivät löytäneet ihmisten olla objektiivinen piirteitä maailman, mutta ovat osa väistämätön järjestelmällisen kehyksen järjestämiseen kokemuksiamme.

Epäeuklidinen geometria

Euclid n sisältämät elementit viisi pääperiaatetta, jotka muodostavat perustan Euklidinen geometria. Yksi näistä, paralleelipostulaatin on ollut keskustelun aiheena joukossa matemaatikot vuosisatoja. Siinä todetaan, että tahansa tasolta, jolla on suora viiva L1 ja piste P ei L1, on vain yksi suora viiva L2 koneessa joka kulkee pisteen P ja on yhdensuuntainen suoran viivan L1. Kunnes 19. luvulla, muutama epäili totuuden olettamus; sen sijaan Keskustelussa yli oliko tarpeen, koska selviö, vai onko se oli teoria, joka voisi olla peräisin muista aksioomista. Noin 1830 kuitenkin, Unkarin János Bolyai ja Venäjän Nikolai Ivanovitš Lobachevsky erikseen julkaistu tutkielmia tyyppinen geometria, joka ei sisällä paralleelipostulaatin, nimeltään hyperbolinen geometria. Tässä geometria, ääretön määrä rinnakkaista syötön pisteen P. Näin ollen summa kulmien kolmio on alle 180 ° ja suhde ympyrän kehän sen halkaisija on suurempi kuin pi. Vuonna 1850, Bernhard Riemann kehitti vastaavan teorian elliptinen geometria, jossa ei samansuuntaisesti kulkevat P. Tässä geometria, kolmio on yli 180 ° ja piireissä on suhde ympärysmitta-to-halkaisija on pienempi kuin pi.

Gauss ja Poincarén

Vaikka oli vallitseva Kantin yksimielisyys aikaan, kun Epäeuklidinen geometriaa oli virallistettu, jotkut alkoivat ihmetellä, onko fyysinen tila on kaareva. Carl Friedrich Gauss, saksalainen matemaatikko, oli ensimmäinen harkitsemaan empiirinen tutkimus geometrinen rakenne tilaa. Hän ajatteli tehdä testi kulmien summa on valtava tähtien kolmion ja on olemassa raportteja hän tosiasiallisesti suoritettu testi, pienessä mittakaavassa, triangulating vuorenhuippuja Saksassa.

Henri Poincaré, ranskalainen matemaatikko ja fyysikko myöhässä 19th luvulla käyttöön tärkeää tietoa, jossa hän yritti osoittaa turhuuden kaikki yritykset löytää joka geometria sovelletaan tilaa kokeilu. Hän katsoi tukalaan että joutuisi tiedemiehet jos ne rajoittuvat pinnan kuvitteellinen suuri Pallon ja erityisiä ominaisuuksia, tunnetaan alalla maailman. Tässä maailmassa, lämpötila on toteutettu vaihdella siten, että kaikki esineet laajentaa ja sopimus samassa suhteessa eri paikoissa alalla. Sopivalla falloff lämpötilan, jos tutkijat yrittävät käyttää mittatangot määrittää kulmien summa on kolmion, ne voidaan harhaan luulemaan, että he elävät kone, pikemminkin kuin pallomainen pinta. Itse asiassa tutkijat eivät voi periaatteessa onko ne elävät kone tai pallo ja, Poincarén väitti, sama pätee keskustelua siitä todellinen tila ei euklidinen vai ei. Hänelle, joka geometriaa käytetään kuvaamaan tilaa, oli kysymys yleissopimuksen. Koska Euklidinen geometria on yksinkertaisempi kuin Epäeuklidinen geometria, hän olettaa entinen aina käyttää kuvaamaan "todellista" geometria maailman.

Einstein

Vuonna 1905 Albert Einstein julkaisi kirjan erityinen Suhteellisuusteoria, jossa hän ehdotti, että tila ja aika yhdistetään yhdeksi konstruktiin tunnetaan avaruuden. Tässä teoriassa, valon nopeus tyhjiössä on sama kaikille tarkkailijoille, jonka seurauksena on, että kaksi tapahtumia, jotka näyttävät samanaikaisesti yhden tietyn tarkkailija ei samanaikaisesti toisen tarkkailijan jos tarkkailijat liikkuvat suhteessa toisiinsa. Lisäksi tarkkailija mittaa liikkuvan kellon rasti hitaammin kuin yksi, joka on paikallaan niiden osalta; ja esineet mitataan lyhennettävä suuntaan, että ne liikkuvat suhteen tarkkailija.

