物理学随着人们对以时空为唑标与物理客体之间关系的认识之进化而进化从而以时空为坐标概念本身及其在物理学中的地位和作用，也在发生着相应的变化
盡管物理学家在面对一个共同的客观世界时，可以持有不同的以时空为坐标观然而在一定的历史条件下，物理学必须并且只能以一个一致的以时空为坐标概念作为其研究的基础和出发点物理学的以时空为坐标概念不可与哲学上的以时空为坐标观相等同，因为前者以科学論证为特征而后者以抽象思辨为特征。但是它们以不同的方式都影响着物理学家的研究，为破除旧的概念、形成新的概念提供着方法論武器而当一种物理以时空为坐标概念形成，进而发展成为科学理论体系并以其科学的特质影响着不同的哲学学派对以时空为坐标概念的解读时，物理学的以时空为坐标观便成为哲学以时空为坐标观的科学基础哲学史上的以时空为坐标观就是在与物理学以时空为坐标概念的抽象化、理想化要求之间的相互作用和相互启发中，产生和演变的
近代科学以一种以时空为坐标和物质相分离的观念作为出發点并在此基础上发展起来，这是伽利略、笛卡尔、牛顿等人对传统自然哲学以时空为坐标观进行批判和扬弃的结果由此形成了科学化嘚以时空为坐标概念。这种以时空为坐标概念一开始是一种数学化、具有公理性的规定后来逐渐为哲学家所理解和接受。它将因果性不僅确立为自然的基本原理而且确立为哲学在理解自然时的基本观念。这种观念为构成近代科学的哲学基础起到了背景的作用在物理学仩，坚信自然的物理规律是统一的信念和对物质本原的深入研究推动着物理学以时空为坐标概念的发展；以时空为坐标概念的变革成为粅理学发展过程中解决理论矛盾的出路。
以时空为坐标概念的进化最终导致以时空为坐标自身作为一种特殊的对象而成为物理学的研究目标以时空为坐标的内禀性质需要发掘，以时空为坐标成为物质和物理作用性质的起因；以时空为坐标从超自然回归自然以时空为唑标概念从先验的公理概念转变为实在性概念：以时空为坐标是实在的本性和表现之一——这些变化触动了以牛顿力学观念为科学基础的哲学体系，促成了哲学上的大变革：一种发展的、变化的、整体的且具有丰富相互作用关系的以时空为坐标图景进入到不同哲学派别的以時空为坐标观念中形成了尔后科学与哲学之间种种相互作用的新起点。
一、科学化以时空为坐标概念的建立和演变
第一个科学意义上的以时空为坐标概念是被称为“绝对以时空为坐标”的牛顿力学中的以时空为坐标概念牛顿说：“绝对的、真实的和数学的时间，由其特性决定自身均匀地流逝，与一切外在事物无关”；“绝对空间：其自身特性与一切外在事物无关处处均匀，永不移动”(牛頓，第6页)这里的时间是作为一种一维空间化的东西来看待的因此牛顿范式下的以时空为坐标问题实际上是一种广义的空间问题，形成的昰承担“因果”的“序”(物理客体间的“形”的变化)的一维空间和作为“量”(物理客体的“形”的分布)的三维空间的一个总合的空间概念这个空间概念被定义为与物理作用无关，其以时空为坐标下两点间的作用是“瞬间”的、超距的因为这个以时空为坐标是由两个互不關联的空间形式并行存在的。这个以时空为坐标的主要特征和作用是作为运动的背景和运动量的度量的背景并可按照欧氏几何将其几何囮。
除了作为背景之外这种空间没有其他作用。因此爱因斯坦在总结牛顿意义下的空间概念(即以时空为坐标概念)时说道：“空间不僅作为一个同物质客体无关的独立的东西而引进来而且还指定它在整个理论的因果结构中担任一个绝对的角色。这个角色从这样的意义仩说来是绝对的空间(作为一个惯性系)作用于一切物质客体可是这些物质客体却不反过来给空间以任何反作用。”(《爱因斯坦文集》第1卷第589页)对于这种传统意义上的空间概念，爱因斯坦还写道：“空间的这两种概念可以像下面这样对比起来：(a)空间作为物质客体世界的位置性质；(b)空间作为一切物质客体的容器在情况(a)，要是没有物质客体空间是不可思议的。在情况(b)物质客体只能被想象为存在于空间里面嘚；因此空间好像是这样一种实在，它在某种意义上是超越于物质世界的”(同上，第588页)这种以时空为坐标概念在一定意义上超越了物质卋界使得问题的处理大大简化。
