Философия физики: пространство, время, материя и энергия.

Введение

Истины и принципы изучения материи, пространства, времени и энергии

В философии философия физики занимается концептуальными и интерпретационными проблемами современной физики, многие из которых пересекаются с исследованиями, проводимыми определенными типами теоретических физиков. Исторически философы физики рассматривали такие вопросы, как природа пространства, времени, материи и законов, управляющих их взаимодействием, а также эпистемологические и онтологические основания теорий, используемых практикующими физиками. Эта дисциплина опирается на идеи из различных областей философии, включая метафизику, эпистемологию и философию науки, и одновременно учитывает последние достижения в теоретической и экспериментальной физике. Современные исследования сосредоточены на вопросах, лежащих в основе трех столпов современной физики:

Квантовая механика: интерпретация квантовой теории, включая природу квантовых состояний, проблему измерения и роль наблюдателя. Также исследуются последствия запутанности, нелокальности и взаимосвязи между квантовым и классическим мирами. Теория относительности: концептуальные основы специальной и общей теории относительности, включая природу пространства-времени, одновременность, причинность и детерминизм. Также изучается совместимость с квантовой механикой, гравитационные сингулярности и философские последствия релятивистской космологии. Статистическая механика: взаимосвязь между микроскопическим и макроскопическим описаниями, интерпретация вероятности, происхождение необратимости и направление времени. Основы термодинамики, роль теории информации в понимании энтропии и последствия для объяснения и сведения в физике. Другие области внимания включают природу физических законов, симметрии и принципы сохранения; роль математики; и философские последствия новых областей, таких как квантовая гравитация, квантовая информация и сложные системы. Философы физики утверждают, что философский анализ проясняет основания, интерпретирует последствия и направляет развитие теории в физике.

Философия пространства и времени

Существование и природа пространства и времени (или пространства-времени) являются центральными темами в философии физики.

Время

Время часто считается фундаментальной величиной (то есть величиной, которую нельзя определить в терминах других величин), поскольку время представляется фундаментально базовым понятием, которое нельзя определить через что-либо более простое. Однако некоторые теории, такие как петлевая квантовая гравитация, утверждают, что пространство-время является эмерджентным. Как сказал Карло Ровелли, один из основателей петлевой квантовой гравитации: "Больше нет полей на пространстве-времени: только поля на полях". Время определяется посредством измерения – его стандартным временным интервалом. В настоящее время стандартный временной интервал (называемый "секундой" или "обычной секундой") определяется как 9 192 631 770 колебаний гиперфинного перехода в атоме цезия-133 (ISO 311). Сущность времени и принципы его работы вытекают из этого определения. Время затем может быть математически объединено с фундаментальными величинами пространства и массы для определения таких понятий, как скорость, импульс, энергия и поля. И Ньютон, и Галилей, а также большинство людей вплоть до XX века считали, что время одинаково для всех наблюдателей. Современное понимание времени основано на теории относительности Эйнштейна и пространстве-времени Минковского, в которых темп времени различен в разных инерциальных системах отсчета, а пространство и время объединены в единое пространство-время. Общая теория относительности Эйнштейна, а также красное смещение света от удаляющихся галактик указывают на то, что вся Вселенная и, возможно, само пространство-время возникли около 13,8 миллиардов лет назад в результате Большого взрыва. Теория специальной относительности Эйнштейна в основном (хотя и не всегда) сделала менее убедительными теории времени, в которых настоящее обладает какой-то метафизической особенностью, поскольку зависимость времени от системы отсчета, по-видимому, не допускает существования привилегированного момента времени.

