فضا یعنی چه ؟

بررسی و شناخت پدیده های فیزیکی و روابط بین آنها بدون توجه به مفاهیم و درک شهودی از فضا و زمان جندان مانوس به نظر نمی رسد. مفهوم و درک فضا و زمان نیز مانند سایر کمیت های فیزیکی روندی پویا دارد و در طول تاریخ دستخوش تغییرات زایدی شده است. بویژه بعد از نسبیت مفاهیم فضا و زمان و درک بشر از آنها دچار تغییر زیادی شده است. البته در اینجا نمی خواهیم مسئله ی فضا-زمان را مورد بررسی قرار دهیم، تنها هدفمان از ارائه ی این فصل این است که زمینه ی آشنایی با نگرش فلسفی و علمی نسبت به فضا و زمان فراهم گردد تا بعد ازبیان نسبیت فضا-زمان مورد بررسی قرار گیرد. همجنین این مطالب قبل از قوانین نیوتن آورده شده است تا زمینه ی مطرح شدن دیدگاه منطقی نیوتن نسبت به فضا و زمان مطلق فراهم گردد

فضا چیست؟

(Space) واژه‌ای است كه در زمینه‌های متعدد و رشته‌های گوناگون از قبیل فلسفه، جامعه‌شناسی، معماری و شهرسازی بطور وسیع استفاده می‌شود. لیكن تكثّر كاربرد واژه فضا به معنی برداشت یكسان از این مفهوم در تمام زمینه‌های فوق نیست، بلكه تعریف فضا از دیدگاه‌های مختلف قابل بررسی است. مطالعات نشان می‌دهد با وجود درك مشتركی كه به نظر می‌رسد از این واژه وجود دارد، تقریباً توافق مطلقی در مورد تعریف فضا در مباحث علمی به چشم نمی‌خورد و این واژه از تعدد معنایی نسبتاً بالایی برخوردار است و تعریف مشخص و جامعی وجود ندارد كه دربرگیرنده تمامی جنبه‌های این مفهوم باشد. از این رو در این یادداشت به ذکر برخی کلیات در مورد مفهوم فضا بسنده می کنیم ‎فضا یك مقوله بسیار عام است.
فضا تمام جهان هستی را پر می‌كند و ما را در تمام طول زندگی احاطه كرده‌ است. فضا به محیط زیست اطراف ما احساس راحتی و امنیت می‌بخشد كه اهمیت آن در یك زندگی لذت بخش ‎از نور آفتاب و محلی برای آرامش كمتر نیست هركاری كه انسان انجام می‌دهد، دارای یك جنبه فضایی نیز است، به عبارتی هر عملی كه انجام می‌شود، احتیاج به فضا دارد. دلبستگی بشر به فضا از ریشه‌های عمیقی برخوردار است. این دلبستگی از نیاز انسان به ایجاد ارتباط با سایر انسانها كه از طریق زبان‎های گوناگون صورت می‌پذیرد، سرچشمه می‌گیرد. همچنین بشر خود را با استفاده از فیزیولوژی و تكنولوژی، با اشیاء فیزیكی وفق می‌دهد و از این طریق یك رابطه و تعادل پویا بین انسان و محیط (اشیاء)، علاوه بر ارتباط میان انسانها، بوجود می‌آید. این اشیاء بر‌ اساس یك سری روابط خاص به درونی و بیرونی، دور و نزدیك، منفرد و متحد، پیوسته و گسسته تقسیم شده‌اند. برای اینكه بشر بتواند به تصورات و ذهنیات خود عینیت بخشد، بایستی كه این روابط را درك كند و آنها را در قالب یك مفهوم فضایی هماهنگ نماید. لذا فضا بیانگر نوع ویژه‌‌ای از ایجاد ارتباط نیست، بلكه صورتی است جامع و دربرگیرنده هر نوع ایجاد ارتباط، چه میان انسانها و چه میان انسان و محیط.
فضا ماهیتی جیوه مانند دارد كه چون نهری سیال، تسخیر و تعریف آن را مشكل می‌نماید. اگر قفس آن به اندازه كافی محكم نباشد، براحتی به بیرون رسوخ می‎كند و ناپدید می‌شود. فضا می‌تواند چنان نازك و وسیع به نظر آید كه احساس وجود بعد از بین برود (برای مثال در دشتهای وسیع، فضا كاملاً بدون بعد به نظر می‌رسد) و یا چنان مملو از وجود سه بعدی باشد كه به هر چیزی در حیطه خود مفهومی خاص بخشد.
