Понятия пространства и времени возникли уже на ранних этапах развития человеческого сознания. Первоначальные представления о пространстве и времени в процессе развития познания и практики постепенно уточнялись и углублялись.
Демокрит считал, что все материальные объекты существуют в бесконечном и однородном пространстве, которое выступает в его философии как особая субстанция, существующая наряду с другой субстанцией – атомами. Субстанциальный подход господствовал в учениях метафизического материализма в XVIII-XIX веках. И. Ньютон допускал совершенную самостоятельность пространства и времени. Время он тоже считал особой субстанцией, независимой ни от чего, рассматривая его как абсолютный, объективный процесс, протекающий равномерно.
Но уже в древнегреческой философии возникает альтернативный – реляционный – подход к пониманию пространства и времени (лат. relatio – "отношение"). Согласно Аристотелю "отделенной от вещей пустоты не существует"; он считал пространством "понятие для обозначения границ тела". В XVII веке реляционную концепцию поддержал Лейбниц, а в начале XIX века развивал Гегель. Ф.Энгельс писал о пространстве и времени в конце XIX века: "Обе эти формы существования материи без материи суть ничего, пустые представления, абстракции, существующие только в нашей голове". Пространство и время – необходимые коренные свойства движущейся материи: "В мире нет ничего, кроме движущейся материи, и движущаяся материя не может двигаться иначе, как в пространстве и во времени".
Научное обоснование реляционной теории пространства и времени сделал в своей общей теории относительности (1916) А. Эйнштейн (1879-1955). Радикально пересмотрев теорию тяготения И.Ньютона, он рассматривал пространство как материальную среду существования материального объекта, которая изменяется в соответствии с изменениями самого этого объекта.
Представим себе сильно натянутое одеяло, по которому разбросано несколько маленьких шариков. Незначительность их веса практически не изменяет кривизну поверхности одеяла (кривизна нулевая). Теперь положим на одеяло большой тяжелый шар, который изменит поверхность одеяла так, что маленькие шарики будут устремляться в ямку, образованную тяжестью большого шара. Это и есть тяготение, которое Эйнштейн объясняет как движение объектов в искривленной материальной среде в сторону массы, вызвавшей это искривление.
Таким образом, среда зависит от материального объекта. Пространство – та же материя, только рассматриваемая в качестве среды, фона существования объектов. Современная наука утверждает, что метрические свойства среды определяются распределением в ней тяготеющих масс и их движением. То есть она считает истиной именно реляционную концепцию пространства.
Возможность существования пространств с нулевой кривизной математически была доказана Н.И. Лобачевским (1792-1856) и Б. Риманом. По их мнению, кривизна пространства целиком зависит от характера рассматриваемого объекта. Например, на поверхности шара не соблюдаются законы геометрии Евклида (сумма углов треугольника на поверхности шара может быть больше 180 градусов).
Свойства пространства и времени обуславливаются движением и распределением масс материи. Там, где поле тяготения слабое, работает геометрия Евклида. Околоземное пространство практически оказывается евклидовым, так как масса Земли относительно невелика, а в сильных полях тяготения пространство будет неевклидовым: уже вблизи Солнца наблюдается искривление световых лучей, сверхплотные звезды (так называемые "черные дыры") почти полностью искривляют их.
Гравитационное поле изменяет и течение времени – в системах с большой массой процессы протекают медленнее, то есть время зависит от материи. Эффект замедления времени в поле тяжести сказывается даже в земных условиях: уже на расстоянии 15 километров от Земли временные процессы протекают несколько быстрее, чем на земной поверхности, так как с высотою поле тяготения ослабевает. Но поскольку речь идет о миллионных долях секунды, то такие отклонения не учитываются, они важны только при исследованиях микромира, где жизнь элементарных частиц исчисляются миллиардными долями секунды.
Структура и свойства пространства и времени в мега-, макро-, микромире не могут быть однозначными, каждому уровню организации материи свойственны свои пространственно-временные отношения. Современные представления о развитии Вселенной допускают предположения, что развитие материи порождает наряду с нашей Метагалактикой другие миры с другими размерностями пространства-времени, так как там могут возникать неизвестные нашей Метагалактике материальные структуры. Для нашей же Метагалактики специфичны свои пространственно-временные отношения, например 4-мерное (3+1) пространство-время макромира или 10-ти мерное для микромира.
С появлением живой природы возникает особое, биологическое пространство-время, проявляющееся на разных уровнях организации живого.
Особый тип пространственно-временных отношений, присущ человеку как общественному существу. Социальное пространство, вписанное в пространство биосферы и космоса, обладает особым человеческим смыслом. Границы социального пространства и его структура определяются особенностями социального объекта: например, социальное пространство осужденного ограничено местом отбывания наказания, кругом знакомых и родственников, прокуратурой, проверяющей его жалобы.
Социальное время тоже зависит от характера социального объекта: чем он крупнее (например, общество в целом), тем длительнее процесс его изменения. В отличие от физического социальное время имеет условные точки отсчета: во многих странах принято летоисчисление от рождества Христова, в мусульманских странах – на 622 года позже (Хиджра Мухаммеда).
Модель пространственно-временных отношений, отражающих важнейшие ценности общества, которая существует в сознании людей, называют ХРОНОТОП (греч. хронос – "время", топос – "место"). В историческом развитии общества хронотопы меняются, как меняются и другие представления о мире. Меняются и хронотопы нашего внутреннего, субъективного мира: пространство-время в различных ИСС – измененных состояниях сознания (сон, гипноз, наркотическая интоксикация, медитация и т.п.) – значительно отличается от обычного состояния сознания. Некоторые философы даже считают пространство-время свойством только субъективной реальности, то есть сознания. Англичанин Д. Юм (1711-1776) полагал, что пространство возникает в результате расположения в нашем сознании образов предметов в определенном порядке друг около друга. Развивая эту субъективистскую традицию, И.Кант писал, что наши ощущения и восприятия упорядочены в пространстве-времени нашего сознания, но невозможно доказать, что объективная реальность упорядочена точно также. Он полагал, что мы рождаемся со способностью упорядочивать информацию в определенные пространственно-временные структуры.
Диалектический материализм считает, что пространство и время – формы бытия материи. Пространство характеризует ее протяженность и структурность, а время выражает длительность ее существования и последовательность изменений всех материальных систем. Материя находится в постоянном движении и качественном изменении (развитии), переходя из одних состояний в другие, которые являются этапами единого, бесконечного в пространстве и времени мирового процесса.