Raum ist das grenzenlose, dreidimensionale Ausmaß, in dem Gegenstände und Ereignisse vorkommen und Verhältnisposition und Richtung haben. Physischer Raum wird häufig in drei geradlinigen Dimensionen konzipiert, obwohl moderne Physiker gewöhnlich denken, dass es, mit der Zeit, ein Teil eines grenzenlosen vierdimensionalen als Raum-Zeit bekannten Kontinuums ist. In der Mathematik werden "Räume" mit verschiedenen Zahlen von Dimensionen und mit verschiedenen zu Grunde liegenden Strukturen untersucht. Wie man betrachtet, ist das Konzept des Raums von grundsätzlicher Wichtigkeit zu einem Verstehen des physischen Weltalls. Jedoch geht Unstimmigkeit zwischen Philosophen weiter, ob es selbst eine Entität, eine Beziehung zwischen Entitäten oder ein Teil eines Begriffsfachwerks ist.

Debatten bezüglich der Natur, Essenz und der Weise der Existenz des Raums gehen auf die Altertümlichkeit zurück; nämlich, zu Abhandlungen wie Timaeus von Plato oder Sokrates in seinem Nachdenken darüber, was die Griechen khora genannt haben (d. h." Raum"), oder in der Physik von Aristoteles (Buch IV, Delta) in der Definition von topos (d. h. Platz), oder sogar in der späteren "geometrischen Vorstellung des Platzes" als "Raum was Erweiterung" im Gespräch über den Platz (Qawl fi al-Makan) des Arabers des 11. Jahrhunderts Polymathealhazen. Viele dieser klassischen philosophischen Fragen wurden in der Renaissance besprochen und dann im 17. Jahrhundert besonders während der frühen Entwicklung der klassischen Mechanik wiederformuliert. In der Ansicht von Isaac Newton war Raum - im Sinn absolut, dass es dauerhaft bestanden hat und unabhängig von, ob es eine Sache im Raum gab. Andere natürliche Philosophen, namentlich Gottfried Leibniz, haben stattdessen gedacht, dass Raum eine Sammlung von Beziehungen zwischen Gegenständen war, die durch ihre Entfernung und Richtung von einander gegeben sind. Im 18. Jahrhundert haben der Philosoph und Theologe George Berkeley versucht, die "Sichtbarkeit der Raumtiefe" in seinem Aufsatz Zu einer Neuen Theorie der Vision zu widerlegen. Später hat der metaphysician Immanuel Kant gesagt, dass weder Raum noch Zeit empirisch wahrgenommen werden kann, sind sie Elemente eines systematischen Fachwerks, das Menschen verwenden, um alle Erfahrungen zu strukturieren. Kant hat sich auf "den Raum" in seiner Kritik des Reinen Grunds als seiend bezogen: Eine subjektive "reine a priori Form der Intuition" folglich ist es ein unvermeidlicher Beitrag unserer menschlichen Fakultäten.

In den 19. und 20. Jahrhunderten haben Mathematiker begonnen, nicht-euklidische Geometrie zu untersuchen, in der, wie man sagen kann, Raum, aber nicht Wohnung gebogen wird. Gemäß der Theorie von Albert Einstein der allgemeinen Relativität geht der Raum um Schwerefelder vom Euklidischen Raum ab. Experimentelle Tests der allgemeinen Relativität haben bestätigt, dass nicht-euklidischer Raum ein besseres Modell für die Gestalt des Raums zur Verfügung stellt.

Philosophie des Raums

Leibniz und Newton

Im siebzehnten Jahrhundert ist die Philosophie der Zeit und Raums als ein Hauptproblem in der Erkenntnistheorie und Metaphysik erschienen. An seinem Herzen legen Gottfried Leibniz, der deutsche Philosoph-Mathematiker, und Isaac Newton, der englische Physiker-Mathematiker, zwei gegenüberliegende Theorien dessen dar, wie Raum ist. Anstatt eine Entität zu sein, die unabhängig außer anderer Sache besteht, hat Leibniz gemeint, dass Raum nicht mehr als die Sammlung von Raumbeziehungen zwischen Gegenständen in der Welt ist: "Raum ist das, das sich aus Plätzen genommen zusammen ergibt". Freie Gebiete sind diejenigen, die Gegenstände in ihnen, und so Raumbeziehungen mit anderen Plätzen haben konnten. Für Leibniz, dann, war Raum eine idealisierte Abstraktion von den Beziehungen zwischen individuellen Entitäten oder ihren möglichen Positionen und konnte deshalb nicht dauernd sein, aber muss getrennt sein.