Путешествие во времени

Некоторые теории, наиболее заметно общая теория относительности, предполагают, что подходящие геометрии пространства-времени или определенные типы движения в пространстве могут позволить путешествовать во времени в прошлое и будущее. К понятиям, способствующим такому пониманию, относится замкнутая времениподобная кривая. Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна (и, как следствие, общая теория) предсказывает замедление времени, которое можно интерпретировать как путешествие во времени. Теория утверждает, что по отношению к неподвижному наблюдателю время течет медленнее для более быстро движущихся тел: например, движущиеся часы будут идти медленнее; по мере приближения часов к скорости света их стрелки, кажется, почти остановятся. Эффекты такого замедления времени более подробно обсуждаются в известном "парадоксе близнецов". Хотя эти результаты экспериментально наблюдаемы, неотъемлемой частью теории Эйнштейна является уравнение, применимое к работе спутников GPS и других высокотехнологичных систем, используемых в повседневной жизни. Второй, аналогичный тип путешествия во времени допускается общей теорией относительности. В этом случае удаленный наблюдатель видит, что время течет медленнее для часов на дне глубокого гравитационного колодца, и часы, опущенные в глубокий гравитационный колодец и поднятые обратно, покажут, что прошло меньше времени по сравнению с неподвижными часами, оставшимися у удаленного наблюдателя. Многие в научном сообществе считают, что путешествие в прошлое крайне маловероятно, поскольку оно нарушает причинность, то есть логику причины и следствия. Например, что произойдет, если вы попытаетесь вернуться в прошлое и убить себя в более ранний период жизни (или своего деда, что приведет к парадоксу деда)? Стивен Хокинг однажды предположил, что отсутствие туристов из будущего является веским аргументом против существования путешествий во времени — вариант парадокса Ферми, где вместо инопланетных посетителей фигурируют путешественники во времени. Свойство, заключающееся в том, что частицы, по-видимому, находятся не просто в одном определенном положении в один момент времени, а где-то "здесь" и одновременно "там". Такой радикальный взгляд переворачивает многие общепринятые метафизические представления. Большая часть современной философии квантовой механики направлена на то, чтобы понять, что очень успешный с эмпирической точки зрения формализм квантовой механики говорит нам о физическом мире.

Some theories, most notably general relativity, suggest that suitable geometries of spacetime, or certain types of motion in space, may allow time travel into the past and future. Concepts that aid such understanding include the closed timelike curve. Albert Einstein's special theory of relativity (and, by extension, the general theory) predicts time dilation that could be interpreted as time travel. The theory states that, relative to a stationary observer, time appears to pass more slowly for faster moving bodies: for example, a moving clock will appear to run slow; as a clock approaches the speed of light its hands will appear to nearly stop moving. The effects of this sort of time dilation are discussed further in the popular "twin paradox". Although these results are experimentally observable, an intrinsic aspect of Einstein' theory is an equation applicable to the operation of GPS satellites and other high tech systems used in daily life. A second, similar type of time travel is permitted by general relativity. In this type a distant observer sees time passing more slowly for a clock at the bottom of a deep gravity well, and a clock lowered into a deep gravity well and pulled back up will indicate that less time has passed compared to a stationary clock that stayed with the distant observer. Many in the scientific community believe that backward time travel is highly unlikely, because it violates causality i. e. the logic of cause and effect. For example, what happens if you attempt to go back in time and kill yourself at an earlier stage in your life (or your grandfather, which leads to the grandfather paradox)? Stephen Hawking once suggested that the absence of tourists from the future constitutes a strong argument against the existence of time travel— a variant of the Fermi paradox, with time travelers instead of alien visitors. the property that particles seem to not just be in one determinate position at one time, but are somewhere 'here', and also 'there' at the same time. Such a radical view turns many common sense metaphysical ideas on their head. Much of contemporary philosophy of quantum mechanics aims to make sense of what the very empirically successful formalism of quantum mechanics tells us about the physical world.

Принцип неопределенности

Принцип неопределенности — это математическое соотношение, устанавливающее верхний предел точности одновременного измерения любой пары сопряженных переменных, например, координаты и импульса. В формализме операторных обозначений этот предел определяется вычислением коммутатора соответствующих операторов. Принцип неопределенности возник как ответ на вопрос: каким образом измерить положение электрона вокруг ядра, если электрон представляет собой волну? С развитием квантовой механики стало ясно, что это соотношение между классическим и квантовым описаниями системы, использующее принципы волновой механики.

