مقاله کامل مفاهيم بنيادي فضا و زمان

فصل سه
مفاهیم بنیادی فضا و زمان
مقدمه
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؟
 فضا (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 زبان ‎های 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 شیوه ‎های 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 می‌كردند. 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، درآمد جیوردانو 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 می ‎شود و به فضای پیرامون یا فضای مابین تبدیل می‌گردد. فضا مجموعه‌ای است از روابط میان اشیاء و آن ‎گونه كه ارسطو بیان داشته است ـ حتماً

فایل : 46 صفحه

فرمت : Word