Raum konnte auf eine ähnliche Weise zu den Beziehungen zwischen Familienmitgliedern gedacht werden. Obwohl Leute in der Familie mit einander verbunden sind, bestehen die Beziehungen unabhängig von den Leuten nicht.

Leibniz hat behauptet, dass Raum unabhängig von Gegenständen in der Welt nicht bestehen konnte, weil das einen Unterschied zwischen zwei Weltall genau gleich abgesehen von der Position der materiellen Welt in jedem Weltall einbezieht. Aber da es keine Beobachtungsweise geben würde, dieses Weltall einzeln dann gemäß der Identität von indiscernibles zu erzählen, würde es keinen echten Unterschied zwischen ihnen geben. Gemäß dem Grundsatz des genügend Grunds muss jede Theorie des Raums, der angedeutet hat, dass es dieses zwei mögliche Weltall geben konnte, deshalb falsch sein.

Newton hat Raum genommen, um mehr zu sein, als Beziehungen zwischen materiellen Gegenständen und hat seine Position auf der Beobachtung und dem Experimentieren gestützt. Für einen relationist kann es keinen echten Unterschied zwischen der Trägheitsbewegung geben, in der der Gegenstand mit der unveränderlichen Geschwindigkeit und Nichtträgheitsbewegung reist, in die sich die Geschwindigkeit mit der Zeit ändert, da alle Raummaße hinsichtlich anderer Gegenstände und ihrer Bewegungen sind. Aber Newton hat behauptet, dass da Nichtträgheitsbewegung Kräfte erzeugt, muss es absolut sein. Er hat das Beispiel von Wasser in einem spinnenden Eimer verwendet, um sein Argument zu demonstrieren. Das Wasser in einem Eimer wird von einem Tau gehängt und veranlasst, Anfänge mit einer flachen Oberfläche zu spinnen. Nach einer Weile, als der Eimer fortsetzt zu spinnen, wird die Oberfläche des Wassers konkav. Wenn das Drehen des Eimers dann angehalten wird, bleibt die Oberfläche des Wassers konkav, als es fortsetzt zu spinnen. Die konkave Oberfläche ist deshalb anscheinend nicht das Ergebnis der Verhältnisbewegung zwischen dem Eimer und dem Wasser. Statt dessen hat Newton gestritten, es muss ein Ergebnis der Nichtträgheitsbewegung hinsichtlich des Raums selbst sein. Seit mehreren Jahrhunderten war das Eimer-Argument in der Vertretung entscheidend, dass Raum unabhängig von der Sache bestehen muss.

Kant

Im achtzehnten Jahrhundert hat der deutsche Philosoph Immanuel Kant eine Theorie von Kenntnissen entwickelt, in denen Kenntnisse über den Raum sowohl a priori als auch synthetisch sein können. Gemäß Kant sind Kenntnisse über den Raum, darin synthetisch Behauptungen über den Raum sind auf Grund von der Bedeutung der Wörter in der Behauptung nicht einfach wahr. In seiner Arbeit hat Kant die Ansicht zurückgewiesen, dass Raum entweder eine Substanz oder Beziehung sein muss. Stattdessen ist er zum Beschluss gekommen, dass, wie man entdeckt, die Zeit und Raum von Menschen objektive Eigenschaften der Welt nicht ist, aber ein Teil eines unvermeidlichen systematischen Fachwerks ist, um unsere Erfahrungen zu organisieren.

Nicht-euklidische Geometrie

Die Elemente von Euklid haben fünf Postulate enthalten, die die Basis für die Euklidische Geometrie bilden. Einer von diesen, das parallele Postulat ist das Thema der Debatte unter Mathematikern seit vielen Jahrhunderten gewesen. Es stellt fest, dass auf jedem Flugzeug, auf dem es eine Gerade L und einen Punkt P nicht auf L gibt, es nur eine Gerade L auf dem Flugzeug gibt, das den Punkt P durchführt und zur Gerade L parallel ist. Bis zum 19. Jahrhundert haben wenige die Wahrheit des Postulates bezweifelt; stattdessen hat Debatte im Mittelpunkt gestanden, ob es als ein Axiom notwendig war, oder ob es eine Theorie war, die aus den anderen Axiomen abgeleitet werden konnte. 1830, obwohl der ungarische János Bolyai und der Russe Nikolai Ivanovich Lobachevsky getrennt Abhandlungen auf einem Typ der Geometrie veröffentlicht haben, die das parallele Postulat, genannt Hyperbelgeometrie nicht einschließt. In dieser Geometrie führt eine unendliche Zahl von parallelen Linien den Punkt P durch. Folglich ist die Summe von Winkeln in einem Dreieck weniger als 180 °, und das Verhältnis eines Kreisumfangs eines Kreises zu seinem Diameter ist größer als Pi. In den 1850er Jahren hat Bernhard Riemann eine gleichwertige Theorie der elliptischen Geometrie entwickelt, in der keine parallelen Linien P durchführen. In dieser Geometrie haben Dreiecke mehr als 180 °, und Kreise haben ein Verhältnis des Kreisumfangs zum Diameter, der weniger ist als Pi.