"Местоположение" и скрытые переменные

Теорема Белла — это термин, объединяющий ряд тесно связанных результатов в физике, все из которых показывают, что квантовая механика несовместима с локальными теориями скрытых переменных при определенных базовых предположениях о природе измерения. "Локальность" здесь относится к принципу локальности, идее о том, что на частицу может влиять только её непосредственное окружение, и что взаимодействия, опосредованные физическими полями, не могут распространяться быстрее скорости света. "Скрытые переменные" — это гипотетические свойства квантовых частиц, не включенные в теорию, но тем не менее влияющие на результаты экспериментов. По словам физика Джона Стюарта Белла, в честь которого названо это семейство результатов, "если [теория скрытых переменных] локальна, она не будет соглашаться с квантовой механикой, а если она согласуется с квантовой механикой, она не будет локальной". Термин широко применяется к различным выводам, первый из которых был представлен Беллом в статье 1964 года под названием «О парадоксе Эйнштейна — Подольского — Розена». Статья Белла была ответом на мысленный эксперимент 1935 года, предложенный Альбертом Эйнштейном, Борисом Подольским и Натаном Розеном, которые утверждали, что квантовая физика является "неполной" теорией. К 1935 году уже было признано, что предсказания квантовой физики носят вероятностный характер. Эйнштейн, Подольский и Розен представили сценарий, включающий подготовку пары частиц таким образом, чтобы квантовое состояние пары было запутанным, а затем разделение частиц на произвольно большое расстояние. Экспериментатор может выбирать из различных возможных измерений, которые можно выполнить над одной из частиц. Когда он выбирает измерение и получает результат, квантовое состояние другой частицы, по-видимому, мгновенно коллапсирует в новое состояние, зависящее от этого результата, независимо от расстояния между частицами. Это предполагает, что либо измерение первой частицы каким-то образом также взаимодействовало со второй частицей быстрее скорости света, либо что запутанные частицы обладали некоторым неизмеренным свойством, которое предопределяло их окончательные квантовые состояния до разделения. Следовательно, при условии локальности, квантовая механика должна быть неполной, поскольку она не может дать полного описания истинных физических характеристик частицы. Иными словами, квантовые частицы, такие как электроны и фотоны, должны нести некоторые свойства или атрибуты, не включенные в квантовую теорию, а неопределенности в предсказаниях квантовой теории тогда будут обусловлены незнанием или непознаваемостью этих свойств, впоследствии названных "скрытыми переменными". Белл значительно углубил анализ квантовой запутанности. Он вывел, что если измерения выполняются независимо друг от друга над двумя разделенными частицами запутанной пары, то предположение о том, что результаты зависят от скрытых переменных в каждой половине, подразумевает математическое ограничение на то, как коррелируют результаты двух измерений. Это ограничение впоследствии было названо неравенством Белла. Затем Белл показал, что квантовая физика предсказывает корреляции, которые нарушают это неравенство. Следовательно, единственный способ, которым скрытые переменные могли бы объяснить предсказания квантовой физики, — это если они "нелокальны", то есть если каким-то образом две частицы способны мгновенно взаимодействовать, независимо от того, насколько далеко они друг от друга. В последующие годы было предложено множество вариаций теоремы Белла, вводящих другие тесно связанные условия, обычно известные как неравенства Белла (или "типа Белла"). Первый элементарный эксперимент, предназначенный для проверки теоремы Белла, был проведен в 1972 году Джоном Клаузером и Стюартом Фридманом. С тех пор было проведено множество более продвинутых экспериментов, известных в совокупности как "тесты Белла". На сегодняшний день тесты Белла последовательно показывают, что физические системы подчиняются квантовой механике и нарушают неравенства Белла; то есть результаты этих экспериментов несовместимы с какой-либо локальной теорией скрытых переменных. Точный характер предположений, необходимых для доказательства ограничения типа Белла на корреляции, обсуждался физиками и философами. Хотя значимость теоремы Белла не вызывает сомнений, её полные последствия для интерпретации квантовой механики остаются нерешенными.