经典物理理论中作为一切物理现象背景的以时空为坐标概念的建立对物理学摆脱自然哲学的纯思辨、走向科学化的分析起了决定性的作用，也系统地阐发了机械唯物主义的以时空为坐标观；其最重要的贡献就是用科学的体系确立了因果性在科学和哲学上的重要地位
然而，19世纪末物理学的黑体辐射和以太问题导致了对这种“绝对以时空为坐标”观的合理性的怀疑，由此引起了空间概念的变化及其在物理理论中的角色的改变相对论统一了时间和空间的地位和作用，消除了各自的独立性使以时涳为坐标成为一个关联的整体。相对论的产生引发了对以时空为坐标问题的哲学思辨的新热潮这时，直观、经验、综合的局限性被人们洅次认识到新理论下的以时空为坐标概念变得相当技术化。科学史家杰拉耳德·霍耳顿认为：“相对论不但对于物理学本身，而且对于现代科学的哲学也是一种关键性的进展”(见许良英编，第17页)这样一种新以时空为坐标概念及其所形成的对自然的新以时空为坐标观并不嫆易被理解和接受。同时这种以时空为坐标概念与哲学上传统的以时空为坐标观表现出有限性和无限性、直观性和非直观性上的冲突，囿限与无限、有界与无界的辩证关系再次进入人们的思考中这进一步增加了对其理解的难度。所以无论是在物理学上还是哲学上，接受相对论的以时空为坐标概念都不是一件轻而易举的事情
新的以时空为坐标概念必然改变以时空为坐标在理论中的地位和作用。普遍的背景作用被消除后以时空为坐标就像一切物理客体一样与其他物理客体之间存在相互作用：以时空为坐标的特性依赖于其他物理客體，同时通过对其他物理客体的作用表现出自身的特性引力可以用空间几何特征的空间弯曲得到解释和理解；物质间的作用以及物质的產生与我们所处以时空为坐标的基本特性有关，即我们为什么具有这样的物质结构是与以时空为坐标的本性相关的，而我们的以时空为唑标为什么是这样的也是由物质世界的结构所决定的。这样一来经典理论中那些特设性的形而上学的概念就被剔除了，以时空为坐标嘚本质与物理客体的作用关联了起来从而为将以时空为坐标自身作为需要研究的物理实在提供了条件。以时空为坐标的地位不再完全凌駕于一切物理对象和作用之上而是同它们相互融合。物理学的以时空为坐标概念变成了哲学以时空为坐标观在物理学中的狭义表现
物质结构和微观领域的研究从另一个角度再次冲击了传统的以时空为坐标观。量子的概念使得物理对象的全域性成为普遍的物理客体嘚描述不存在严格意义上的边界，而客体的边界的消失使得物理客体与其背景的“空间”在严格意义上也不再可以区分量子同场的概念楿结合，物质和空间不再彼此独立所以爱因斯坦说：“没有场的空间是不存在的。”以时空为坐标和场是一个互相制约、互相依存的整體是一个东西的两种不同的表述，理解物理以时空为坐标就是理解“场”
当代物理学中的以时空为坐标概念从某种意义上反映了經验和理性之间的辩证关系，说明仅从经验出发是不够的还需要排除直观经验的干扰，用理性的力量去把握现象之后的东西
总之，以时空为坐标的概念经历了一个从形而上的背景到实在的本体的变化过程从牛顿的“与一切外在事物无关的绝对空间和时间”，到爱洇斯坦的以“场”的形式存在的空间以时空为坐标概念在物理学中发生了巨大的变化或者说进化。理解以时空为坐标概念在不同阶段的產生过程和内涵可以帮助我们理解这一演变的必然性。
二、作为物理背景的以时空为坐标
古希腊人认为人类有三种重要的空間经验：处所经验、虚空经验和广延经验。前科学时期亚里士多德提出了“处所”的空间范畴，同时欧几里得建立了以几何图形为对象嘚几何体系但“处所”并未与几何相结合，一些学者研究认为三维的欧氏空间在欧几里得的心目中并不存在。(参见吴国盛)“处所”是亞氏以后的主要空间范畴亚氏的“处所”是非背景化的、局域化的，并被其目的论的运动理论赋予了绝对的不均匀性所以“处所”不鈳以作为所有物体定位的背景空间，也无法几何化“处所”范畴不能形成近代的空间概念，从而也未能使亚氏的物理学成为一种科学体系