Seuraavien kymmenen vuotta Einstein työskennellyt yleisen suhteellisuusteorian, joka on teoria siitä, miten painovoiman vuorovaikutuksessa avaruuden. Sen sijaan katselu painovoiman voimakenttä toimii aika-avaruuteen, Einstein ehdotti, että se muuttaa geometrinen rakenne avaruusaika itse. Mukaan yleisen teorian, aika kuluu hitaammin paikoissa pienemmillä painovoiman mahdollisuuksia ja valonsäteet mutka läsnäollessa painovoimakentässä. Tutkijat ovat tutkineet käyttäytymistä binary pulsareja, vahvistaa ennusteet Einsteinin teorioita ja Epäeuklidinen geometria on yleensä käytetään kuvaamaan avaruuden.

Matematiikka

Nykyaikaisessa matematiikka tilat määritellään, joissa on jonkin verran lisätty rakenne. Ne ovat usein kuvataan erilaisia ​​manifolds, jotka ovat tiloja, jotka paikallisesti arvioitu olevan sama kuin euklidinen avaruus, ja jossa ominaisuudet määritetään pitkälti paikallisten yhteyksien pisteiden että makaamaan moninaiset. On kuitenkin monia erilaisia ​​matemaattisia objekteja, joita kutsutaan tilat. Esimerkiksi vektoriavaruudet kuten funktio välilyöntejä voi olla ääretön määrä riippumattomia mitat ja käsite etäisyyden hyvin erilainen euklidinen avaruus, ja topologinen välilyöntejä korvata käsite matkan enemmän abstrakti ajatus läheisyyden.

Fysiikka

Klassinen mekaniikka

Avaruus on yksi harvoista perusoikeuksien määrät fysiikan, eli se ei voi määritellä kautta muita määriä, koska mitään perusteellisempaa tunnetaan tällä hetkellä. Toisaalta, se voi liittyä muiden perusoikeuksien määriä. Niinpä, samanlainen kuin muut perus- määriin, tila voidaan tutkia kautta mittausta ja kokeilua.

Suhteellisuus

Ennen Einsteinin työn suhteellisuusteorian fysiikan, aika ja avaruus nähtiin riippumaton mitat. Einsteinin löydöt osoittivat, että koska suhteellisuusteoria liikkeen meidän tilaa ja aikaa voidaan matemaattisesti yhdistää yhdeksi objekti avaruuden. On käynyt ilmi, että matkoja tilan tai ajan erikseen ole invariantti suhteessa Lorentz koordinaattimunnosten, mutta etäisyyksiä Minkowskin tila-aika sekä tila-aika välit ovat joka oikeuttaa nimi.

Lisäksi aikaa ja tilaa mitat ei tulisi pitää täsmälleen vastaava Minkowskin tila-aika. Yksi voi vapaasti liikkua avaruudessa mutta ei ajoissa. Siten aikaa ja tilaa koordinaatit kohdellaan eri sekä suhteellisuusteorian ja yleinen suhteellisuusteoria.

Lisäksi Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian, oletetaan, että tila-aika on geometrisesti distorted- kaareva-lähellä on painovoimaisesti merkittäviä massoja.

Yksi seuraus tästä postulate, joka seuraa yhtälöt yleinen suhteellisuusteoria, on ennuste liikkuvien laineet aika-avaruuden, jota kutsutaan gravitaatioaaltoja. Vaikka epäsuoria todisteita näiden aallot on havaittu kokeissa yritetään suoraan mitata näitä aallot ovat käynnissä.

Kosmologia

Suhteellisuusteoria teoriassa johtaa kosmologisen kysymykseen, mikä muoto maailmankaikkeus on, ja missä tilaa tuli. Näyttää siltä, ​​että tila luotiin Big Bang, 13,8 miljardia vuotta sitten ja on kasvanut siitä lähtien. Yleinen muoto tila ei ole tiedossa, mutta tila tiedetään laajenee hyvin nopeasti, koska Cosmic Inflaatio.