با اینکه تعریف دقیق و مشخص فضا دشوار و حتی ناممکن است، ولی فضا قابل اندازه‌گیری است. مثلاً می‌گوییم هنوز فضای كافی موجود است یا این فضا پر است. نزدیكترین تعریف این است كه فضا را خلائی در نظر بگیریم كه می‌تواند شیء را در خود جای دهد و یا از چیزی آكنده شود.
نكته دیگری كه در مورد تعریف فضا باید خاطرنشان كرد، این است كه همواره بر اساس یك نسبت كه چیزی از پیش تعیین شده و ثابت نیست، ارتباطی میان ناظر و فضا وجود دارد. بطوری‌كه موقعیت مكانی شخص، فضا را تعریف می‌كند و فضا بنا به نقطه دید وی به صورت‌های مختلف قابل ادراك می‌باشد

سیر تحول تاریخی مفهوم فضا:

فضا مفهومی است که از دیرباز توسط بسیاری از اندیشمندان مورد توجه قرار گرفته و در دوره ‎های مختلف تاریخی بر اساس رویکردهای اجتماعی و فرهنگی رایج، به شیوه‎های گوناگون تعریف شده است .مصری‌ها و هندی‌ها با اینکه نظرات متفاوتی در مورد فضا داشتند اما در این اعتقاد اشتراك داشتند كه هیچ مرز مشخصی بین فضای درونی تصور (واقعیت ذهنی) با فضای برونی (واقعیت عینی) وجود ندارد. در واقع فضای درونی و ذهنی رویاها، اساطیر و افسانه‌ها با دنیای واقعی روزمره تركیب شده بود. آنچه بیش از هر چیز در فضای اساطیری توجه را به خود معطوف می‌كند، جنبه ساختی و نظام یافته فضاست، ولی این فضای نظام یافته مربوط به نوعی صورت اساطیری است كه برخاسته از تخیل آفریننده‌ می‌باشد در زبان یونانیان باستان، واژه‌ای برای فضا وجود نداشت. آنها بجای فضا از لفظ مابین استفاده ی‌كردند. فیلسوفان یونان فضا را شیء بازتاب می‌خواندند.
پارمیندز (Parmenides) وقتی كه دریافت، فضای به این صورت را نمی‌توان تصور كرد، آن را بدین دلیل كه وجود خارجی ندارد، به عنوان حالتی ناپایدار معرفی كرد. لوسیپوس (Leucippos) نیز فضا را اگرچه از نظر جسمانی وجود خارجی ندارد، لیكن حقیقی تلقی نمود افلاطون مسئله را بیشتر از دیدگاه تیمائوس (Timaeus) بررسی كرد و از هندسه به عنوان علم الفضاء برداشت نمود، ولی آن را به ارسطو واگذاشت تا تئوری فضا (توپوز) را كامل كند.
از نظر ارسطو فضا مجموعه‌ای از مكان‌هاست. او فضا را به عنوان ظرف تمام اشیاء توصیف می‌نماید. ارسطو فضا را با ظرف قیاس می‌كند و آن را جایی خالی می‌داند كه بایستی پیرامون آن بسته باشد تا بتواند وجود داشته باشد و در نتیجه برای آن نهایتی وجود دارد. در حقیقت برای ارسطو فضا محتوای یك ظرف بود.
لوكریتوس (Lucretius) نیز با اتكاء به نظریات ارسطو، از فضا با عنوان خلاء یاد نمود. او می‌گوید: همه كائنات بر دو چیز مبتنی است: اجرام و خلاء، كه این اجرام در خلاء مكانی مخصوص به خود را دارا بوده و در آن در حركت‌اند.
