Filozofia spațiului și timpului este o ramură a filozofiei care studiază problemele legate de ontologia și epistemologia spațiului și timpului. Deși reflecțiile asupra spațiului și timpului au fost prezente încă de la începuturile filozofiei, filozofia spațiului și timpului a devenit ulterior atât o sursă de inspirație, cât și o componentă centrală a filozofiei analitice timpurii. Domeniul abordează o serie de probleme fundamentale, precum: existența timpului și a spațiului independent de minte; independența lor reciprocă; explicarea fluxului aparent unidirecțional al timpului; existența altor momente temporale în afara prezentului; precum și natura identității, în special identitatea în timp.
Perspective antice și medievale Cele mai vechi reflecții consemnate asupra timpului îi sunt atribuite gânditorului egiptean antic Ptahhotep (c. 2650–2600 î.Hr.), care a afirmat:
Vedele, unele dintre cele mai vechi texte ale și ale filozofiei hinduse, datând din sfârșitul mileniului al II-lea î.Hr., descriu antică, în care universul trece prin cicluri repetate de creație, distrugere și renaștere, fiecare ciclu având o durată de 4.320.000 de ani. Filozofii greci antici, precum Parmenide și Heraclit, au reflectat asupra naturii timpului.Dagobert Runes, Dictionary of Philosophy, p. 318.
Incașii concepeau spațiul și timpul ca un singur concept, numit pacha (quechua: pacha, Aymara: pacha).Atuq Eusebio Manga Qespi, Instituto de lingüística y Cultura Amerindia de la Universidad de Valencia. Stephen Hart, Peruvian Cultural Studies:Work in ProgressPaul Richard Steele, Catherine J. Allen, Handbook of Inca mythology, p. 86, ()
Platon, în Timaeus, a identificat timpul cu mișcarea corpurilor cerești, considerându-l mediul în care lucrurile iau naștere. Aristotel, în Cartea a IV-a a , a definit timpul drept numărul mișcării în raport cu „înainte” și „după”, iar locul unui obiect ca limita interioară nemișcată a ceea ce îl înconjoară.
În Cartea a XI-a a Mărturisirilor, Sfântul Augustin reflectează asupra naturii timpului, întrebând: „Ce este, atunci, timpul? Dacă nimeni nu mă întreabă, știu; dacă vreau să-i explic cuiva care întreabă, nu știu”. El subliniază totodată dificultatea conceptualizării timpului și inadecvarea limbajului obișnuit: „Căci despre puține lucruri vorbim corect; despre cele mai multe, vorbim impropriu, cu toate acestea, lucrurile intenționate sunt înțelese”.St. Augustine, Confessions, Book 11.
Augustin a formulat și un argument filozofic timpuriu privind realitatea Creației, în opoziție cu poziția aristotelică, susținând că cunoașterea timpului depinde de cunoașterea mișcării lucrurilor și că, în absența unor ființe care să-i măsoare trecerea, timpul nu ar putea fi conceput (Mărturisiri, Cartea XI, paragraful 30; Despre orașul lui Dumnezeu, Cartea XI, capitolul 6).
Spre deosebire de filozofii greci antici, care considerau că universul are un trecut infinit fără început, filozofii și teologii medievali au dezvoltat ideea unui trecut finit al universului, cu un început, cunoscută în prezent sub numele de . Filozoful creștin Ioan Philoponus a formulat argumente timpurii, preluate ulterior de gânditori creștini sub forma „argumentului din imposibilitatea existenței unui infinit real”, potrivit căruia:
„Un infinit real nu poate exista.” „Un regres temporal infinit al evenimentelor este un infinit real.” „Prin urmare, un regres temporal infinit al evenimentelor nu poate exista.”
