Why is space 3-dimensional? The fi rst answer to this question, entirely based on Physics, was given by Ehrenfest, in 1917, who showed that the stability requirement for n-dimensional two-body planetary system very strongly constrains space dimensionality, favouring 3-d. This kind of approach will be generically called "stability postulate" throughout this paper and was shown by Tangherlini, in 1963, to be still valid in the framework of general relativity as well as for quantum mechanical hydrogen atom, giving the same (...) constraint for space{dimensionality. In the present work, before criticizing this methodology, a brief discussion has been introduced, aimed at stressing and clarifying some general physical aspects of the problem of how to determine the number of space dimensions. Then, the epistemological consequences of Ehrenfest's methodology are critically reviewed. An alternative procedure to get at the proper number of dimensions, in which the stability postulate - and the implicit singularities in three-dimensional physics - are not an essential part of the argument, is proposed. In this way, the main epistemological problems contained in Ehrenfest's original idea are avoided. The alternative methodology proposed in this paper is realized by obtaining and discussing the n-dimensional quantum theory as expressed in Planck's law, de Broglie relation and the Heisenberg uncertainty relation. As a consequence, it is possible to propose an experiment, based on thermal neutron di raction by crystals, to directly measure space dimensionality. Finally the distinguished role of Maxwell's electromagnetic theory in the determination of space dimensionality is stressed. (shrink)

Metascientific criteria used for explaining or constraining physical space dimensionality and their historical relationship to prevailing causal systems are discussed. The important contributions by Aristotle, Kant and Ehrenfest to the dimensionality of space problem are considered and shown to be grounded on different causal explanations: causa materialis for Aristotle, causa efficiens for young Kant and an ingenious combination of causa efficiens and causa formalis for Ehrenfest. The prominent and growing rôle played by causa formalis in modern physical approaches (...) to this problem is emphasized. (shrink)

Space is one of the most fundamental concepts over which scientific knowledge has been constructed. But it is also true that space concepts extrapolate by far the scientific domain, and permeate many other branches of human knowledge. Those are fascinating aspects that could di per se justify the compilation of a long bibliography. Another one is the passion for books. My interest in some physical, historical and philosophical problems concerning the concept of space in Physics, and its properties, can be (...) traced back to the early 1980. Since that time, I have being studying, with several collaborators, the influence of space dimensionality in different physical phenomena, like the Casimir Effect, neutron diffraction, Cosmic Microwave Background Radiation and the stability of Schrödinger’s and Dirac’s hydrogen atom in arbitrary number of dimensions, as well as epistemological aspects of the works of Kant, Ehrenfest an others on this particular subject. Meanwhile, I gave lectures about the History of the Concepts of Space in Physics at the Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), at the Program of History of Sciences, Technics and Epistemology of the Federal University of Rio the Janeiro (UFRJ) and also at the Physics Institute of the State University of Rio de Janeiro (UERJ). As a consequence of both this interest and my love for books, I continuously bought books on space for my personal library which contains now quite one half of all the books quoted here. In 1996, Roberto Moreira and I published the Sources for the History of Space concepts in Physics: From 1845 to 1995 in the series Notas de Física of the CBPF (NF # 084/96), which is still available online. This was a first initiative to share our bibliography on space. At that time, it contained 1075 references, including 414 books entirely devoted to space, 380 articles in periodical journals and proceedings and 281 miscellaneous citations. After fifteen years, I decided to focus my attention here to collect what in my opinion are the 601 essential books which could be useful for anyone interested on learning about space. An important restriction is imposed here by language: only texts written in English, French, German, Italian, Spanish, Portuguese and Latin were considered. References are given in chronological order covering the period between 1739 and 2010. For each year, the books are listed in alphabetical order of authors’ name. An onomastic index is included at the end of the book. -/- Francisco Caruso Rio de Janeiro, October 2011 . (shrink)

Ediţia a doua (revăzută şi îmbunătăţită) O introducere în teoriile şi conceptele, forţele fundamentale şi particule, metode şi tabele utilizate în fizică, subdomenii şi domenii ştiinţifice înrudite, cu accent pe înţelegerea fenomenelor fizice. Fizica clasică se ocupă, în general, cu materia și energia la scară normală de observație, în timp ce o mare parte a fizicii moderne se ocupă de comportamentul materiei și energiei în condiții extreme sau pe o scară foarte mare sau foarte mică. De exemplu, pentru fizica atomică (...) și nucleară contează scara cea mai mică la care elementele chimice pot fi identificate. Fizica particulelor elementare are o scară chiar mai mică, deoarece se referă la unitățile de bază ale materiei; această ramură a fizicii este, de asemenea, cunoscută sub numele de fizica energiilor înalte, din cauza energiilor extrem de ridicate necesare pentru a produce mai multe tipuri de particule, în acceleratoare de particule mari. La această scară, de obicei, noțiunile obișnuite de spațiu, timp, materie și energie nu mai sunt valabile. Cele două teorii principale ale fizicii moderne prezintă o imagine diferită a conceptelor de spațiu, timp, și materie, faţă de fizica clasică. Teoria cuantică studiază natura mai degrabă discretă decât continuă a multor fenomene la nivel atomic și subatomic, și aspectele complementare ale particulelor și undelor în descrierea unor astfel de fenomene. Teoria relativității studiază descrierea fenomenelor care au loc într-un cadru de referință, care este în mișcare faţă de un observator. Teoria specială a relativității studiază mișcarea relativ uniformă în linie dreaptă, iar teoria generală a relativității mișcarea accelerată și legătura sa cu gravitația. Atât teoria cuantică cât și teoria relativității îşi găsesc aplicații în toate domeniile fizicii moderne. CUPRINS: Fizica - Scurtă istorie - Fizica şi filozofia - Teorii de bază în fizică - - Fizica clasică - - Fizica modernă - - Diferenţa între fizica clasică şi fizica modernă - Cercetarea în fizică - - Metode ştiinţifice - - Teorie şi experiment - Domenii de aplicare şi obiective - - Domenii de cercetare - - Direcţii de dezvoltare - - Direcţii actuale de cercetare Teorii - Fizica teoretică - - Teorii recunoscute - - Teorii propuse - - Teorii marginale Teorii recunoscute - Termodinamica - - Legile termodinamicii - - Concepte în termodinamică - - Substanţe care se pot descrie doar prin temperatură - - Substanţe care se pot descrie doar prin temperatură şi presiune - - Substanţe care se pot descrie prin temperatură, presiune şi potenţial chimic - - Substanţe care se pot descrie prin temperatură şi câmp magnetic - - Sisteme termodinamice - - Stări termodinamice - Mecanica statistică - Relativitatea specială - - Motivaţia pentru teoria relativităţii speciale - - Invarianţa vitezei luminii - - Lipsa unui cadru de referinţă absolut - - Echivalenţa dintre energie şi masă - - Simultaneitatea - - Evoluţia teoriei relativităţii speciale - Teoria relativităţii generale - - Dezvoltarea relativităţii şi a relativităţii speciale - - Gaura de vierme - - - Călătorii cu viteze mai mari decât viteza luminii şi călătorii în timp - - - Universul nostru, într-o gaură neagră - - - Concluzii - Mecanica cuantică - - Descrierea teoriei - - Formularea matematică - - Interacţia cu alte teorii ale fizicii - - Istoria, filozofia şi viitorul mecanicii cuantice - - - Istoria - - - Filozofia - - - Viitorul - - Optica cuantică - - - Electronica cuantică - - Laser - - - Concepte de bază - - - Terminologie - - - Construcţia unui laser - - - Fizica laserilor - - - Extreme Light Infrastructure - - - Arme cu laser - Teoria câmpului cuantic - - Probleme ale mecanicii cuantice obişnuite - - Câmpuri cuantice - Modelul Standard - - Teste, predicţii şi provocări Teorii propuse - Teoria finală (Theory of everything) - - Idei speculative - Teoria marii unificări - Teoria M - - Relaţia teoriei M cu supercorzile şi