بعدها تئوری ‎های مربوط به فضا بر اساس هندسه اقلیدسی بیان می‌شد، بطوری‌كه مشخصه تفكر یونانیان در مورد فضا در تفكرات اقلیدس یا هندسه اقلیدسی قابل مشاهده است. اقلیدس با جمع آوری كلیه قضایای مربوط به هندسه در میان مصری‌ها، بابلی‌ها و هندوها علم جدید هندسه را پایه‌گذاری نمود كه سیستمی مبتنی بر انتزاع ذهنی بود. فضای اقلیدسی فضایی یكسان، همگن و پیوسته بود كه در آن هیچ چاله، برآمدگی یا انحنایی وجود نداشت. فضای اقلیدسی، فضایی قابل اندازه‌گیری بود با توجه به آنچه گفته شد، در یونان و بطور كلی در عهد باستان دو نوع تعریف برای فضا مبتنی بر دو گرایش فكری قابل بررسی است:
تعریف افلاطونی كه فضا را همانند یك هستی ثابت و از بین نرفتنی می‌بیند كه هرچه بوجود آید، داخل این فضا جای دارد تعریف ارسطویی كه فضا را به عنوان Topos یا مكان بیان می‌كند و آن را جزئی از فضای كلی‌تر می‌داند كه محدوده آن با محدوده حجمی كه آن را در خود جای داده است، تطابق دارد.
تعریف افلاطون موفقیت بیشتری از تعریف ارسطو در طول تاریخ پیدا كرد و در دوره رنسانس با تعاریف نیوتن تكمیل شد و به مفهوم فضای سه‌بعدی و مطلق و متشكل از زمان و كالبدهایی كه آن را پر می‌كنند، درآمدجیوردانو برونو (Giordano Bruno) در قرن شانزدهم با استناد به نظریه كپرنیك، نظریه‌هایی در مقابل نظریه ارسطو عنوان كرد. به عقیده او فضا از طریق آنچه در آن قرار دارد (جداره ها)، درك می‎شود و به فضای پیرامون یا فضای مابین تبدیل می‌گردد. فضا مجموعه‌ای است از روابط میان اشیاء و ـ آن‎گونه كه ارسطو بیان داشته است ـ حتماً نمی‎بایست كه از همه سمت محصور و همواره نهایتی داشته باشد.
در اواخر قرون وسطی و رنسانس، مجدداً مفهوم فضا بر اساس اصول اقلیدسی شكل گرفت. در عالم هنر، جیوتو نقش مهمی را در تحول مفهوم فضا ایفا كرد، بطوری‌كه او با كاربرد پرسپكتیو بر مبنای فضای اقلیدسی، شیوه جدیدی برای سازمان ‎دهی و ارائه فضا ایجاد كرد با ظهور دوره رنسانس، فضای سه‌بعدی به عنوان تابعی از پرسپكتیو خطی معرفی گردید كه باعث تقویت برخی از مفاهیم فضایی قرون وسطی و حذف برخی دیگر شد. پیروزی این شكل جدید از بیان فضا باعث توجه به وجود اختلاف بین جهان بصری و میدان بصری و بدین ترتیب تمایز بین آنچه بشر از وجود آن آگاه است و آنچه می‌بیند، شد در قرون هفدهم و هجدهم، تجربه‌گرایی باروك و رنسانس، مفهوم پویاتری از فضا را بوجود آورد كه بسیار پیچیده‌تر و سازماندهی آن مشكل‌تر بود. بعد از رنسانس به تدریج مفاهیم متافیزیكی فضا از مفاهیم مكانی و فیزیكی آن جدا و بیشتر به جنبه‌های متافیزیكی آن توجه شد، ولی برعكس در زمینه‌های علمی، مفهوم مكانی فضا پررنگ‌تر گشت دكارت از تأثیرگذارترین اندیشمندان قرن هفدهم، در حدفاصل بین دوران شكوفایی كلیسا از یك‌سو و اعتلای فلسفه اروپا از سویی دیگر، می‌باشد.
در نظریات او بر خصوصیت متافیزیكی فضا تأكید شده‌است، ولی در عین حال او با تأكید بر فیزیك و مكانیك، اصل سیستم مختصات راست‌گوشه (دكارتی) را برای قابل شناسایی كردن فاصله‌ها بكار برد كه نمودی از فرضیه مهم اقلیدس درباره فضا بود. در روش دكارتی همه سطوح از ارزش یكسانی برخوردارند و اشكال به عنوان قسمت ‎هایی از فضای نامتناهی مطرح می‌شوند. تا پیش از دكارت، فضا تنها اهمیت و بعد كیفی داشت و مكان اجسام به كمك اعداد بیان نمی‌شد.
