В противовес субстанциальному подходу в философии разрабатывалась реляционная концепция пространства и времени. Одним из наиболее ярких ее представителей является Лейбниц. Он сформулировал идею о том, что пространство и время — это особые отношения между объектами и процессами и вне них не существуют.
Специальная теория относительности, построение которой было завершено А. Эйнштейном в 1905 году, доказала, что в реальном физическом мире пространственные и временные интервалы меняются при переходе от одной системы отсчета к другой. Система отсчета в физике - это образ реальной физической лаборатории, снабженной часами и линейками, то есть инструментарием, с помощью которого можно измерять пространственные и временные характеристики тел. Старая физика считала, что если системы отсчета движутся равномерно и прямолинейно относительно друг друга (такое движение называется инерциальным), то пространственные интервалы (расстояние между двумя близлежащими точками) и временные интервалы (длительность между двумя событиями) не меняются.
Теория относительности эти представления опровергла, вернее, показала их ограниченную применимость. Оказалось, что только тогда, когда скорости движения малы по отношению к скорости света, можно приблизительно считать, что размеры тел и ход времени остаются одними и теми же, но когда речь идет о движениях со скоростями, близкими к скорости света, то изменение пространственных и временных интервалов становится заметным. При увеличении относительной скорости движения системы отсчета пространственные интервалы сокращаются, а временные растягиваются.
Теория относительности обнаружила еще одну существенную сторону пространственно-временных отношений материального мира. Она выявила глубокую связь между пространством и временем, показав, что в природе существует единое пространство-время, а отдельно пространство и отдельно время выступают как его своеобразные проекции, на которые оно по-разному расщепляется в зависимости от характера движения тел.
Абстрагирующая способность человеческого мышления разделяет пространство и время, полагая их отдельно друг от друга. Но для описания и понимания мира необходима их совместность, что легко установить, анализируя даже ситуации повседневной жизни. В самом деле, чтобы описать какое-либо событие, недостаточно определить только место, где оно происходило, важно еще указать время, когда оно происходило.
До создания теории относительности считалось, что объективность пространственно-временного описания гарантируется только тогда, когда при переходе от одной системы отсчета к другой сохраняются отдельно пространственные и отдельно временные интервалы. Теория относительности обобщила это положение. В зависимости от характера движения систем отсчета друг относительно друга происходят различные расщепления единого пространства-времени на отдельно пространственный и отдельно временной интервалы, но происходят таким образом, что изменение одного как бы компенсирует изменение другого. Если, например, сократился пространственный интервал, то настолько же увеличился временной, и наоборот.
Получается, что расщепление на пространство и время, которое происходит по-разному при различных скоростях движения, осуществляется так, что пространственно-временной интервал, то есть совместное пространство-время (расстояние между двумя близлежащими точками пространства и времени), всегда сохраняется, или, выражаясь научным языком, остается инвариантом. Объективность пространственно-временного события не зависит от того, из какой системы отсчета и с какой скоростью двигаясь наблюдатель его характеризует. Пространственные и временные свойства объектов порознь оказываются изменчивыми при изменении скорости движения объектов, но пространственно-временные интервалы остаются инвариантными. Тем самым специальная теория относительности раскрыла внутреннюю связь между собой пространства и времени как форм бытия материи. С другой стороны, поскольку само изменение пространственных и временных интервалов зависит от характера движения тела, то выяснилось, что пространство и время определяются состояниями движущейся материи. Они таковы, какова движущаяся материя.
Таким образом, философские выводы из специальной теории относительности свидетельствуют в пользу реляционного рассмотрения пространства и времени: хотя пространство и время объективны, их свойства зависят от характера движения материи, связаны с движущейся материей.
К всеобщим свойствам пространства и времени относятся: объективность, зависимость от движущихся систем, прерывность и непрерывность, бесконечность (времени) и безграничность (пространства).