Spatial mittaus

Mittaaminen fyysinen tila on jo pitkään ollut tärkeä. Vaikka aikaisemmin yhteiskunnat olivat kehittyneet mittausjärjestelmät, kansainvälisen mittayksikköjärjestelmän ,, on nyt yleisin järjestelmä yksiköitä käytetään mittaus- tilan, ja on lähes yleisesti käytetään.

Tällä hetkellä, standardi tila väli, jota kutsutaan standardi metri tai yksinkertaisesti mittari, on määritelty kulkema matka valon tyhjiössä aikana aikaväli tarkalleen 1/299792458 toisen. Tämä määritelmä yhdistettynä nykyinen määrittely toinen perustuu erityistä Suhteellisuusteoria, joissa valon nopeudella roolissa perustavanlaatuinen jatkuva luonnon.

Maantieteellinen tilaa

Maantiede on tieteenala huolissaan tunnistaa ja kuvailla maapallon hyödyntäen tilanhahmotuskykyä yrittää ymmärtää, miksi asiat ovat olemassa tietyissä paikoissa. Kartat ovat kartoitus välilyöntejä voidaan paremmin valikkoon, visualisointi tarkoituksiin ja toimia sijaintia koskevien laite. Geostatistiikka sovelletaan tilastollisia käsitteitä kerättyjä paikkatietoja luoda arvio huomaamatta ilmiöitä.

Maantieteellinen tilaa pidetään usein maa, ja voi olla suhteessa omistukseen käyttöä. Vaikka joissakin kulttuureissa puolustaa yksilön oikeuksia kannalta omistuksen, muiden kulttuurien samaistua yhteisöllinen lähestymistapa maanomistukseen, mutta silti muita kulttuureja, kuten Australian aboriginaalien sijaan väittää omistus oikeudet maahan, kääntää suhde ja katsovat, että niillä ovat itse asiassa omistaa maata. Aluesuunnittelu on menetelmä säännellään tilankäyttö maa-tasolla, jossa päätökset alueellisella, kansallisella ja kansainvälisellä tasolla. Tila voi myös vaikuttaa ihmisen ja kulttuurin käyttäytymistä, on tärkeä tekijä arkkitehtuuri, jossa se vaikuttaa rakennusten suunnitteluun ja rakenteiden sekä maatalouden.

Omistus tilaa ei rajoitu maata. Omistus ilmatilan ja vesien päätetään kansainvälisesti. Muut omistus on hiljattain väittäneet muihin tiloihin esimerkiksi radiokaistojen sähkömagneettisen spektrin tai kyberavaruudessa.

Julkinen tila on termi, jota käytetään määrittelemään maa-alueita kuin yhdessä omistama yhteisö, ja hallinnoitava niiden nimityksen mukaan valtuutettujen elinten; tällaiset tilat ovat avoimia kaikille, kun taas yksityinen omaisuus on maa kulttuurisesti omistaa henkilö tai yritys, omaan käyttöön ja mielihyvää.

Abstrakti tila on termi, jota käytetään maantiede viittaamaan hypoteettinen tila ominaista täydellinen homogeenisuus. Mallinnettaessa toiminnan tai käyttäytymisen, se on käsitteellinen väline, jota käytetään rajoittamaan ylimääräisiä muuttujia kuten maasto.

Psykologian

Psykologit ensin alkoi tutkia, miten tila on koettu keskellä 19th century. Ne nyt koskee tällaisia ​​tutkimuksia pitävät sitä erillisenä haara psykologian. Psykologit analysoidaan tilan hahmottamiseen ovat huolissaan, miten tunnustamista objektin ulkonäköä tai sen vuorovaikutus koetaan, katso esimerkiksi, visuaalista tilaa.

Muut, enemmän erikoistunut aiheita tutkittu kuuluvat amodal havaitseminen ja objekti pysyvyys. Käsitys ympäristössä on tärkeää, koska sen tarpeen merkitystä selviytymisen, erityisesti mitä tulee metsästykseen ja itse säilytyksestä sekä vain yksi ajatus henkilökohtaista tilaa.

Useat avaruusalan fobioita on tunnistettu, mukaan lukien julkisten paikkojen pelko, astrophobia ja klaustrofobia.

Edellinen artikkeli Alchemy Index Vols. I & amp; II
Seuraava artikkeli Aalto Rock