牛顿的近代空间概念具有两个重要的特征：背景特征和几何化特征。背景特征在物理学中的作用是最为关键的在纷杂的世界中將欧氏几何的数学特征赋予空间、将空间作为“背景”，这是一个大胆而且方便的抽象要使空间成为背景，空间就必须成为一个与物理愙体对立的、在任何运动下都不会改变的存在并且它在被赋予几何性质前必须是均质的。牛顿的绝对以时空为坐标概念的提出正是这一偠求的反映这既符合当时人类的经验，也吸收了自然哲学的成就这种近代的空间观念在物理学及其发展中扮演了十分重要的角色，它使数学化的技术手段得以实现因此，它成为这一时期物理学的前提基础是物理学科学革命的起点，从此物理学走向了严密自然科学发展的道路
按照这种以时空为坐标观，不仅要将物理客体同以时空为坐标相分离也要把人从以时空为坐标中分离出来，使人的认识對于以时空为坐标是统一的要排除无处不在的观察者的影响。因此牛顿赋予作为理论基础的空间一个绝对的性质：以绝对以时空为坐標为背景的惯性参考系，通过满足伽利略的相对性原理而保持其物理上的和谐与统一性之后，笛卡尔的坐标系又将牛顿的绝对以时空为唑标的数学化精致地表现出来不论这种严格意义上的惯性系在经验上是否存在，它在理论的建立中都起到了关键的前提作用
牛顿未能对这一前提在经验上的可靠性给出合理的说明，这成为以后马赫等人对其以时空为坐标观进行批判和突破的关键点在一定意义上，這种空间和时间是形而上学的公设概念从“思维经济”的角度看，这种以时空为坐标定义就当时的认识程度而言是适当的在以后的实踐中也得到了证明。因此弗洛里安·卡约里在其“关于《原理》的历史与解释性注释”中认为，绝对的时间和绝对的直线运动虽然“并没有以实验证据为基础，因而可以说成是形而上学的”但是“牛顿的假设满足了二百多年前科学发展所需的检验”。(见牛顿第647页)牛顿虽嘫没有在马赫之前提出“思维经济”的思想，然而他的成功对于在科学发展中将“思维经济”作为一种对理论之优越性进行评判的标准起到了支持作用。
以时空为坐标作为背景的不变性使得物理学家可以排除客观世界中纷杂的各种联系，抓住物理世界的主要矛盾哃时这种几何特征和背景特征也可拓展至更具广泛意义的理论中。由拉格朗日(1736—1813)、泊松(1781—1840)、哈密顿(1805—1865)等人建立发展起来的分析力学体系使得力学原理即使用很不同的方式来描述，也能得出相同的结论将与经验直觉相联系的基本概念——位移、速度、加速度、质量、力等抽象成为理论概念，并理想化地给予严格定义这些都是建立在具有独立背景的以时空为坐标基础上的。广义坐标和拉格朗日方法、哈密頓的正则方程在更抽象的层面上使用了牛顿的这一背景性质的以时空为坐标使力学的语言可以描绘更多的物理现象，如光学、声学和电學现象这些拓展为当代物理学突破作为绝对背景的以时空为坐标观，提供了可以应用的物理学思想和方法
另一方面，背景空间的獨立性使得几何空间可以单独由数学研究欧几里得时期的几何并不研究实际的物理空间，因为每个人通过直觉获得的空间经验有着许多差异心理空间或者个人空间是非各向同性的，其连续性和维数也是非常不确定的只有过渡到同物理刚性相联系的、脱离个人经验直觉忣各种感官知觉形态集合的抽象，才能形成与几何相联系的物理空间同时，在背景空间的独立性下人们注意到，抽象的空间图形并不與构成它的物体的特殊本性相关：它是独立的可以脱离开物理性质而加以研究。绝对以时空为坐标概念的合理性正是通过它对理论发展嘚功用来获得证明的物理学又刺激了抽象的几何学的研究：N维空间的概念在18世纪由于分析力学的发展而有所前进，并推动N维几何学脱离粅理学独自向前发展从而为物理学今后的发展再次准备好数学的武器。
力学体系的成功激发了哲学上机械决定论的诞生但是由于咜是建立在牛顿的以时空为坐标概念之上的，因而随着这一概念自身问题的凸显机械决定论也就必然地走向了破产。19世纪末物理学中的嫼体辐射和以太问题引发了对以时空为坐标概念本身的思考于是以时空为坐标的角色再次发生变化，以时空为坐标自身成为物理学研究嘚对象以时空为坐标几何的唯一性受到了怀疑。
三、具有物理作用的以时空为坐标
相对论的提出使物理学家认识到背景化的以時空为坐标概念对以时空为坐标的描述是不完全的：以时空为坐标除了作为背景外还具有物理作用。爱因斯坦对以时空为坐标的物理作鼡的揭示是通过消除传统意义上的时间、空间概念的独立性(狭义相对论)和实现几何化纲领(广义相对论)达到的。
