Мир существует в пространстве и времени: «основные формы всякого бытия – писал Энгельс – суть пространство и время, бытие вне времени есть такая же величайшая бессмыслица, как бытие вне пространства». (Т. 20, стр. 51). Пространство представляет собой общую закономерность связи и отношений сосуществующих материальных состояний.
Время есть общая закономерность связи и отношений сменяющихся состояний.
В философии и науке существовали самые разнообразные трактовки пространства и времени.
Пространство понималось как:
– протяженная пустота, которую заполняли все тела, но которая от них не зависела (Демокрит, Эпикур, Ньютон);
– протяженность материи или эфира (Платон, Аристотель, Декарт, Спиноза, Ломоносов); форма бытия материи (Гольбах, Энгельс);
– порядок сосуществования и взаимного расположения объектов (Лейбниц, Лобачевский);
– комплекс ощущений и опытных данных (Беркли, Юм) или априорная форма чувственного созерцания (Кант).
Время также трактовалось по – разному:
– субстанция или самодавлеющая сущность. Этот взгляд послужил началом выявления метрических свойств времени, с ним связана субстанциональная концепция времени;
– Гераклит ставил вопрос о текучести, непрерывности и универсальности времени, определяя традицию динамической трактовки времени;
– статическая концепция времени. Парменид говорил о неизменности времени, изменчивость же – это только особенность нашей чувственности;
– идеалистическая реляционная трактовка времени. Пример – учение Платона: в «мире идей» время статично, а в «мире вещей» время динамично и релятивно, обладает прошлым настоящим и будущим;
– длительность существования и мера изменений материи (Аристотель, Декарт, Гольбах); форма бытия материи, выражающая длительность и последовательность изменений (Энгельс) – материалистический вариант реляционного подхода;
– абсолютная субстанциальная длительность, однородная для всей Вселенной и независимая ни от каких взаимодействий и движений вещей (классическая субстанциальная концепция Ньютона);
– относительное свойство феноменальных вещей, порядок последовательности событий (классический вариант реляционной концепции Лейбница);
– форма упорядочивания комплексов ощущений (Беркли, Юм) или априорная форма чувственного созерцания (Кант).
Таким образом, понимание пространства и времени можно свести к двум фундаментальным подходам: 1) субстанциональная концепция – пространство и время как самостоятельные сущности. 2) реляционная концепция – пространство и время как производное от взаимодействия движущихся тел.
Примером первой концепции может служить метафизическая точка зрения, основанная на ньютоновской физике. Она рассматривала пространство как абсолютную протяженность. а время как абсолютную длительность. Тем самым пространство и время выступали в качестве самостоятельных сущностей – субстанций, существующих сами по себе, независимо от материальных объектов, но оказывающих на них влияние.
Дальнейшее развитие естествознания, научные открытия второй половины XIX века отбросило идею об абсолютно независимом пространстве и времени и доказало диалектическую идею о наличии глубокой внутренней связи между материальными системами, пространством, временем и движением. В общей теории относительности было показано, что метрические свойства пространства определяются распределением и движением тяготеющих масс и что силы тяготения в каждой точке этого пространства зависят от ее метрики. Вблизи тяжелых объектов геометрические свойства пространства начинают отклоняться от эвклидовых, а темп течения времени замедляется.
Частная (или специальная) теория относительности установила связь пространства и времени между собой. Так, преобразования Лоренца позволяют признать сокращение длины отрезка в направлении движения и замедление хода времени.
Было также показано, что пространство и время представляют собой единый четырехмерный пространственно-временной континиум где, согласно формуле Минковского, интервал между двумя событиями (ds) дается формулой: