空間

本文是關於距離和方向的一般框架。對於地球大氣層以外的空間，請參閱外太空。對於寫作分離器，請參閱空間（標點符號）。對於其他用途，請參閱空間（歧義）.
右撇子三維笛卡爾坐標系用於指示空間中的位置。

空間是無限的三維範圍對象事件有相對位置和方向.[1]在古典物理，經常在三個中構想物理空間線性方面， 雖然現代物理學家通常考慮時間，成為無限的一部分四維連續被稱為時空。空間的概念對於理解物理被認為是至關重要的宇宙。但是，分歧在哲學家關於它本身是否是實體，實體之間的關係，還是概念框架.

關於空間的性質，本質和存在方式的辯論可以追溯到古代。即，像Timaeu​​s的柏拉圖， 或者蘇格拉底在他對希臘人的反思中khôra（即“空間”），或物理的亞里士多德（第四本書，三角洲）在定義中拓撲（即位置），或在後來的“地點幾何概念”中為“空間”qua擴展”話語（Qawl fi al-makan11世紀阿拉伯人多層alhazen.[2]這些古典哲學問題中有許多在再生然後在17世紀重新進行了重新制定，特別是在早期發展期間古典力學。在艾薩克·牛頓的觀點，空間是絕對的，因為它是永久性地存在於空間中是否存在任何物質的意義上。[3]其他自然哲學家， 尤其Gottfried Leibniz，以為空間實際上是對象之間的關係的集合距離和方向彼此。在18世紀，哲學家和神學家喬治·伯克利試圖反駁他的“空間深度的可見性”關於新的視覺理論的論文。後來，形而上學家伊曼紐爾·康德說空間和時間的概念不是從外界的經驗中得出的經驗，它們是人類已經擁有和使用以構建所有經驗的已經給出的系統框架的要素。康德在他的中提到了“空間”的經歷純粹理性的批評作為主觀的“純粹先驗直覺的形式”。

在19世紀和20世紀，數學家開始研究非歐盟人，在哪個空間被認為是彎曲， 而不是平坦的。根據艾爾伯特愛因斯坦的理論一般相對論，周圍的空間引力場偏離歐幾里得空間。[4]實驗一般相對論的測試已經確認非歐幾里得幾何形狀為空間形狀提供了更好的模型。

空間哲學

伽利略

加利利和笛卡爾關於空間，物質和運動的理論是基礎科學革命，據了解，這是由於牛頓原理1687年。[5]牛頓關於時空的理論幫助他解釋了物體的運動。儘管他的空間理論被認為是物理學上最具影響力的，但它從他的前任的觀念中出現了。[6]

作為一個開拓者之一現代科學，伽利略修改了已建立的亞里士多德和托勒密關於地中心宇宙。他支持哥白尼宇宙是的理論中心，中央有固定的陽光，行星（包括地球）在太陽周圍遍布。如果地球移動，亞里士多德的信念是，它的自然趨勢是保持靜止的問題。伽利略想證明太陽在其軸線周圍移動，這種運動對物體和靜止狀態一樣自然。換句話說，對於伽利略而言，包括地球在內的天體自然傾向於圓圈移動。這種觀點取代了另一個亞里士多德的想法，所有物體都傾向於其指定的自然佔地。[7]

雷內笛卡爾

笛卡爾著手用關於空間和運動的理論代替亞里士多德世界觀自然法。換句話說，他尋求形而上學基礎或機械的解釋他關於物質和運動的理論。笛卡爾空間曾是歐幾里得在結構中 - 限制，均勻和平坦。[8]它被定義為包含物質的東西；相反，從定義上講，物質具有空間擴展，因此沒有空空間之類的東西。[5]

笛卡爾的空間概念與他關於身體，思想和物質本質的理論緊密相關。他以他的“ cogito ergo sum”（我認為我是）或我們只能確定我們可以懷疑，因此思考並因此存在的事實的想法而聞名。他的理論屬於理性主義者傳統，將關於世界的知識歸因於我們思考的能力，而不是我們的經驗，經驗主義者相信。[9]他在身體和心靈之間提出了明顯的區別，這被稱為笛卡爾二元論.

