공간의 본성에 대한 Newton과 Mach의 논쟁에 대한 고찰

Abstract

물리학사를 보면, 공간의 본성에 대해 Newton은 실체적 모델(substantival model)을 주창했고 Mach은 상대적 모델(relational model)을 옹호했다. 실체적 모델에 의하면, 공간은 물체와 마찬가지로 하나의 실체로 존재한다. 이에 반해 상대적 모델에 의하면, 공간이란 물체들이 맺는 관계에 불과하다. Newton은 절대공간(absolute space)이 존재한다는 것을 입증하기 위해 두레박 사고실험과 구슬 사고실험을 전개했다. Mach은 절대공간을 끌어들이지 않고 두 사고실험의 결과를 모두 설명할 수 있다고 비판했으며, 절대공간이라는 개념은 Newton의 제3운동의 법칙과 모순을 일으킨다고 주장했다. 내가 보기에, 모순을 일으킨다는 Mach의 비판은 강력하다. 그러나 절대공간을 끌어들이지 않고도 두레박 사고실험의 결과와 구슬 사고실험의 결과를 설명할 수 있다는 그의 주장에는 문제가 있다. 왜냐하면 절대공간을 끌어들이지 않는 대신 또 다른 힘(extra force)이라고 하는 또 하나의 형이상학적 대상을 끌어들이는 대가를 치렀기 때문이다.

In the history of physics, Newton defended the substantival model and Mach advocated the relational model over the nature of space. According to the substantival model, space is a substance like a material object, and according to the relational model, space is a relation between material objects. Newton performed the buck thought experiment and a globe thought experiment to support the view that absolute space exists. In response, Mach explained the results of the two experiments without invoking absolute space. He also pointed out that the notion of absolute space contradicts Newton's third law of motion. In my view, Mach is right that the concept of absolute space contradicts the third law of motion. But it is problematic for him to say that the results of the two thought experiments can be explained without bringing in absolute space because he did it at the cost of appealing to another problematic metaphysical entity: extra force.