Часто бесконечность пространства и времени рассматривается как чисто количественная характеристика. Древнегреческий философ Архит приводил следующий наглядный образ такого понимания бесконечности. Если бросить копье по прямой, затем подойти к месту, где оно воткнулось, снова бросить копье и повторять эту операцию, все дальше удаляясь от места первого броска, то мы нигде не натолкнемся на границу, которая не позволила бы нам вновь бросать копье. Бесконечно удаляясь от места первого броска, мы никогда не вернемся в исходную точку. Понимание бесконечности пространства как беспредельного прибавления все новых единиц расстояния дополняется трактовкой бесконечности времени как беспредельного прибавления единиц длительности. Математическим образом такой бесконечности служит бесконечный натуральный ряд чисел, когда можно неограниченно прибавлять все новые и новые единицы, получая сколь угодно большие числа и нигде не имея предельного числа.
Гегель называл такую чисто количественную бесконечность "дурной" бесконечностью, поскольку она абстрагируется от качественных скачков. Бесконечность материи в пространстве и времени нужно понимать не в чисто количественном, а в качественном смысле. Это значит, что на разных уровнях организации материи можно столкнуться с качественно различными структурами пространства и времени.
Современные космологические представления допускают, что Большая Вселенная состоит из множества миров, аналогичных нашей Метагалактике. В этих мирах могут быть принципиально иные формы пространства и времени. Происхождение же нашей Метагалактики не означало творения времени и пространства как таковых, а лишь возникновение характерных для нашего мира специфических пространственно-временных структур. Причем эти структуры, в свою очередь, развивались по мере появления все новых уровней организации материи.
Наряду с общими характеристиками, которые в равной мере присущи как пространству, так и времени, им свойственны некоторые особенности. К свойствам пространства относятся протяженность, трехмерность. Кроме того, пространство материальных систем характеризуется симметрией и асимметрией, внешней формой и размерами, местоположением, распределением вещества и поля, границей, отделяющей их от других систем. Все эти свойства зависят от структуры и внешних связей объектов, скорости их движения, характера взаимодействия с внешними полями. Пространство каждой материальной системы принципиально не замкнуто, непрерывно переходит -в пространство другой системы. Отсюда проистекает многосвязность реального пространства, его неисчерпаемость в количественном и качественном отношениях.
К свойствам времени относятся длительность, неразрывная связь с движением систем, а также с пространством. Длительность образуется из возникающих один за другим моментом или интервалом времени, составляющих в совокупности весь период существования объекта. Выступая как своеобразная протяженность времени, длительность обусловлена общим сохранением материи и движения. Время существования каждого объекта конечно и прерывно, так как он имеет начало и конец существования. Однако составляющая объект материальная субстанция не возникает из ничего и не уничтожается, а только меняет форму своего бытия. Благодаря общей сохраняемости материи и движения время их существования непрерывно, и эта непрерывность абсолютна, тогда как прерывность относительна. Непрерывности времени соответствует ее связность, отсутствие разрывов между его моментами и интервалами.
Время одномерно, асимметрично, необратимо и всегда направлено от прошлого к будущему.
Проблема однонаправленности, необратимости времени одна из сложнейших и для философии, и для естествознания. Впрочем, не все признают эту однонаправленность; некоторые гипотезы предполагают и «обратное» течение времени, и «кольцевое», и сложное соединения пространственно-временных параллелей и пересечений. Признающие необратимость (хотя бы и локальную) объясняют ее по-разному. Естественники чаще всего абсолютностью второго начала термодинамики, т.е. процессом возрастания энтропии, обесценивания энергии в данном мире. К философским объяснениям следует отнести объяснения через бесконечное многообразие мира, неисчерпаемости его форм, изменчивости, в силу чего каждый временной срез будет непохож на предыдущий и на последующий; эта принципиальная неповторимость изменений мира и обусловливает необратимость времени. Ничем не хуже объяснение через апелляцию и конечности скорости света, т.е. скорости сигнала информации и взаимодействия систем. И это не последнее объяснение. Проблема, как и другие «вечные» проблемы, открыта.
Специфическими свойствами времени являются конкретные периоды существования объектов, одновременность событий, которая всегда относительна, ритм процессов, скорость изменения состояний, темпы развития, временные отношения между различными циклами в структуре систем.
Идея качественного многообразия пространственно-временных структур предполагает, что развитие материи и появление новых форм ее движения должно сопровождаться становлением качественно специфических видов пространства и времени.