Зависимость пространства и времени от материи определяет и все их основные свойства. При этом следует подчеркнуть, что хотя они в равной степени есть формы существования материи, однако между ними есть и различия. А поэтому они имеют ряд свойств, как общих, так и отличающих их друг от друга.
Время и пространство обладают общими свойствами. К ним относятся: – объективность и независимость от сознания человека; – их абсолютность как атрибутов материи; – неразрывная связь друг с другом и движением; – единство прерывного и непрерывного в их структуре; – зависимость от процессов развития и структурных изменений в материальных системах; – количественная и качественная бесконечность.
Различают монологические (направление, непрерывность, необратимость) и метрические (связанные с измерениями) свойства пространства и времени.
Наряду с общими характеристиками пространства и времени, им свойственны некоторые особенности, которые характеризуют их как различные атрибуты материи, хотя и тесно связанные между собой.
Так, к всеобщим свойствам пространства относятся: – протяженность, т. е. взаимное расположение и существование различных тел, возможность прибавления или уменьшения какого-либо элемента; – связность и непрерывность, которая проявляется физическим воздействием через поля различного характера перемещения тел; – относительная прерывность, т. е. раздельное существование материальных тел, каждому из которых присущи свои границы и размеры.
Общее свойство пространства – это трехмерность, т. е. все материальные процессы происходят в пространстве трех измерений. Кроме всеобщих свойств пространство обладает и локальными свойствами. Например, симметрия и асимметрия, месторасположение, расстояние между телами, конкретные формы и размеры. Все эти свойства зависят от структуры и внешней связи тел, скорости их движения, взаимодействия с внешними полями.
О том, что такое пространство и время, люди задумывались еще в глубокой древности. В наиболее отчетливой форме представления о пространстве и времени сложились в виде двух противоположных направлений, названных впоследствии концепциями Демокрита– Ньютона и Аристотеля – Лейбница. Первая концепция допускала существование пространства как некоторой пустоты, не связанной с материальными предметами. При этом считалось также, что время представляет собой самостоятельную сущность, не связанную с материей и пространством. С точки зрения второй концепции, не мыслились пространство и время, оторванные от вещей.
В науке до конца XIX и начала ХХ в. господствовала первая концепция. Древнегреческие философы Демокрит, Эпикур, Лукреций Кар и др. пришли к пониманию пространства как пустоты исходя из своего атомистического учения. Они считали, что для существования и движения атомов требуется пустота – некое вместилище, где атомы, сочетаясь различным образом в движении, образуют многообразие тел. С развитием классической физики идеи Демокрита о сущности пространства и времени были развиты в трудах Бруно, Галилея, Декарта и др. Особенно большой вклад в этом отношении был сделан Ньютоном, искавшим при создании классической механики универсальную систему отсчета, относительно которой происходит механическое движение тел. В качестве такой универсальной системы Ньютон и выбрал пространство.
По Ньютону, пространство суть пустое абсолютное вместилище, в котором располагаются все тела как нечто внешнее по отношению к нему. Все тела обладают протяженностью независимо от существования других тел. Ньютон полагал, что пространство трехмерно, непрерывно, однородно и изотропно. Его различные части ничем не отличаются друг от друга, и, значит, пространственные отношения были всюду одними и теми же и описывались единой геометрией – геометрией Евклида. Время суть чистая длительность, присущая любому единичному явлению самому по себе. Оно также абсолютно. Абсолютность пространства и времени Ньютоном понималась в двух различных, хотя и взаимосвязанных, аспектах.
Во-первых, «абсолютным пространством» Ньютон называл пустое и неподвижное по отношению к материи пространство (некое вместилище тел), с которым связывалась привилегированная система координат. Во-вторых, термин абсолютности употребляется для характеристики инвариантности, т. е. неизменности длин отрезков в любых системах отсчета. Аналогично понятие «абсолютное время» характеризовало его, с одной стороны, как чистую длительность, с другой стороны, как неизменность (инвариантность) временных интервалов в любых системах отсчета. Это означало, что всюду в пространстве существует единое «мировое» время, не зависящее от выбора системы координат и взаимного движения тел. Ньютоновские представления о пространстве и времени удовлетворяли потребностям классической физики, так как была найдена универсальная система отсчета, относительно которой совершалось любое механическое движение, – абсолютное пространство.
