什么是空间?

关系主义和绝对主义

牛顿力学预测粒子的运动，或者粒子的位置空间随着时间而改变。但是，要有一种理论来预测粒子在空间中的位置如何随时间变化，就必须有一个关于每个粒子在空间中碰巧占据的位置的确定事实。换句话说，这样的理论要求空间本身是一种独立存在的东西——一种粒子可能占据某一部分的东西，或者一种粒子可能相对运动的东西。然而，恰好有一个悠久而杰出的哲学传统，怀疑这样的东西是否存在。

这种怀疑是基于这样一个事实，即甚至很难想象一个人是如何做到的测量任何粒子在空间中的绝对位置，或任何粒子的组合，都可以被计算出来。例如，什么样的观测将决定宇宙中的每一个粒子宇宙突然移动到比原来位置左移一百万公里的位置?根据一些哲学家的观点，假设宇宙中存在事实问题，这至少是错误的，甚至可能是不连贯的人类原则上不可能经验访问。“事实”必须是某种可以通过某种测量手段，至少在原则上可以验证的东西。因此，只有当某个事物是相关的——一个关于粒子之间距离的事实——它才能成为关于空间的事实。谈论“绝对”立场的事实完全是无稽之谈。

这种关于空间本质的观点被称为关系论，它断言空间不是一个独立存在的事物，而仅仅是粒子之间可能存在的无限不同空间关系的数学表示。在相反的观点中，被称为专制主义空间是一个独立存在的东西，宇宙中可能存在的事实不一定与原则上可以通过测量确定的事实相吻合。

从表面上看，牛顿的世界体系是绝对主义的的想法的空间。牛顿力学声称粒子的位置——不仅仅是它们的相对位置——是如何随时间变化的，它还声称什么定律将支配运动的粒子在宇宙中完全孤独。另一方面，关系主义坚持这样一个命题，即即使去探究这些规律可能是什么，也是毫无意义的。

的relationist批判绝对空间理论起源于德国哲学家戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(1646年至1716年)和保卫专制主义毫不奇怪，开始于牛顿本人，连同他的哲学助手塞缪尔·克拉克(1675 - 1729)。这两种立场之间的辩论一直持续到今天，采取了许多不同的形式，产生了许多重要的后果。

康德关于不一致的对应物

在牛顿死后大约150年，这场辩论的基本特征在一篇论文中得到了生动的展示思想实验由德国启蒙哲学家提出伊曼努尔康德(1720 - 1804)。根据康德的观点，关系论不可能是正确的，因为它所承认的关于世界的空间事实比明显存在的要少。

考虑一对可能的宇宙，其中一个宇宙的唯一对象是右手手套，另一个宇宙的唯一对象是左手手套(其他方面完全相同)手套．这两个宇宙在任何方面都没有区别空间关系主义者承认的事实:组成右手手套的粒子之间的空间关系与组成左手手套的粒子之间的空间关系是一样的(也就是说，手套是“关系相同的”)。然而，这两个宇宙是不同的，因为手套的形状是这样的，无论如何转动或旋转，它们都不能完全重合。因此，康德总结说，关系主义是错误的。

关系主义者对康德论点的回应本质上是否认两个宇宙(或手套)在本质上是不同的，正如康德所建议的那样。响应可以用一般形式表示如下。

考虑所有数学上可能的物质形状的集合——也就是说，所有数学上可能的粒子排列。这些形状有的可以，有的不能，完全符合他们的镜像。裤子而且帽子例如，手套和鞋子不能与它们的镜像相一致;后者是“手性的”，前者是“非手性的”。但是右撇子和左撇子偏手性不合法的relationist谓词，利手性本身当然是。也就是说，某种形状是否为手形，只取决于它与手形之间的距离组成粒子。此外,任何两个关系的构型是否相同的对象,如一双手套,是相同的或不同的两个物体互相可以准确一致的空间是完全取决于第一个对象的组成粒子之间的距离和相应的第二个对象的组成粒子的粒子(例如,第一个手套的拇指和粒子的拇指的第二个手套)。除了这些空间关系之外，没有什么可能会产生影响。

如果决定一对关系相同的物体的手性相同或不同的唯一东西是它们对应粒子之间的空间关系，那么两个相反手的物体之间不可能有任何“内在的”差异。必然存在这种差异的印象可以追溯到这样一个事实，即所讨论的特定类型的关系——尽管它是完全的、完全的空间关系——是任何三维旋转和平移的组合都无法改变的。

从这一分析可以看出，康德思想实验的两只手套是否具有相同的用手性，不存在任何事实问题。这是因为手套的相应粒子之间根本不存在任何空间关系构成两个不同的宇宙。

绝对主义和关系主义之间的争论直到20世纪中叶才有明显的进展，当时发现了新的基本物理定律，这些定律显然无法用关系主义的语言表达。所讨论的定律涉及某些基本粒子的衰变产物。它们的衰变产物出现的空间构型总是呈手形;此外，这些基本粒子中的一些更有可能衰变成右手构型的版本，而不是左手构型的版本(反之亦然)。当然，这些法则在关系主义者的词汇中是无法表达的。

但是关系论者能够论证说，这些定律可以被重新表述为:(1)给定一个这样的基本粒子，它的衰变产物必然会显示某种类型的手态，(2)任何一大群这样的基本粒子的衰变产物的构型可能会落入两个相反的手态，(3)这两个类在大小上可能是不相等的。

尽管关系主义者立场的内在一致性和经验充分性是无懈可击的，但它是有一定的概念上的因为现在所讨论的粒子的衰变规律似乎具有一种奇怪的“非局域”特征，也就是说，它们似乎需要在空间和时间距离上同时起作用。也就是说，在对世界的这种解释中，规律对每一个新的衰变事件的要求显然是，它与在其他地方和以前发生的这种基本粒子的大多数衰变具有相同的手性。