La începutul secolului al XI-lea, Ibn al-Haytham (Alhacen sau Alhazen) a analizat percepția spațiului și implicațiile sale epistemologice în (1021). El a respins definiția aristotelică a toposului (Fizica IV) prin demonstrații geometrice și a definit locul drept o extensie spațială matematică.Nader El-Bizri, 'In Defence of the Sovereignty of Philosophy: al-Baghdadi's Critique of Ibn al-Haytham's Geometrisation of Place', Arabic Sciences and Philosophy 17 (2007), 57–80 Infirmarea experimentală a ipotezei extramisiei vederii a contribuit la modificarea înțelegerii percepției vizuale a spațiului, în contrast cu vechea susținută de Euclid și Ptolemeu. „Legând percepția vizuală a spațiului de experiența corporală anterioară, Alhacen a respins în mod explicit caracterul intuitiv al percepției spațiale și, implicit, autonomia vederii. Fără noțiuni tangibile de distanță și dimensiune pentru corelare, vederea nu poate furniza aproape nicio informație despre astfel de aspecte.”
Realism și anti-realism O poziție realistă tradițională în ontologie susține că spațiul și timpul există independent de mintea umană. Idealiștii, în schimb, neagă sau pun sub semnul întrebării existența obiectelor independente de minte. Unii acceptă existența obiectelor externe, dar contestă existența independentă a spațiului și timpului.
În 1781, Immanuel Kant a publicat Critica rațiunii pure, una dintre cele mai influente lucrări din filozofia spațiului și timpului. Kant descrie timpul ca o formă a priori a intuiției, care, împreună cu spațiul, face posibilă experiența senzorială. El susține că nici spațiul, nici timpul nu sunt sau entități în sine și nici nu sunt derivate din experiență. Dimpotrivă, ele constituie elemente ale cadrului prin care ne structurăm experiența. Măsurarea spațială permite cuantificarea distanțelor dintre obiecte, iar măsurarea temporală compararea intervalelor dintre evenimente (sau a duratei acestora). Deși spațiul și timpul sunt, în acest sens, idealuri transcendentale (dependente de minte), ele sunt totodată și empiric reale, adică trăsături a priori ale experienței și nu simple percepții subiective sau accidentale ale unei conștiințe individuale.See Kant, Critique of Pure Reason, I ["The Elements of Transcendentalism"], Part I ["The Transcendental Aesthetic"], Sections I and II ["Of Space" and "Of Time"])
Unii autori idealiști, precum în lucrarea sa , au susținut că timpul este o iluzie.
Autorii menționați în acest context sunt, în mare parte, realiști, în sensul că acceptă existența unei realități independente de mintea observatorului. De exemplu, Gottfried Leibniz considera că există independent de mintea observatorului.
Absolutism și relaționalism
Leibniz și Newton Marea dezbatere privind definirea spațiului și timpului ca entități absolute (reale în sine) sau ca simple relații între obiecte () a apărut în cadrul dintre Isaac Newton (prin intermediul purtătorului său de cuvânt, Samuel Clarke) și Gottfried Leibniz.
În opoziție cu poziția absolutistă, Leibniz recurge la o serie de experimente de gândire pentru a evidenția incoerența presupunerii unor fapte absolute precum poziția și viteza. Argumentele sale se întemeiază pe două principii fundamentale ale filozofiei sale: principiul rațiunii suficiente și .
Exemplul lui Leibniz presupune două universuri ipotetice plasate într-un spațiu absolut. Singura diferență dintre ele ar fi că al doilea univers este deplasat cu cinci metri la stânga față de primul. Un astfel de exemplu este posibil doar dacă se admite existența unui spațiu absolut. Leibniz respinge însă această ipoteză, argumentând că, dacă ar exista un spațiu absolut, poziția unui univers în cadrul acestuia nu ar avea un motiv suficient. Universul ar putea fi situat în orice altă poziție, ceea ce ar face localizarea sa arbitrară. Aceasta ar contraveni principiului rațiunii suficiente, potrivit căruia orice fapt sau existență trebuie să aibă o explicație suficientă. Mai mult, Leibniz susține că existența a două universuri distincte, dar indiscernabile în toate privințele, ar fi imposibilă, deoarece ar încălca principiul identității indiscernabilelor, conform căruia două entități identice sub toate aspectele nu pot fi distincte.
