Dintre toate ramurile filozofiei, reflectia filozofica despre spatiu si timp
este cel mai strans legata de natura teoriei fizice. Printre problemele pregnant
filozofice se numara urmatoarele: daca spatiul si timpul trebuie gandite drept
niste lucruri reale (ca fiind, dupa cum spunea Newton (1642-1727), “locuri
atat ale lor insile cat si ale tuturor celorlalte lucruri”); daca este
posibil sa existe spatiu vid si timp fara evenimente; daca modul nostru de a
concepe lumea ca avand intindere spatiala si temporala dincolo de noi tine de
o schema a priori pe care noi o impunem realitatii sau aceasta intindere a ei
este o realitate in sine (Kant); daca e mai potrivit sa gandim ca timpul curge
sau sa admitem ca evenimentele trecute exista in prezent; si daca asimetria
dintre trecut si viitor este inviolabila logic (incat, de exemplu, o calatorie
in timp este logic imposibila) sau doar contingent. Dintre problemele pe care
le ridica cel mai impetuos teoria fizica fac parte urmatoarele: ce anume tine
de observatie si ce de conventie atunci cand masuram intinderea spatiala si
durata temporala; ce sens trebuie dat afirmatiei ca spatiul are o anumita topologie
(forma) sau chiar, asa cum arata geomertia ne-euclediana, ca are o marime finita;
care sunt implicatiile celor doua teorii ale relativitatii pentru relatia dintre
spatiu si timp? t9c1cu
Principala opozitie este aceea dintre exponentii teoriilor absolute si cei ai
teoriilor relationale. Absolutismul ia in serios metafora newtoniana a recipientului.
El priveste spatiul si timpul drept niste lucruri reale, drept recipiente de
o intindere si respectiv durata infinite in care intreaga succesiune a evenimentelor
naturale din lume are o pozitie determinata (pozitie ce ar fi putut foarte bine
sa fie alta, daca tot procesul ar fi inceput mai devreme sau in alt loc). Tot
asa, lucrurile pot fi realmente in repaus sau in miscare, starea lor nefiind
definita doar de relatiile lor cu alte obiecte schimbatoare. Prima pozitie radical
relationista a fost formulata de Leibnitz(1646-1716): metafizica sa nu admite
spatiul absolut, in parte pentru ca realitatea - fiind formata din entitati
spirituale fara intindere - nu e de fel spatiala. In mod similar la Kant(1724-1804),
interpretarea experientei noastre ca fiind experienta unei lumi spatial intinse
este un act al mintii: lucrurile in sine nu au proprietati spatiale. Relationistii
mai putin intransigenti incearca sa pastreze realitatea spatiului (sau a timpului)
interpretand Propozitiile despre ele ca nefiind decat asertiuni despre relatii
dintre obisnuitele lucruri materiale: recipientul nu e logic distinct de lucrurile
pe care sa spune ca le contine. Obstacolul evident este aici acela ca relatiile
in cauza sunt sui generis - spatiale si temporale - incat nu e clar ce se castiga
gandind asa. Unul din punctele de mare interes in aceasta disputa este problema
kantiana a corpurilor omomorfe incongruente: daca ne imaginam un univers care
cuprinde o mana si nimic altceva, aceasta va fi in mod necesar o mana stanga,
fie o mana dreapta (ele neputand fi suprapuse una peste alta), chiar daca toate
relatiile dintre lucruri, de exemplu dintre podul palmei si aratator, ar fi
in ambele cazuri aceleas.
Aplicarea geometriei la spatiu a devenit problematica atunci cand s-a observat
ca spatiul matematic putea fi privit ca fiind nu de natura cutiei infinite di
geometria euclidiana, ci finit si sferic sau, de exemplu, toroidal. Suntem noi
cu adevarat capabili sa intelegem atare sugestii? Sau acestea sunt sortite sa
ramana niste formalisme pastrate doar in virtutea deciziei de a lua ceva ce
este in realitate curb (traectoria unei raze luminoase sau directia gortei gravitationale)
drept standardul nostru pentru linia dreapta? Demonstratia clasica a faptului
ca spatiul ne-euclidian poate fi conceput in mod inteligibil a dat-o Hans Reichenbach
(1891-1953), care insista totodata asupra elementului de conventie pe care-l
implica in ultima instanta alegerea unei geometrii cu ajutorul careia sa interpretam
regularitatile din observatii. Sub acest din urma aspect, el urmeaza traditia
conventionalista a lui Poincare, care a sustinut aceeasi teza pentru timp: “Timpul
trebuie definit in asa fel incat ecuatiile mecanicii sa fie cat mai simple cu
putinta”. Egalitatea dintre doua intervale temporale nu este intrinseca,
ci relativa la ceasornicul ales pentru definirea (nu masurarea) duratei regulate.
Aceste framantari legate de masurarea duratei au culminat cu opera lui Einstein.
Din punct de vedere filizofic, schimbarea fundamentala de perspectiva adusa
de teoria relativitatii consta in ideea ca o judecata privind simultaneitatea
a doua evenimente nu corespunde unei realitati fizice unice. Lucrurile ar sta
asa numai daca ar fi posibila sincronizarea intre ceasornice separate spatial,
ceea ce insa nu se poate realiza decat facand anumite supozitii despre viteza
luminii. Iar o data facute aceste supozitii, evenimente simultane relativ la
un observator nu mai sunt simultane relativ la unul aflat in miscare fata de
primul. Aceasta consecinta este evident consonanta cu traditia idealista care
vede in timp o ordonare impusa subiectiv. Implicatiile exacte ale operei lui
Einstein insa sunt si azi controversate, mai ales dat fiind ca in teoria generala
a relativitatii geometria spatiului si timpului pare a juca rolul unui fapt
real, cu proprietati explicative.