supergravitaţia - - Caracteristici ale teoriei M - Gravitaţia cuantică în buclă - - Incompatibilitatea dintre mecanica cuantică şi relativitatea generală - - Buclele Wilson şi reţelele de spin - - Gravitaţia cuantică în buclă şi cosmologia cuantică - - Testele experimentale de GCB - Emergenţa Teorii marginale - Fuziunea la rece - - Fuziunea cu bule - Tesla şi Teoria dinamică a gravitaţiei - Eter luminifer - - Dezavantaje şi critici - Energia orgonică - - Dezvoltarea de către Reich a teoriilor sale orgonice - - Cărţile lui Reich Concepte - Mecanica clasică - - Istoria - - Statica - - - Vectori - - - Forţa - - - Momentul forţei - - - Ecuaţiile de echilibru - - - Momentul de inerţie - - - Solide - - - Fluide - - Dinamica - - - Principii - - - Dinamica liniară şi de rotaţie - - - Forţa - - - Legile lui Newton - - Frecarea - - - Legile frecării uscate - - - Reducerea frecării - Materia - - Antimateria - Energia - - Legile conservării în fizică - - - Filosofia legilor de conservare - - Masa - - - Masa inerţială - - - Masa gravitaţională - - - Echivalenţa maselor inerţială şi gravitaţională - - - Consecinţele relativităţii - - Cantitatea de mişcare (impulsul) - - - Cantitatea de mişcare în mecanica clasică - - - Cantitatea de mişcare în mecanica relativistă - - - Cantitatea de mişcare în mecanica cuantică - - Momentul cinetic - - Spinul - - - Istoria - - - Aplicaţii - Dimensiuni - - Timpul - - - Măsurarea timpului - - - Timpul în inginerie şi fizica aplicată - - - Timpul în filosofie şi fizica teoretică - - Spaţiu-timp - - - Cadrul de referinţă - - - Câteva fapte generale despre spaţiu-timp - - - Este spaţiul-timp cuantificat? - - Viteza - - Forţa - - - Relaţiile dintre unităţile de forţă şi unităţile de masă - - - Unităţi imperiale de forţă - - Momentul forţei - Sisteme fizice - Unde - - Exemple de unde - - Proprietăţi caracteristice - - Unde transversale şi longitudinale - - Polarizarea - - Descriere fizică a unei unde - - Unde de deplasare - - Ecuaţia undelor - - Entanglementul cuantic - - Magnetism - - - Dipoli magnetici - - - Modele de materiale magnetice - - Electricitatea - - - Istorie - - - Puterea electrică - - - Curentul electric - - - Fenomene electrice în natură - - Radiaţia electromagnetică - - Temperatura - - - Unităţi de temperatură - - - Bazele teoretice - - - Capacitatea termică - - - Temperatura în gaze - - - Măsurarea temperaturii - - - Temperaturi negative - - Entropia - - - Schimbarea de entropie în motoarele termice - - - Definiţia statistică a entropiei: Principiul lui Boltzmann - - - Măsurarea entropiei - - Informaţia în fizică - - - Informaţia clasică vs informaţia cuantică - - - Informaţii clasice - - - Informaţiile fizice şi entropia - Tranziţii - - Tranziţii de fază - - - Clasificarea tranziţiilor de fază - - - - Clasificarea Ehrenfest - - - - Clasificarea modernă a tranziţiilor de fază - - - Proprietăţi ale tranziţiilor de fază - - - - Puncte critice - - - - Simetria - - - - Exponenţi critici şi clase de universalitate - - Supraconductibilitatea - - - Istoria - - - Teorii ale supraconductibilităţii - - - Aplicaţii tehnologice ale supraconductibilităţii - - - Proprietăţile elementare ale supraconductorilor - - Superfluiditatea Forţe fundamentale - Gravitaţia - - Despre legea gravitaţiei universale a lui Newton - - - Forma vectorială - - - Istorie - - - Reticenţele lui Newton - - - Comparaţie cu forţa electromagnetică - - Teoria relativităţii generale a lui Einstein - - - Mecanica cuantică şi ondulatorie - - Situaţii specifice - - - Gravitaţia Pământului - - - Ecuațiile pentru un corp în cădere în apropiere de suprafața Pământului - - - Gravitaţia și astronomia - - - Radiația gravitațională - - - Viteza gravitaţiei - Electromagnetism - - Descrierea matematică - - Câmp electric E - - Metoda electromagnetică - - Electrostatica - - - Serii triboelectrice - - - Generatoare electrostatice - - - Neutralizarea sarcinilor - - - Inducţia sarcinilor - - - Electricitatea "statică" - Forţa nucleară slabă - Forţa nucleară tare Particule - Particule elementare - - Proprietăţi conceptuale - - - Dimensiunea - - - Compoziţia - - Modelul Standard în fizica particulelor elementare - - - Fermioni fundamentali - - - - Antiparticule - - - - Cuarci - - - Bosoni fundamentali - - - - Gluoni - - - - Bosoni electroslabi - - - - Bosonul Higgs - - Extensii ale Modelului Standard în fizica particulelor elementare - - - Marea unificare - - - Supersimetria - - - Teoria corzilor - - - Teoria preonilor - Atomi - - Modele istorice de atomi - - Nucleul atomic - Protoni - Neutroni - - Istoric - - - Evoluţia actuală - Electroni - - Istoria - - Detalii tehnice - - Electricitate - Cuarci - Fotoni - Gluoni - Bosoni W şi Z - - Bosonul Higgs - Gravitoni - Neutrino - - Neutrino, noul sistem de comunicaţii - - Telefonul – particulă - - Comunicaţii cu submarinele - - Mesaje pentru călătoria în timp - Cvasiparticule - - Relaţia cu mecanica cuantică multi-corp - - Distincţia între cvasiparticule şi excitaţii colective - - Efectul asupra proprietăţilor colective - - Istoria - Fononi - - Unde de reţea - - Fononi acustici şi optici Subdomenii - Acustica - - Concepte fundamentale ale acusticii - - - Propagarea undelor: nivele de presiune - - - Propagarea undelor: frecvenţa - - - Transducţia în acustică - Astrofizica - - Erupţii solare - - - Evoluţia exploziilor solare - - - Impactul exploziilor solare asupra omenirii - - - - Ejecţia masei coronariene - - - - Misiunile spaţiale - - - - Întreruperi de energie electrică - Fizica atomică, moleculară, şi optică - - Apa grea - - Osmoza - Fizica computaţională - Fizica materiei condensate - Criogenia - Mecanica fluidelor - Optica - - Optica clasică - - Optica modernă - Fizica plasmei - Fizica particulelor - - Istoria - - Modelul Standard - - Fizica particulelor experimentală - - Obiecţii - - Politici publice Metode - Metode ştiinţifice - - Elementele metodelor ştiinţifice idealizate - - Aspecte ale metodelor ştiinţifice - - - Observaţia - - - Ipoteza - - - Predicţia - - - Verificarea - - - Evaluarea - - - Alte aspecte ale metodelor ştiinţifice - Mărimi fizice - Măsurători fizice - Analiza dimensională - - Exemplu aplicat - Statistica Tabele - Legile fizicii - Constante fizice - Sistemul Internaţional pentru unităţi de măsură - - Origine - - Scrierea SI - - Unităţi de bază în Sistemul Internaţional SI - - - Lungime (l) - - - Masa (m) - - - Timp (t) - - - Curentul electric (I) - - - Temperatura termodinamică (T) - - - Cantitatea de substanţă (n) - - - Intensitatea luminoasă (I) - - Unităţi SI derivate - - Prefixe SI în fizică - - - Unităţi folosite în afara SI - Unităţi fizice - - Unităţi ca dimensiuni - - Unităţi de bază şi derivate - - Conversia unităţilor - - Prefixele in sistemul SI - - Sfaturi şi reguli pentru calcule cu unităţi fizice Istoria - Fizica în antichitate - Fizica în Evul Mediu - Fizica în sec. XVI-VIII - Fizica în sec. XIX - Fizica în sec. XX Probleme nerezolvate în fizică Domenii interdisciplinare - Fizica aplicată (Fizica tehnologică) - Fizica acceleratorilor - - Accelerarea și interacțiunea particulelor cu structuri RF - - Dinamica fluxului - - Coduri de modelare - - Diagnosticările fluxului - - Toleranţele maşinii Domenii înrudite - Relaţia fizicii cu alte domenii - - Cerinţe preliminare - - Applicaţii şi influenţe - Astronomia - - Scurtă istorie - - Subdomenii ale astronomiei. Cum se obţin informaţiile în astronomie. - - - După subiect - - - Modalităţi de obţinere a informaţiilor - - Telescoape - - - Tipuri de telescoape - - Planetele rătăcitoare - Biofizica - - Subiecte în biofizică şi domenii conexe - - Biofizicieni celebri - Chimia fizică - - Concepte-cheie - Cosmologia - - Subiecele din cosmologie includ: - - - Cosmologia fizică - - - Cosmologii alternative - - - Cosmologia filosofică - - - Cosmologia religioasă - Electronica - - Exemplu - Geofizica - - Metode - - - Geodezie - - - Sonde spaţiale - - Cutremure - Fizica chimică - Ingineria - - Sarcina ingineriei - - Rezolvarea problemelor - - Utilizarea calculatoarelor - - Etimologia - - Conexiunile cu alte discipline - Ştiinţa materialelor Pseudofizica - Anti-gravitaţia - - Efecte convenţionale care imită efectele anti-gravitaţiei - - Soluţii ipotetice - - - Scuturi gravitaţionale - - - Cercetări în relativitatea generală în anii 1950 - - - A cincea forţă - - - "Unităţi distorsionate" în relativitatea generală - - - Breakthrough Propulsion Physics Program - - Încercări experimentale şi comerciale - - - Dispozitive giroscopice - - - Gravitatorul lui Thomas Townsend Brown - - - Cuplarea gravitoelectrică - - - Premiul Göde - Eter luminifer - - Dezavantaje şi critici - Fuziunea la rece - - Fuziunea cu bule - - Rezultate - - - Producţia de energie şi căldura în exces - - - Heliu, elemente grele, şi neutroni - - Mecanisme propuse Referinţe Despre autor - Nicolae Sfetcu - - Contact . (shrink)