Bell's theorem is a term encompassing a number of closely related results in physics, all of which determine that quantum mechanics is incompatible with local hidden variable theories given some basic assumptions about the nature of measurement. "Local" here refers to the principle of locality, the idea that a particle can only be influenced by its immediate surroundings, and that interactions mediated by physical fields cannot propagate faster than the speed of light. "Hidden variables" are putative properties of quantum particles that are not included in the theory but nevertheless affect the outcome of experiments. In the words of physicist John Stewart Bell, for whom this family of results is named, "If [a hidden variable theory] is local it will not agree with quantum mechanics, and if it agrees with quantum mechanics it will not be local." The term is broadly applied to a number of different derivations, the first of which was introduced by Bell in a 1964 paper titled "On the Einstein Podolsky Rosen Paradox". Bell's paper was a response to a 1935 thought experiment that Albert Einstein, Boris Podolsky and Nathan Rosen proposed, arguing that quantum physics is an "incomplete" theory. By 1935, it was already recognized that the predictions of quantum physics are probabilistic. Einstein, Podolsky and Rosen presented a scenario that involves preparing a pair of particles such that the quantum state of the pair is entangled, and then separating the particles to an arbitrarily large distance. The experimenter has a choice of possible measurements that can be performed on one of the particles. When they choose a measurement and obtain a result, the quantum state of the other particle apparently collapses instantaneously into a new state depending upon that result, no matter how far away the other particle is. This suggests that either the measurement of the first particle somehow also interacted with the second particle at faster than the speed of light, or that the entangled particles had some unmeasured property which pre determined their final quantum states before they were separated. Therefore, assuming locality, quantum mechanics must be incomplete, as it cannot give a complete description of the particle's true physical characteristics. In other words, quantum particles, like electrons and photons, must carry some property or attributes not included in quantum theory, and the uncertainties in quantum theory's predictions would then be due to ignorance or unknowability of these properties, later termed "hidden variables". Bell carried the analysis of quantum entanglement much further. He deduced that if measurements are performed independently on the two separated particles of an entangled pair, then the assumption that the outcomes depend upon hidden variables within each half implies a mathematical constraint on how the outcomes on the two measurements are correlated. This constraint would later be named the Bell inequality. Bell then showed that quantum physics predicts correlations that violate this inequality. Consequently, the only way that hidden variables could explain the predictions of quantum physics is if they are "nonlocal", which is to say that somehow the two particles are able to interact instantaneously no matter how widely they ever become separated. Multiple variations on Bell's theorem were put forward in the following years, introducing other closely related conditions generally known as Bell (or "Bell type") inequalities. The first rudimentary experiment designed to test Bell's theorem was performed in 1972 by John Clauser and Stuart Freedman. More advanced experiments, known collectively as Bell tests, have been performed many times since. To date, Bell tests have consistently found that physical systems obey quantum mechanics and violate Bell inequalities; which is to say that the results of these experiments are incompatible with any local hidden variable theory. The exact nature of the assumptions required to prove a Bell type constraint on correlations has been debated by physicists and by philosophers. While the significance of Bell's theorem is not in doubt, its full implications for the interpretation of quantum mechanics remain unresolved.

Интерпретации квантовой механики

В марте 1927 года, работая в институте Нильса Бора, Вернер Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности, тем самым заложив основу того, что стало известно как копенгагенская интерпретация квантовой механики. Гейзенберг изучал работы Пола Дирака и Паскуаля Джордана. Он обнаружил проблему при измерении основных переменных в уравнениях. Его анализ показал, что неопределенности, или неточности, неизбежно возникают при попытке одновременно измерить положение и импульс частицы. Гейзенберг пришел к выводу, что эти неопределенности или неточности в измерениях не являются следствием ошибки экспериментатора, а имеют фундаментальный характер и представляют собой присущие математические свойства операторов в квантовой механике, вытекающие из определений этих операторов. Термин "копенгагенская интерпретация" определяется несколько свободно, поскольку многие физики и философы физики выдвигали схожие, но не идентичные взгляды на квантовую механику. Она в основном ассоциируется с Гейзенбергом и Бором, несмотря на их философские разногласия. Общими чертами копенгагенских интерпретаций являются представление о том, что квантовая механика по своей сути недетерминирована, с вероятностями, вычисляемыми по правилу Борна, и принцип дополнительности, утверждающий, что объекты обладают определенными парами взаимодополняющих свойств, которые нельзя все одновременно наблюдать или измерять. Более того, акт "наблюдения" или "измерения" объекта необратим, и объекту нельзя приписывать какую-либо истинность, кроме как на основании результатов его измерения. Копенгагенские интерпретации утверждают, что квантовые описания объективны, поскольку они не зависят от каких-либо произвольных факторов в сознании физика. Интерпретация Эверетта, или многомировая интерпретация квантовой механики, утверждает, что волновая функция квантовой системы сообщает нам о реальности этой физической системы. Она отрицает коллапс волновой функции и утверждает, что состояния суперпозиции следует понимать буквально как описание реальности множества миров, в которых находятся объекты, а не просто как указание на неопределенность этих переменных. Иногда это рассматривается как следствие научного реализма, который утверждает, что научные теории стремятся дать нам буквально истинные описания мира. Одной из проблем интерпретации Эверетта является роль вероятности в этом контексте. Эвереттовский подход полностью детерминирован, в то время как вероятность, по-видимому, играет незаменимую роль в квантовой механике. Современные сторонники интерпретации Эверетта утверждают, что можно получить описание вероятности, соответствующее правилу Борна, с помощью определенных доказательств теории принятия решений, но пока нет единого мнения о том, успешно ли какое-либо из этих доказательств. Физик Роланд Омнес отметил, что экспериментально невозможно различить точку зрения Эверетта, согласно которой волновая функция декогерирует в отдельные миры, каждый из которых существует в равной степени, и более традиционную точку зрения, согласно которой декогерированная волновая функция оставляет только один уникальный реальный результат. Следовательно, спор между этими двумя точками зрения представляет собой огромную "пропасть". "Каждая характеристика реальности вновь проявилась в реконструкции нашей теоретической моделью; каждая черта, кроме одной: уникальность фактов".