În răspunsul lui Clarke (și implicit al lui Newton) la argumentele lui Leibniz, ocupă un rol central. O găleată cu apă suspendată de o frânghie și pusă în rotație prezintă inițial o suprafață plană a apei. Pe măsură ce apa începe să se rotească, suprafața devine concavă. Oprirea găleții nu oprește imediat rotația apei, iar suprafața rămâne concavă cât timp rotația persistă. Această curbură nu pare să fie rezultatul exclusiv al interacțiunii dintre găleată și apă, deoarece suprafața este plană la începutul rotației, devine concavă pe măsură ce apa se pune în mișcare și rămâne concavă chiar și după oprirea găleții.
Pe baza acestui argument, Clarke susține necesitatea existenței pentru a explica fenomene precum rotația și accelerația, care nu pot fi explicate complet printr-o abordare . El afirmă că, întrucât curbura apei apare atât în cazul găleții aflate în rotație, cât și în cazul apei care continuă să se rotească într-o găleată oprită, fenomenul poate fi explicat doar prin raportarea rotației la un al treilea termen: spațiul absolut.
Leibniz, în schimb, concepe spațiul ca existând doar sub forma relațiilor dintre obiecte, fără o existență independentă de acestea. Mișcarea este, la rândul ei, definită relațional, ca raport între obiecte. Spațiul newtonian oferă însă un cadru de referință absolut în care mișcarea poate fi definită independent de alte corpuri. În acest model, cadrul de referință există independent de obiectele conținute, permițând descrierea mișcării în raport cu spațiul însuși. Timp de aproape două secole, argumentul suprafeței concave a apei din experimentul cu găleata a rămas dominant în această dezbatere.
Mach O altă figură importantă în această dezbatere este fizicianul din secolul al XIX-lea, Ernst Mach. Deși nu a negat realitatea unor fenomene precum cel ilustrat de experimentul cu găleata, el a contestat concluzia absolutistă potrivit căreia rotația găleții ar avea loc în raport cu un spațiu absolut. Mach a propus o interpretare alternativă, susținând că rotația trebuie înțeleasă în raport cu .
Mach a argumentat că experimentele de gândire de tipul găleții cu apă sunt problematice. Dacă ne imaginăm un univers care conține doar o găleată, atunci, conform teoriei newtoniene, aceasta ar putea fi pusă în rotație față de spațiul absolut, iar apa ar căpăta o suprafață concavă. Totuși, în absența oricăror alte obiecte din univers, ar fi dificil de stabilit dacă găleata se rotește cu adevărat. La fel de plauzibil ar fi ca suprafața apei să rămână plană.
Mach susține că, într-un univers altfel gol, apa ar rămâne plană. Dacă însă s-ar introduce un alt obiect, de exemplu o stea îndepărtată, ar exista un reper în raport cu care rotația găleții ar putea fi definită, iar apa ar prezenta o ușoară curbură. Conform lui Mach, creșterea numărului de obiecte din univers ar duce la o accentuare a acestei curburi. afirmă astfel că inerția unui obiect, fie ea liniară sau unghiulară, este determinată de influența celorlalte mase din univers.
Einstein Albert Einstein a formulat ca fundament al fizicii principiul relativității, potrivit căruia legile fizicii sunt aceleași pentru toți observatorii, indiferent de cadrul de referință, iar viteza luminii în vid este constantă pentru toți observatorii inerțiali. Teoria relativității speciale a fost motivată de ecuațiile lui Maxwell, care descriu propagarea undelor electromagnetice și implică o viteză constantă a acestora în vid, egală cu viteza luminii. Totuși, aceste ecuații nu precizează în raport cu ce este măsurată această viteză. Înainte de Einstein, se presupunea existența unui mediu privilegiat, eterul luminifer, față de care ar fi fost definită viteza luminii.
Teoria relativității speciale renunță la această ipoteză și postulează că lumina se propagă cu viteza constantă c în toate cadrele de referință inerțiale, explorând consecințele acestui postulat. Eșecul repetat al experimentelor de detectare a eterului a fost interpretat ca o confirmare indirectă a acestei ipoteze. Astfel, teoria relativității speciale nu admite existența unui cadru de referință inerțial privilegiat, precum eterul sau spațiul absolut, iar Einstein a concluzionat că un asemenea cadru nu există.