Kredit:Pexels, CC BY
Berg. valar. De avlägsna stjärnorna. Alla dessa saker finns i rymden, och det gör vi också. Våra kroppar tar upp en viss mängd utrymme. När vi går till jobbet, vi rör oss genom rymden. Men vad är utrymme? Är det ens en verklig, fysisk enhet? År 1717, en strid utkämpades om denna fråga. Exakt 300 år senare, det fortsätter.
Du kanske tror att fysiker har "löst" problemet med rymden. Sådana som matematikern Hermann Minkowski och fysikern Albert Einstein lärde oss att uppfatta rum och tid som ett enhetligt kontinuum, hjälper oss att förstå hur mycket stora och mycket små saker som enskilda atomer rör sig. Ändå, vi har inte löst frågan om vad utrymme är. Om du sög ut all materia ur universum, skulle utrymme lämnas kvar?
Det tjugoförsta århundradets fysik är utan tvekan kompatibel med två mycket olika berättelser om rymden:"relationism" och "absolutism". Båda dessa åsikter har sin popularitet att tacka Caroline av Ansbach (1683-1737), en tyskfödd drottning av Storbritannien, som stack in hennes åra i de filosofiska strömmarna som virvlade runt henne.
Caroline var en angelägen filosof, och i början av 1700-talet planerade hon att ställa de ledande filosofierna från sin period mot varandra. På kontinenten, filosofer fastnade i "rationalism", spinnvärldsteorier från fåtöljer. Under tiden, Brittiska filosofer utvecklade vetenskapsinspirerad "empirism" - teorier byggda på observationer. De dyrkade vetenskapsmän som Robert Boyle och Isaac Newton.
Caroline bad två filosofer att brevväxla. En var den tyske filosofen Gottfried Leibniz, rationalist par excellence. Den andre var den engelske filosofen Samuel Clarke, en nära vän till Newton. De två männen kom överens, och deras utbyte publicerades 1717 som A Collection of Papers. Den tråkiga titeln låter inte så mycket, men dessa tidningar var revolutionerande. Och en av deras centrala frågor var rymdens natur.
Allt eller inget?
Finns det utrymme mellan stjärnorna? Relationisten Leibniz hävdade att rymden är de rumsliga relationerna mellan ting. Australien ligger "söder om" Singapore. Trädet är "tre meter kvar av" busken. Sean Spicer är "bakom" busken. Det betyder att rymden inte skulle existera oberoende av de saker som den förbinder. För Leibniz, om inget fanns, det kunde inte finnas några rumsliga relationer. Om vårt universum förstördes, utrymme skulle inte finnas.
I kontrast, absolutisten Clarke hävdade att rymden är en sorts substans som finns överallt. Rymden är en gigantisk behållare, innehåller allt i universum:stjärnor, planeter, oss. Rymden låter oss förstå hur saker rör sig från en plats till en annan, om hur hela vårt materiella universum kunde röra sig genom rymden. Vad mer, Clarke hävdade att rymden är gudomlig:rymden är Guds närvaro i världen. På ett sätt, rymden är Gud. För Clarke, om vårt universum förstördes, utrymme skulle lämnas kvar. Precis som du inte kan ta bort Gud, du kan inte ta bort utrymme.
Leibniz-Clarke-breven exploderade i början av 1700-talets tanke. Tänkare som Newton, som redan var inblandade i debatten, drogs djupare in. Newton hävdade att rymden var mer än relationerna mellan materiella objekt. Han hävdade att det var en absolut enhet, att allt rör sig i förhållande till det. Detta ledde till skillnaden mellan "relativ" och "absolut" rörelse. Jorden rör sig i förhållande till andra materiella ting, som solen, men den rör sig också absolut – med hänsyn till utrymmet.
Andra gick med i partiet senare, som Immanuel Kant. Han trodde att rymden bara är ett koncept som människor använder för att förstå världen, snarare än en verklig enhet. Det var inte bara filosofer och fysiker som hade synpunkter på rymden heller. Alla möjliga människor sa sitt, från strumpmakare till arrendatorer. En särskilt osannolik diskussion om rymden dyker upp i Thomas Amorys 1755 Memoirs:Containing the Lives of Several Ladies of Great Britain.
Problemet med Gud
Människor var särskilt nervösa över Clarkes syn på att rymden är Gud. Betyder det att vi rör oss genom Gud hela tiden? Gud ser inte bara allt, är han överallt? De blev också oroliga för Big Things. Som en val tar upp mer plats än en helig man, är en val heligare? Eftersom bergen är så stora, är de som Gud?
1900-talsfilosofen Bertrand Russell hävdade en gång att vi inte borde dyrka bara storlek. "Sir Isaac Newton var mycket mindre än en flodhäst, men vi värderar honom inte mindre för den skull än det större odjuret, " skrev han. Vissa 1700-talstänkare skulle ha varit oense – de var oroliga att de skulle dyrka en flodhäst över Newton.
I dag, gudsbegreppet håller på att försvinna ur debatten. Men vissa samtida filosofer, som Tim Maudlin och Graham Nerlich tror att nuvarande teorier inom fysiken stöder Clarkes uppfattning (minus de religiösa delarna). Rymdtiden är en enda stor behållare, och vi alla rör oss i den.
Andra filosofer, som Kenneth Manders och Julian Barbour, tror att vår bästa fysik är kompatibel med båda åsikterna, och det finns andra skäl att tro att Leibniz teori var rätt. Om fysiken verkligen är förenlig med absolutism eller relationism, då kanske vi skulle föredra relationism som den enklare teorin? Trots allt, varför utsätta sig för en gigantisk enhet som fungerar som en behållare om vi inte måste?
Som historiker av rum och tid, Jag är fascinerad av hur debatten har utvecklats, hur något som startade för 300 år sedan har utvecklats och vuxit. Klart, även om Leibniz-Clarkes tidningar inte är välkända utanför filosofin, debatten de startade fortsätter. Caroline från Ansbach har mycket att svara för.
Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.