In March 1927, working in Niels Bohr's institute, Werner Heisenberg formulated the principle of uncertainty thereby laying the foundation of what became known as the Copenhagen interpretation of quantum mechanics. Heisenberg had been studying the papers of Paul Dirac and Pascual Jordan. He discovered a problem with measurement of basic variables in the equations. His analysis showed that uncertainties, or imprecisions, always turned up if one tried to measure the position and the momentum of a particle at the same time. Heisenberg concluded that these uncertainties or imprecisions in the measurements were not the fault of the experimenter, but fundamental in nature and are inherent mathematical properties of operators in quantum mechanics arising from definitions of these operators. The term "Copenhagen interpretation" is somewhat loosely defined, as many physicists and philosophers of physics have advanced similar but not identical views of quantum mechanics. It is principally associated with Heisenberg and Bohr, despite their philosophical differences. Features common to Copenhagen type interpretations include the idea that quantum mechanics is intrinsically indeterministic, with probabilities calculated using the Born rule, and the principle of complementarity, which states that objects have certain pairs of complementary properties that cannot all be observed or measured simultaneously. Moreover, the act of "observing" or "measuring" an object is irreversible, and no truth can be attributed to an object, except according to the results of its measurement. Copenhagen type interpretations hold that quantum descriptions are objective, in that they are independent of any arbitrary factors in the physicist's mind. The Everett, or many worlds interpretation of quantum mechanics claims that the wave function of a quantum system is telling us claims about the reality of that physical system. It denies wavefunction collapse, and claims that superposition states should be interpreted literally as describing the reality of many worlds where objects are located, and not simply indicating the indeterminacy of those variables. This is sometimes argued as a corollary of scientific realism, which states that scientific theories aim to give us literally true descriptions of the world. One issue for the Everett interpretation is the role that probability plays on this account. The Everettian account is completely deterministic, whereas probability seems to play an ineliminable role in quantum mechanics. Contemporary Everettians have argued that one can get an account of probability that follows the Born rule through certain decision theoretic proofs, but there is as yet no consensus about whether any of these proofs are successful. Physicist Roland Omnès noted that it is impossible to experimentally differentiate between Everett's view, which says that as the wave function decoheres into distinct worlds, each of which exists equally, and the more traditional view that says that a decoherent wave function leaves only one unique real result. Hence, the dispute between the two views represents a great "chasm". "Every characteristic of reality has reappeared in its reconstruction by our theoretical model; every feature except one: the uniqueness of facts."

Философия тепловой и статистической физики

Философия тепловой и статистической физики занимается фундаментальными вопросами и концептуальными последствиями термодинамики и статистической механики. Эти разделы физики рассматривают макроскопическое поведение систем, состоящих из большого числа микроскопических сущностей, таких как частицы, и природу законов, возникающих в этих системах, таких как необратимость и энтропия. Интерес философов к статистической механике впервые возник из наблюдения кажущегося противоречия между симметрией фундаментальных физических законов относительно времени и необратимостью, наблюдаемой в термодинамических процессах, известной как проблема «стрелы времени». Философы стремились понять, как асимметричное поведение макроскопических систем, например, тенденция тепла переходить от более горячих тел к более холодным, может быть согласовано с симметричными относительно времени законами, управляющими движением отдельных частиц. Другой ключевой вопрос – интерпретация вероятности в статистической механике, которая прежде всего связана с вопросом о том, являются ли вероятности в статистической механике эпистемическими, отражающими наше незнание точного микросостояния системы, или онтическими, представляющими собой объективное свойство физического мира. Эпистемическая интерпретация, также известная как субъективная или байесовский подход, утверждает, что вероятности в статистической механике являются мерой нашего незнания о точном состоянии системы. Согласно этому подходу, мы прибегаем к вероятностным описаниям лишь из-за практической невозможности знать точные свойства всех ее микрокомпонентов, такие как положения и импульсы частиц. Таким образом, вероятности не являются объективными свойствами мира, а скорее возникают из-за нашего незнания. В отличие от этого, онтическая интерпретация, также называемая объективным или частотным подходом, утверждает, что вероятности в статистической механике являются реальными, физическими свойствами самой системы. Сторонники этого подхода утверждают, что вероятностная природа статистической механики – это не просто отражение нашего незнания, а внутреннее свойство физического мира, и что даже если бы мы обладали полным знанием микросостояния системы, макроскопическое поведение все равно лучше всего описывалось бы вероятностными законами.