نقش عمده او دادن بعد كمی به فضا و مكان بود لایب‌نیتز از طرفداران نظریه فضای نسبی بود و اعتقاد داشت، فضا صرفاً نوعی سیستم است كه از روابط میان چیزهای بدون حجم و ذهنی تشكیل می‌شود. او فضا را به عنوان نظام اشیای همزیست یا نظام وجود برای تمام اشیایی كه همزمان‌اند، می‌دیدبر خلاف لایب ‎نیتز، نیوتن به فضایی متشكل از نقاط و زمانی متشكل از لحظات باور داشت كه وجود این فضا و زمان مستقل از اجسام و حوادثی بود كه در آنها قرار می‌گرفتند. در اصل، او قائل به مطلق بودن فضا و زمان (نظریه فضای مطلق) بود. به عقیده نیوتن فضا و زمان اشیایی واقعی و ظرف ‎هایی به گسترش نامتناهی هستند. درون آنها كل توالی رویدادهای طبیعی در جهان، جایگاهی تعریف شده می‌یابند. بدین ترتیب حركت یا سكون اشیاء در واقع به وقوع می‌پیوندد و به رابطه آنها با تغییرات دیگر اجسام مربوط نمی‌شود1800 سال بعد از ارسطو، كانت فضا را به عنوان جنبه‌ای از درك انسانی و متمایز و مستقل از ماده، مورد توجه قرار داد. او به‌های مطلق فضا و زمان در نظریه نیوتن را از مرحله دنیای خارجی تا ذهن انسان گسترش داد و نظریات فلسفی خود را بر اساس آنها پایه‌گذاری كرد. به عقیده كانت، فضا و زمان مسائل مفهومی و شهودی هستند كه دقیقاً در ذهن انسان و در ساختار فكری او جای دارند و از ارگان های ادراك محسوب می‌شوند و نمی‌توانند قائم به ذات باشند.
فضا مفهومی تجربی و حاصل تجارب بدست آمده در دنیای بیرونی نیست. می‌توانیم صرفاً فضا را از دیدگاه انسان تعریف كنیم. فرای وضعیت ذهنی ما، بازنمودهای فضا به هر شكلی كه باشد، معنایی ندارد، چون كه نه نشانگر هیچ یك از ویژگی‌ها و مقادیر فضاست و نه نشانی از آنها در رابطه‌شان با یكدیگر. بدین ترتیب و با این دیدگاه آن چه ما اشیای خارجی می‌نامیم، هیچ چیز دیگری جز نمودهای صرف احساس‌های ما نیستند كه شكل‌شان فضاست در پایان این یادداشت بهتر است به دیدگاه سه تن از فلاسفه معاصر درباره فضا اشاره گردد. هگل به حقیقت فضا و زمان معتقد نبود. در نظر او زمان صرفاً توهمی است كه ناشی از عدم توانایی ما در دیدن كل است. در فلسفه برگسون نیز فضا به عنوان مشخصه ماده از قطع جریانی برمی‌خیزد كه حقیقت است. برعكس زمان خصوصیت اساسی زندگی یا ذهن است. به عقیده او زمان، زمان ریاضی نیست، بلكه تجمع همگن لحظات است و زمان ریاضی در واقع شكلی از فضاست هایدگر یکی دیگر از فیلسوفان معاصر در تبیین واژه فضا (Raum,Rwm) بر این عقیده است كه فضا به معنی جایی است كه برای جای‌گیری آماده باشد. فضا به چیزی كه یك محدوده و افق رهاست، جا می‌دهد. این تعریف از فضا، می‌تواند تا حدودی با مفهوم مادی فضا، فضایی و جایی كه هنوز توسط اشیاء فضایی و مكانی صورت تحقق نیافته است، منطبق باشد. با این حال هایدگر این جا بین بعد مادی فضا و بعد صوری فضا تمییز خلط می‌كند. او می‌گوید كه فضا در ذات خود همان است كه جا از برای آن (for which) ساخته شده است.
این تعریف از فضا مستلزم تصوری از فضا است كه صورت فضا پیش از این كه تحقق یابد، وجود داشته است كه برای آن جا ساخته شود. این تصویر از فضا صرفاً آن را انتزاعی می‌سازد. زیرا برای آن كه برای فضا پیش از تحقق صوری آنجا بوجود آید، باید آن را صرفاً در ذهن انتزاع كرد