Gauss und Poincaré

Obwohl es eine vorherrschende kantische Einigkeit zurzeit gab, sobald nicht-euklidische Geometrie formalisiert worden war, haben einige begonnen sich zu fragen, ob physischer Raum gebogen wird. Carl Friedrich Gauss, ein deutscher Mathematiker, war erst, um eine empirische Untersuchung der geometrischen Struktur des Raums zu denken. Er hat gedacht, einen Test der Summe der Winkel eines enormen Sterndreiecks zu machen, und es gibt Berichte er hat wirklich einen Test auf einer kleinen Skala ausgeführt, indem er Bergspitzen in Deutschland trianguliert hat.

Henri Poincaré, ein französischer Mathematiker und Physiker des Endes des 19. Jahrhunderts hat eine wichtige Scharfsinnigkeit eingeführt, in der er versucht hat, die Sinnlosigkeit jedes Versuchs zu demonstrieren, zu entdecken, welche Geometrie für den Raum durch das Experiment gilt. Er hat die Kategorie gedacht, die Wissenschaftlern ins Gesicht sehen würde, wenn sie auf die Oberfläche eines imaginären großen Bereichs mit besonderen Eigenschaften beschränkt würden, die als eine Bereich-Welt bekannt sind. In dieser Welt wird die Temperatur genommen, um sich auf solche Art und Weise zu ändern, den alle Gegenstände ausbreiten und in ähnlichen Verhältnissen in verschiedenen Plätzen auf dem Bereich zusammenziehen. Mit einer passenden Verminderung der Temperatur, wenn die Wissenschaftler versuchen, Messstangen zu verwenden, um die Summe der Winkel in einem Dreieck zu bestimmen, können sie ins Denken getäuscht werden, dass sie ein Flugzeug, aber nicht eine kugelförmige Oberfläche bewohnen. Tatsächlich können die Wissenschaftler nicht im Prinzip bestimmen, ob sie ein Flugzeug oder Bereich bewohnen, und Poincaré hat gestritten, dasselbe ist für die zu Ende Debatte wahr, ob echter Raum Euklidisch ist oder nicht. Für ihn welche Geometrie verwendet wurde, um Raum zu beschreiben, war eine Sache der Tagung. Da Euklidische Geometrie einfacher ist als nicht-euklidische Geometrie, hat er angenommen, dass der erstere immer verwendet würde, um die 'wahre' Geometrie der Welt zu beschreiben.

Einstein

1905 hat Albert Einstein eine Zeitung auf einer speziellen Relativitätstheorie veröffentlicht, in der er vorgeschlagen hat, dass Zeit und Raum in eine einzelne als Raum-Zeit bekannte Konstruktion verbunden wird. In dieser Theorie ist die Geschwindigkeit des Lichtes in einem Vakuum dasselbe für alle Beobachter - der das Ergebnis hat, dass zwei Ereignisse, die gleichzeitig einem besonderem Beobachter scheinen, einem anderen Beobachter nicht gleichzeitig sein werden, wenn sich die Beobachter in Bezug auf einander bewegen. Außerdem wird ein Beobachter eine bewegende Uhr messen, um langsamer zu ticken, als diejenige, die in Bezug auf sie stationär ist; und Gegenstände werden gemessen, um in der Richtung verkürzt zu werden, die sie in Bezug auf den Beobachter bewegen.

Im Laufe der folgenden zehn Jahre hat Einstein an einer allgemeinen Relativitätstheorie gearbeitet, die eine Theorie dessen ist, wie Ernst mit Raum-Zeit aufeinander wirkt. Anstatt Ernst als ein Kraft-Feld anzusehen, das in der Raum-Zeit handelt, hat Einstein vorgeschlagen, dass es die geometrische Struktur der Raum-Zeit selbst modifiziert. Gemäß der allgemeinen Theorie geht Zeit langsamer an Plätzen mit niedrigeren Gravitationspotenzialen und Strahlen der leichten Kurve in Gegenwart von einem Schwerefeld. Wissenschaftler haben das Verhalten von binären Pulsars studiert, die Vorhersagen der Theorien von Einstein bestätigend, und nicht-euklidische Geometrie wird gewöhnlich verwendet, um Raum-Zeit zu beschreiben.