The philosophy of thermal and statistical physics is concerned with the foundational issues and conceptual implications of thermodynamics and statistical mechanics. These branches of physics deal with the macroscopic behavior of systems comprising a large number of microscopic entities, such as particles, and the nature of laws that emerge from these systems like irreversibility and entropy. Interest of philosophers in statistical mechanics first arose from the observation of an apparent conflict between the time reversal symmetry of fundamental physical laws and the irreversibility observed in thermodynamic processes, known as the "arrow of time" problem. Philosophers have sought to understand how the asymmetric behavior of macroscopic systems, such as the tendency of heat to flow from hot to cold bodies, can be reconciled with the time symmetric laws governing the motion of individual particles. Another key issue is the interpretation of probability in statistical mechanics, which is primarily concerned with the question of whether probabilities in statistical mechanics are epistemic, reflecting our lack of knowledge about the precise microstate of a system, or ontic, representing an objective feature of the physical world. The epistemic interpretation, also known as the subjective or Bayesian view, holds that probabilities in statistical mechanics are a measure of our ignorance about the exact state of a system. According to this view, we resort to probabilistic descriptions only due to the practical impossibility of knowing the precise properties of all its micro constituents, like the positions and momenta of particles. As such, the probabilities are not objective features of the world but rather arise from our ignorance. In contrast, the ontic interpretation, also called the objective or frequentist view, asserts that probabilities in statistical mechanics are real, physical properties of the system itself. Proponents of this view argue that the probabilistic nature of statistical mechanics is not merely a reflection of our ignorance but an intrinsic feature of the physical world, and that even if we had complete knowledge of the microstate of a system, the macroscopic behavior would still be best described by probabilistic laws.

Физика Аристотеля

Физика Аристотеля рассматривала Вселенную как сферу с центром. Материя, состоящая из классических элементов – земли, воды, воздуха и огня – стремилась к центру Вселенной, центру Земли, или удалялась от него. Объекты в эфире, такие как Луна, Солнце, планеты и звезды, обращались вокруг центра Вселенной. Движение определяется как изменение положения.

Ньютоновская физика

Неявные аксиомы аристотелевской физики относительно движения материи в пространстве были заменены в ньютоновской физике первым законом движения Ньютона. "Каждое тело" включает в себя и Луну, и яблоко, и все типы материи – воздух, воду, камни и даже пламя. Ничто не обладает естественным или присущим ему движением. Абсолютное пространство представляет собой трехмерное евклидово пространство, бесконечное и не имеющее центра. Топология и аффинная структура пространства должны обеспечивать движение по прямой с постоянной скоростью; следовательно, и пространство, и время должны иметь определенные, стабильные размерности.

Лейбниц

Готфрид Вильгельм Лейбниц, 1646–1716, был современником Ньютона. Он внес значительный вклад в развивающиеся статику и динамику, часто расходясь во взглядах с Декартом и Ньютоном. Он разработал новую теорию движения (динамику), основанную на кинетической и потенциальной энергии, которая постулировала относительность пространства, в то время как Ньютон был убежден в его абсолютности. Важным примером зрелого физического мышления Лейбница является его работа Specimen Dynamicum, датированная 1695 годом. До открытия субатомных частиц и квантовой механики, управляющей ими, многие спекулятивные идеи Лейбница об аспектах природы, не сводимых к статике и динамике, оставались неясными. Он предвосхитил Альберта Эйнштейна, утверждая, в противовес Ньютону, что пространство, время и движение относительны, а не абсолютны: "Что касается моего личного мнения, я неоднократно заявлял, что считаю пространство лишь относительным понятием, как и время, порядок сосуществования, в то время как время – порядок последовательности".