萊布尼茲和牛頓

Gottfried Leibniz

跟隨伽利略和笛卡爾，在十七世紀時空哲學圍繞Gottfried Leibniz，一位德國哲學家 - 會員和艾薩克·牛頓，他們提出了兩個空間的對立理論。萊布尼茲（Leibniz）並沒有成為獨立存在的實體，而是認為空間不過是世界上物體之間的空間關係的收集：“空間是由綜合位置造成的”。[10]空地的區域是可以其中有對象，因此與其他地方的空間關係。那麼，對於萊布尼茲來說，空間是理想化的抽象從個人實體或其可能位置之間的關係，因此不能連續的但是必須是離散的.[11]可以以與家庭成員之間的關係類似的方式來思考空間。儘管家庭中的人們彼此相關，但這種關係並非獨立於人民。[12]萊布尼茲（Leibniz）認為，空間不能獨立於世界上的物體存在，因為這意味著兩個宇宙之間的差異完全相似，除了每個宇宙中物質世界的位置。但是，由於沒有觀察方式將這些宇宙分開，根據不明智的身份，它們之間沒有真正的區別。根據充分理由的原則，任何暗示可能存在這兩個宇宙的空間理論都必須是錯誤的。[13]

艾薩克·牛頓

牛頓藉此空間不僅僅是物質對象之間的關係，並且基於他的立場觀察和實驗。為一個關係主義者之間沒有真正的區別慣性運動，其中對像以恆定行進速度， 和非慣性運動，其中速度隨時間變化，因為所有空間測量都與其他對象及其運動相對。但是牛頓認為，由於非慣性運動會產生軍隊，必須是絕對的。[14]他以旋轉桶裡的水展示他的論點。水中的水桶從繩索懸掛並旋轉，從平坦的表面開始。一段時間後，隨著水桶的繼續旋轉，水的表面變得凹了。如果鏟斗的旋轉停止，則水的表面在繼續旋轉時保持凹形。因此，凹面表面顯然不是鏟斗和水之間相對運動的結果。[15]牛頓認為，取而代之的是，它必須是相對於空間本身的非慣用運動的結果。幾個世紀以來，遺願論點被認為是決定性的，表明空間必須獨立於物質存在。

康德

伊曼紐爾·康德

在十八世紀，德國哲學家伊曼紐爾·康德發展了一個理論知識關於空間的知識可以是先驗和合成的.[16]根據康德的說法，關於空間的知識是合成的，在該陳述中，由於語句中的單詞的含義不僅僅是真實的。在他的工作中，康德拒絕了空間必須是實質或關係的觀點。取而代之的是，他得出的結論是，人類沒有發現時空和時間是世界的客觀特徵，而是我們強加於組織體驗框架的一部分。[17]

非歐幾里得幾何形狀

主要文章：非歐幾里得幾何形狀
球形幾何形狀類似於橢圓幾何。在領域（這表面一個球）沒有平行線.

歐幾里得元素包含五個假設，構成了歐幾里得幾何形狀的基礎。其中之一，平行假設多世紀以來一直是數學家辯論的主題。它指出任何飛機有一條直線L1和一個點p不開L1，正好有一條直線L2在通過點的飛機上p並且平行於直線L1。直到19世紀，很少有人懷疑該假設的真相。取而代之的是，辯論是因為是否有必要作為公理，還是可以從其他公理中得出的理論。[18]不過1830年左右，匈牙利人JánosBolyai和俄羅斯人尼古拉·伊万諾維奇·羅巴喬夫斯基單獨發表的關於一種幾何類型的論文，不包括平行假設，稱為雙曲幾何形狀。在這個幾何形狀中，無窮平行線通過點p。因此，三角形中的角度之和小於180°，A的比率圓圈圓周對其直徑大於pi。在1850年代，伯恩哈德·里曼（Bernhard Riemann）發展了一個等效的理論橢圓幾何，在其中沒有平行線通過p。在這種幾何形狀中，三角形的圓圈與直對直徑的比例超過180°pi.

幾何類型相似之處三角形中的角度的總和周長與圓直徑之比曲率的度量
雙曲線無窮< 180°>π< 0
歐幾里得1180°π0
橢圓形0> 180°< π> 0

高斯和龐加萊

卡爾·弗里德里希高斯（Carl Friedrich Gauss）
HenriPoincaré

儘管當時達成了普遍的康德共識，但一旦非歐盟的幾何形式被正式化，有些人開始懷疑物理空間是否彎曲。卡爾·弗里德里希高斯（Carl Friedrich Gauss）德國數學家，是第一個考慮對空間幾何結構的實證研究的人。他想到測試一個巨大的恆星三角角度的總和，有報導說他實際上是通過小規模進行的測試三角調節德國的山頂。[19]