Mathematik

In der modernen Mathematik werden Räume als Sätze mit einer zusätzlichen Struktur definiert. Sie werden oft als verschiedene Typen von Sammelleitungen beschrieben, die Räume sind, die lokal dem Euklidischen Raum näher kommen, und wo die Eigenschaften größtenteils auf dem lokalen Zusammenhang von Punkten definiert werden, die auf der Sammelleitung liegen. Es gibt jedoch, viele verschiedene mathematische Gegenstände, die Räume genannt werden. Zum Beispiel können Vektorräume wie Funktionsräume unendliche Zahlen von unabhängigen Dimensionen und einen Begriff der Entfernung haben, die zum Euklidischen Raum sehr verschieden ist, und topologische Räume ersetzen das Konzept der Entfernung mit einer abstrakteren Idee von der Nähe.

Physik

Klassische Mechanik

Raum ist eine der wenigen grundsätzlichen Mengen in der Physik, bedeutend, dass es über andere Mengen nicht definiert werden kann, weil nichts Grundsätzlicheres an der Gegenwart bekannt ist. Andererseits kann es mit anderen grundsätzlichen Mengen verbunden sein. So, ähnlich anderen grundsätzlichen Mengen (wie Zeit und Masse), kann Raum über das Maß und Experiment erforscht werden.

Relativität

Vor der Arbeit von Einstein an der relativistischen Physik wurde Zeit und Raum als unabhängige Dimensionen angesehen. Die Entdeckungen von Einstein haben gezeigt, dass wegen der Relativität der Bewegung unsere Zeit und Raum in einen Gegenstand - Raum-Zeit mathematisch verbunden werden kann. Es stellt sich heraus, dass Entfernungen im Raum oder rechtzeitig getrennt nicht invariant in Bezug auf Koordinatentransformationen von Lorentz sind, aber Entfernungen in der Raum-Zeit von Minkowski entlang Raum-Zeit-Zwischenräumen sind - der den Namen rechtfertigt.

Außerdem sollten Dimensionen der Zeit und Raums nicht als genau gleichwertig in der Raum-Zeit von Minkowski angesehen werden. Man kann sich im Raum, aber nicht rechtzeitig frei bewegen. So werden Koordinaten der Zeit und Raums verschieden beide in der speziellen Relativität behandelt (wo Zeit manchmal als eine imaginäre Koordinate betrachtet wird), und in der allgemeinen Relativität (wo verschiedene Zeichen Bestandteilen der Zeit und Raums der Raum-Zeit metrisch zugeteilt werden).

Außerdem, in der allgemeinen Relativitätstheorie von Einstein, wird es verlangt, dass Raum-Zeit - gebogen - in der Nähe von Gravitations-bedeutenden Massen geometrisch verdreht wird.

Experimente sind andauernd, um zu versuchen, Gravitationswellen direkt zu messen. Das ist im Wesentlichen Lösungen der Gleichungen der allgemeinen Relativität, die bewegende Kräuselungen der Raum-Zeit beschreiben. Indirekte Beweise dafür sind in den Bewegungen des Hulse-Taylors binäres System gefunden worden.

Kosmologie

Relativitätstheorie führt zur kosmologischen Frage dessen, welche Gestalt das Weltall ist, und wo Raum hergekommen ist. Es scheint, dass Raum im Urknall vor 13.7 Milliarden Jahren geschaffen wurde und sich seitdem ausgebreitet hat. Die gesamte Gestalt des Raums ist nicht bekannt, aber, wie man bekannt, breitet sich Raum sehr schnell wegen der Kosmischen Inflation aus.

Raummaß

Das Maß des physischen Raums ist lange wichtig gewesen. Obwohl frühere Gesellschaften Messsysteme, das Internationale System von Einheiten, (SI) entwickelt hatten, jetzt das allgemeinste System von Einheiten sind, die im Messen des Raums verwendet sind, und fast allgemein verwendet werden.