Probabil ca dintre problemele pur filozofice ale timpului, cea mai deconcertanta
este cea a “trecerii”. Este aproape inevitabil sa gandim fie ca
timpul curge, fie ca noi calatorim in el. Acest mod de a pune problema pare
sa implice ca el ar putea sa curga mai repede sau mai incet - dar atunci, in
raport cu ce? Aceasta problema reclama o intelegere deplina a asimetriei dintre
trecut si viitor, asimetrie numita uneori sageata timpului. In secolul nostru
s-au facut incercari - de exemplu, de catre Reichenbach si Adolf Grunbaun (1923-
) - de formulare a unor teorii in care asimetria apare dependenta de relatii
cauzale asimetrice dintre evenimente, ceea ce echivaleaza cu o inversare a ideii
mai naturale ca relatiile cauzale sunt ele insele supuse unei ordini temporale
independente.
Se defineste de asemenea si spatiul absolut - spatiul privit ca o entitate in
care sa afla cuprinse corpurile si care are ea insasi proprietati reale, precum
forma si intinderea. Aceasta conceptie a fost sustinuta de Newton, dar respinsa
de Leibniz si de majoritatea filozofilor de mai tarziu.
Prima parte a teoriei relativitatii, formulata de Einstein, relativitatea speciala,
se refera la sistemele neaccelerate si are imense implicatii filozofice, atat
prin bulversarea radicala a notiunilor clasice de timp si miscare, cat si, mai
specific, prin impactul pe care il are asupra conceptului de simultaneitate.
Potrivit mecanicii newtoniene, unui observator care se deplaseaza cu un corp
A avand viteza vA , un corp B care se deplaseaza cu viteza vB , ii va aparea
ca deplasandu-se cu viteza vAB = vA - vB . Acest punct de vedere despre vitezele
relative, simplu si aparent concordant cu simtul comun, a fost pus in dificultate
de experimentul din 1887, al lui Michelson si Morley, care nu a inregistrat
nici o diferenta intre viteza luminii masurata in directia rotatiei Pamantului
si cea perpendiculara pe aceasta directie.
Solutia data de Einstein acestui paradox are la baza intelegerea faptului ca
viteza luminii joaca un rol dominant in viziunea noastra despre Univers. Mai
precis, ca ea este absoluta in secsul de a nu fi relativa la nimic, in particular
la viteza celui ce masoara.
Ecuatia newtoniana simpla de combinare a vitezelor este privita, in teoria lui
Einstein, ca fiind doar o aproximatie - valabila penrtu viteze ce sunt mici
in comparatie cu viteza luminii. Relatia relativista este vAB = (vA - vB)a1
- (vAvB / c2)i-1 ,unde c este viteza luminii. Aceasta ecuatie poate fi folosita
pentru stabilirea relatiei foarte simple dintre masa (m) si energie (E): E =
mc2 .Convertirea, care arer loc in bomba atomica, a masei in energie conform
acestei legi a fost prima aplicatie practica a teoriei relativitatii restranse.
Implicatiile filozofice ale solutiei einsteiniene tin de impactul asupra modului
nostru de a intelege natura spatiului si timpului. Unui astronom de pe Pamant,
un eveniment din observatorul lui se poate sa-i apara a fi simultan cu un eveniment,
observat de el prin telescop, de pe Jupiter. Doua dintre consecintele relativitatii
restranse sunt insa ca informatia nu se poate propaga cu o viteza mai mare decat
aceea a luminii si ca viteza luminii este aceeasi pentru toate sistemele de
referinta. Ca atare, evenimentul din observator trebuie sa se fi produs cu 35
de minute dupa cel de pe Jupiter (acesta fiind timpul in care lumina parcurge
cei 630 de milioane de kilometri intre Jupiter si Pamant). In schimb, unui observator
de pe Jupiter, evenimentul de pe Jupiter i-ar fi aparut ca producandu-se cu
35 de minute inaintea celui de pe Pamant. Implicatiile acestei situatii pentru
ordinea temporala si pentru cauzalitate i-au preocupat intens, de-a lungul deceniilor
scurse de la 1905, pe fizicieni si filozofi deopotriva.
Partea a doua a teoriei lui Einstein (1915), relativitatea generala, se ocupa
de miscarea relativa intre sisteme accelerate. Ea produce noi modificari ample
ale conceptelor noastre de spatiu si timp, tratandu-le ca pe un continuum ne-euclidian,
“curbat” de prezenta materiei in asa fel incat gravitatia apare
drept o consecinta a gemetriei Universului.
Spatiul si timpul sunt concepte ce fac parte din modelele pe care le construim
in vederea reprezentarii lumii reale. Nu toate conceptele au insa corespondente
in realitate: atomii probabil ca au, flogisticul1 in mod sigur nu. Relativitatea
ne-a impus sa ne modificam conceptele de spatiu si de timp, iar o data cu acestea,
si modelul de realitate pe care ni-l construisem; ea ne-a impus si reconsiderarea
unora dintre conceptele de baza ale epistemologiei2 insesi.