HenriPoincaré是19世紀後期的法國數學家和物理學家，他引入了一個重要的見解，他試圖證明任何嘗試通過實驗適用於太空的嘗試的嘗試的徒勞。[20]他認為，如果將科學家局限於具有特定特性的虛構大球的表面，被稱為球體世界。在這個世界上，溫度的變化以這樣的方式變化，使所有物體在球體的不同位置都以相似的比例擴展和收縮。在適當的溫度下降的情況下，如果科學家試圖使用測量桿來確定三角形中的角度之和，則可以欺騙他們認為他們居住在平面而不是球形表面。[21]實際上，科學家原則上不能確定他們是否居住在飛機還是球體中，而龐加萊認為，關於真實空間是否是歐幾里得的辯論也是如此。對他來說，幾何形狀被用來描述空間是一個問題慣例.[22]自從歐幾里得的幾何形狀他比非歐幾里得的幾何形狀更簡單，他認為前者始終被用來描述世界的“真實”幾何形狀。[23]

愛因斯坦

艾爾伯特愛因斯坦

1905年，艾爾伯特愛因斯坦出版了他的相對論特殊理論，這導致了一個概念，即時空可以被視為一種稱為單一的構造時空。在這個理論中，光速在一個真空對於所有觀察者來說都是一樣的 - 結果如果觀察者彼此移動，那麼與一個特定觀察者同時似乎同時的兩個事件將與另一個觀察者同時。此外，觀察者將測量一個移動時鐘滴答速度更慢比它們固定的一個；並測量對象要縮短朝著他們相對於觀察者移動的方向。

隨後，愛因斯坦從事相對論一般理論，這是關於如何重力與時空相互作用。而不是將重力視為力場愛因斯坦在時空作用，建議它修改了時空本身的幾何結構。[24]根據一般理論，時間進展較慢在引力場存在下具有較低重力電勢和輕彎線的位置。科學家研究了二元脈衝星，確認愛因斯坦理論的預測以及非歐幾里得幾何形狀通常用於描述時空。

數學

主要文章：三維空間
不要混淆空間（數學）.

在現代數學中空間定義為套具有一些添加的結構。它們經常被描述為不同類型的歧管，這是局部近似於歐幾里得空間的空間，並且在很大程度上定義了屬性的位置，主要是在歧管上的點的局部連接上定義。但是，有許多稱為空間的數學對象。例如，向量空間如功能空間可能具有無限數量的獨立維度和距離的概念，與歐幾里得空間截然不同，並且拓撲空間用更抽象的近乎近距離替換距離的概念。

物理

空間是少數基本數量在物理，這意味著無法通過其他數量來定義它，因為目前沒有什麼更基本的。另一方面，它可能與其他基本數量有關。因此，類似於其他基本數量（例如時間和時間）大量的），可以通過測量和實驗。

今天，我們的三維空間被視為嵌入在四維中時空，叫Minkowski空間（看特殊相對論）。時空背後的想法是時間是雙曲線正交三個空間維度中的每個。

相對論

主要文章：相對論

前艾爾伯特愛因斯坦在相對論物理學，時間和空間上的工作被視為獨立維度。愛因斯坦的發現表明，由於運動的相對性，我們的空間和時間可以在數學上合併為一個對象 - 時空。事實證明空間或IN時間對於洛倫茲坐標轉換，分別不是不變的，而是沿著Minkowski空間的距離時空間隔是 - 證明名稱是合理的。

另外，在Minkowski空間中，不應確切地將時間和空間維度視為完全等效。一個人可以在太空中自由移動，但不能及時移動。因此，時間和空間坐標在特殊相對論（有時將時間視為假想協調）和一般相對論（將不同符號分配給時間和空間組件的地方時空公制）。

此外，在愛因斯坦的相對論一般理論，據推測，時空是幾何扭曲的 - 彎曲 - 接近重力顯著的質量。[25]

從一般相對論的方程式遵循的這一假設的結果是，時空的移動波紋的預測，稱為引力波。雖然已經發現了這些波的間接證據（在Hulse -Taylor二進制例如，試圖直接測量這些波的實驗正在進行中Ligo和處女座協作。Ligo科學家報告了首先對引力波的直接觀察2015年9月14日。[26][27]

宇宙學

主要文章：宇宙的形狀

相對論導致宇宙學宇宙是什麼形狀的問題，空間的來源。看來空間是在大爆炸，138億年前[28]從那以後一直在擴張。空間的整體形狀尚不清楚，但由於空間的擴展非常迅速宇宙通貨膨脹.