Zurzeit wird der Standardraumzwischenraum, genannt einen Standardmeter oder einfach Meter, definiert, als die Entfernung durch das Licht in einem Vakuum während eines Zeitabstands genau 1/299,792,458 von einer Sekunde gereist ist. Diese mit der gegenwärtigen Definition des zweiten verbundene Definition basiert auf der speziellen Relativitätstheorie, in der die Geschwindigkeit des Lichtes die Rolle einer grundsätzlichen Konstante der Natur spielt.

Geografischer Raum

Erdkunde ist der Zweig der Wissenschaft, die mit dem Identifizieren und Beschreiben der Erde betroffen ist, Raumbewusstsein verwertend, um zu versuchen, zu verstehen, warum Dinge in spezifischen Positionen bestehen. Kartenzeichnen ist von Räumen kartografisch darzustellen, um bessere Navigation zu Vergegenwärtigungszwecken zu erlauben und als ein locational Gerät zu handeln. Geostatistics wenden statistische Konzepte auf gesammelte Raumdaten an, um eine Schätzung für unbemerkte Phänomene zu schaffen.

Geografischer Raum wird häufig als Land betrachtet, und kann eine Beziehung zum Eigentumsrecht-Gebrauch haben (in dem Raum als Eigentum oder Territorium gesehen wird). Während einige Kulturen die Rechte auf die Person in Bezug auf das Eigentumsrecht behaupten, werden sich andere Kulturen mit einer Kommunalannäherung an den Landbesitz identifizieren, während noch andere Kulturen wie australische Ureinwohner, anstatt Eigentumsrecht-Rechte zu behaupten, zu landen, die Beziehung umkehren und denken, dass sie tatsächlich vom Land im Besitz sind. Raumplanung ist eine Methode, den Gebrauch des Raums auf Länderebene mit an regionalen, nationalen und internationalen Ebenen getroffenen Entscheidungen zu regeln. Raum kann auch auf menschliches und kulturelles Verhalten einwirken, ein wichtiger Faktor in der Architektur seiend, wo es auf das Design von Gebäuden und Strukturen, und auf der Landwirtschaft einwirken wird.

Das Eigentumsrecht des Raums wird auf das Land nicht eingeschränkt. Das Eigentumsrecht des Luftraums und Wassers wird international entschieden. Andere Formen des Eigentumsrechts sind kürzlich zu anderen Raum-zum Beispiel zu den Wellenbereichen des elektromagnetischen Spektrums oder zum Kyberraum behauptet worden.

Öffentlicher Raum ist ein Begriff, der gebraucht ist, um Gebiete des Landes, wie insgesamt besessen, durch die Gemeinschaft zu definieren, und in ihrem Namen durch delegierte Körper geführt ist; solche Räume sind für alle offen, während Privateigentum das Land ist, das kulturell von einer Person oder Gesellschaft, für ihren eigenen Gebrauch und Vergnügen besessen ist.

Abstrakter Raum ist ein in der Erdkunde gebrauchter Begriff, um sich auf einen hypothetischen durch die ganze Gleichartigkeit charakterisierten Raum zu beziehen. Wenn es Tätigkeit oder Verhalten modelliert, ist es ein Begriffswerkzeug, das verwendet ist, um fremde Variablen wie Terrain zu beschränken.

In der Psychologie

Psychologen haben zuerst begonnen, die Weise zu studieren, wie Raum in der Mitte des 19. Jahrhunderts wahrgenommen wird. Diejenigen, die jetzt mit solchen Studien betroffen sind, betrachten es als ein verschiedener Zweig der Psychologie. Psychologen, die die Wahrnehmung des Raums analysieren, werden damit betroffen, wie die Anerkennung eines physischen Äußeren eines Gegenstands oder seiner Wechselwirkungen wahrgenommen wird, sieh zum Beispiel, Sehraum.

Anderer schließen mehr spezialisierte studierte Themen amodal Wahrnehmung und Gegenstand-Dauerhaftigkeit ein. Die Wahrnehmung von Umgebungen ist wegen seiner notwendigen Relevanz zum Überleben, besonders hinsichtlich der Jagd und selbst Bewahrung sowie einfach jemandes Idee vom persönlichen Raum wichtig.

Mehrere raumzusammenhängende Phobien, sind einschließlich der Agoraphobie (die Angst vor offenen Räumen), (die Angst vor dem himmlischen Raum) und Platzangst (die Angst vor beiliegenden Räumen) identifiziert worden.

Siehe auch

• Absolute Zeit und Raum
• Narkoseäther-Theorien
• Kosmologie
• Allgemeine Relativität
• Persönlicher Raum
• Gestalt des Weltalls
• Raumerforschung
• Das raumzeitliche Denken
• Raumanalyse
• Sehraum