空間測量

主要文章：測量

測量物理空間長期以來一直很重要。儘管較早的社會已經開發了測量系統，但國際單位體系（SI）現在是用於測量空間的最常見單元系統，幾乎是普遍使用的。

當前，稱為標準儀或簡單米的標準空間間隔定義為在真空中通過光線傳播的距離在一秒鐘的時間間隔正好為1/299,792,458。該定義加上第二個定義的定義是基於相對論特殊理論在其中光速發揮自然基本常數的作用。

地理空間

也可以看看：空間分析

地理科學的分支與識別和描述上的位置有關地球，利用空間意識來嘗試了解為什麼在特定位置存在的事物。製圖是繪製空間以允許更好的導航，用於可視化目的並充當位置設備的映射。地統計學將統計概念應用於收集的地球空間數據，以創建未觀察到的現象的估計值。

地理空間通常被認為是土地，可以與所有權用法（在哪個空間被視為財產或領土）。儘管某些文化在所有權方面主張個人的權利，但其他文化將以公共土地所有權的方式認同，而其他文化也將澳大利亞原住民，而不是主張土地所有權，而是顛倒關係並認為它們實際上是土地所有的。空間規劃是一種規範在土地水平上使用空間的方法，並在區域，國家和國際級別做出決定。空間還會影響人類和文化行為，是建築的重要因素，它將影響建築物和結構的設計以及農業。

空間的所有權不限於土地。所有權空域和水在國際上決定。最近已經主張了其他空間的其他形式的所有權，例如電磁頻譜或者網絡空間.

公共空間是一個用來定義社區共同擁有的土地區域的術語，並以委派機構的名義管理；這樣的空間向所有人開放，私人財產是個人或公司在文化上擁有的土地，出於自己的使用和愉悅。

抽象空間是使用的術語地理指的是以完全同質性為特徵的假設空間。在建模活動或行為時，它是用於限制的概念工具外部變量例如地形。

在心理學中

心理學家首先開始研究19世紀中葉空間的方式。現在關心此類研究的人將其視為心理學。分析空間感知的心理學家與對物體外觀的認識或其相互作用的感知有關，例如視覺空間.

其他更專業的主題包括Amodal感知和對象永久。這洞察力周圍環境的重要性很重要，因為它與生存相關，尤其是關於打獵和自我保存以及簡單的想法個人空間.

幾個與空間有關的恐懼症已被確定，包括恐懼症（對開放空間的恐懼），天體恐懼症（對天體空間的恐懼）和幽閉恐懼症（對封閉空間的恐懼）。

人們認為對人類三維空間的理解是在嬰儿期使用無意識的推理，並且與手眼協調。在三個維度上感知世界的視覺能力稱為深度感知.

在社會科學中

從社會科學中研究了空間馬克思主義，女權主義，後現代主義，後殖民主義，城市理論和關鍵地理。這些理論解釋了殖民主義，跨大西洋奴隸制和全球化對我們對空間和地點的理解和經驗的影響。自1980年代以來，該主題引起了人們的關注Henri Lefebvre空間的生產。在本書中，Lefebvre應用了關於商品生產和資本積累的馬克思主義思想，以討論作為社會產品的空間。他的重點是產生空間的多重和重疊的社會過程。[29]

在他的書中後現代性的狀況，大衛·哈維（David Harvey）描述了他所說的“時空壓縮“這是技術進步和資本主義對我們對時間，空間和距離的看法的影響。[30]生產和消費資本影響方式的變化，並受運輸和技術發展的影響。這些進步在跨時空，新市場和城市中心的富裕精英團體之間建立了關係，所有這些都消滅了距離，並影響了我們對線性和距離的看法。[31]

在他的書中第三空間，愛德華·索哈（Edward Soja）將空間和空間性描述為他所謂的“存在試驗學”的一個組成和被忽視的方面，這是決定我們如何居住，體驗和理解世界的三種模式。他認為，人文和社會科學中的批判理論研究了我們生活經驗的歷史和社會維度，忽略了空間維度。[32]他以亨利·勒費弗（Henri Lefebvre）的工作為基礎，以解決人類理解空間的二元論方式，即物質/物理或代表/想像中的空間。Lefebvre的“居住空間”[33]Soja的“第三空間”是說明人類理解和導航位置的複雜方式的術語，這些方式“ First -Space”和“ Seconja soja的材料和想像空間的術語）並未完全包含。

後殖民理論家霍米·巴巴（Homi Bhabha）的概念第三空間儘管這兩個術語都提供了一種思考的方式，但與Soja的第三空間不同。二進制邏輯。Bhabha的第三空間是混合文化形式和身份的空間。在他的理論中雜交種描述了通過殖民者與殖民地之間的相互作用出現的新文化形式。[34]

也可以看看

參考

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