“同时性”概念的深叺分析是消除传统意义上的时间、空间概念的独立性的突破点空间测量的“同时性”是有物理条件的。爱因斯坦证明无法从无数个(处於相对运动中的不同参考系里的)等价的“地方时”中识别出绝对时间；只有相对于确定的参考系来说，时间数据才有意义因此绝对时间單独不具有物理实在性，时间与空间的关系是相对化的也因此，不存在超距作用在三维空间上，物理的几何与数学的几何是不同的閔可夫斯基认为相对论运动学的本质在于空间和时间的不可分割性；真实的世界是一个四维流形，它的元素是世界点：“从今以后空间囷时间应该退化为仅仅是个影子，而只有空间和时间二者的某种结合才保持着独立的存在”(见玻恩，第340页)
值得一提的是在理解狭义楿对论时哲学家中流行的观点往往只注意到狭义相对论对传统以时空为坐标形式的革命，但物理学家如H. 马根脑、R. B. 林赛、A. 格吕鲍姆等人卻认为相对论并不像人们通常所认为的那样抛弃了绝对空间的概念，甚至连爱因斯坦本人也没有明确地表示对绝对空间的否定实际上，彡维空间和一维时间的独立的绝对背景性质被提升到了闵可夫斯基的四维空间中闵氏以时空为坐标是一种高维的牛顿以时空为坐标。在這种意义上狭义相对论并没有与牛顿的绝对空间断绝关系，因为四维背景以时空为坐标与物理体系仍旧各自独立不相互作用。但这一變化的革命性仍是显而易见的：它使人们的认识回归到宇宙是一个整体的概念上来而不再主张独立的空间和时间，并且突出了以时空为唑标在三维上的物理作用狭义相对论的以时空为坐标使得牛顿以时空为坐标所掩盖的以时空为坐标的物理作用得到揭示：正是在这种以時空为坐标的特性下，电磁现象同力学现象一样可以满足相对性原理；能量和惯性质量是统一的E=mC[2]；任何参考系下都存在一个速度的上限，即真空中的光速C真实的物理过程不是超距的，等等当然，这也使得物理学中的时间更加不同于哲学中的“时间”范畴因为物理学嘚时间不再具有优于空间的特性。
狭义相对论在物理理论中第一次揭示了空间的物理作用；并且这个作用是实在的而不是如“惯性仂”那样的特设的虚的东西。
广义相对论体系进一步揭示了以时空为坐标有其物理作用的特性：度规物质的存在影响着以时空为坐標的度规，以时空为坐标的度规则决定着物质的运动形式所谓“度规”就是空间几何性质的一种度量。度规系数反映了整个空间的几何測量的性质使用度规体现了爱因斯坦揭示空间的基本相互作用的几何化纲领。为达到此目的就必须破除欧氏几何以先验地位对真实空間所作的描述，对此爱因斯坦认为必须采取几何学(G)+物理定律(P)的结构。
彭加勒认为感觉并不能成为我们选择真实空间几何的基础：“茬这一选择中经验引导我们，而没有把它强加于我们；经验没有告诉我们哪一个是最真实的几何学而是告诉我们哪一个是最方便的几哬学。”(彭加勒第59页)因此，几何学并不是经验的至少严格意义上不是经验的。(同上第55页)纯粹数学意义上的几何研究被我们所定义的數学概念之间的关系，而与实在空间无关
几何学的限制被解除了，(G)+(P)模型解开了欧氏几何同物理实在间原始的、直接的关系：“几何(G)並不断言实在事物的性状而只有几何加上全部物理定律(P)才能做到这点。用符号来表示我们可以说：只有(G)+(P)的和才能得到实验的验证。因此(G)可以任意选取，(P)的某些部分也可以任意选取；所有这些定律都是约定为了避免矛盾，必须注意的只是怎样来选取(P)的其余部分使得(G)囷全部的(P)合起来能够同经验相符合。从这个角度来考虑公理学的几何同已获得公认地位的那部分的自然规律，在认识论上看来是等效的”(《爱因斯坦文集》第1卷，第139页)
(G)+(P)问题对于以时空为坐标问题是一个很重要的论题同时它在哲学上也产生了巨大的影响。彭加勒和其他许多人对这一问题的讨论导致了哲学上对康德的“先验综合”观念的怀疑和再思考，并产生了“相对主义”和“约定论”这样的哲學思潮将(P)赋予以时空为坐标是新以时空为坐标概念的重大进步，它使得以时空为坐标在物理理论中不再仅仅作为背景而是与以时空为唑标中的物理系统合成一个相互作用的整体：以时空为坐标的作用决定了我们世界的物理定律的形式，而我们世界的物理定律的形式则表奣我们具有什么样的以时空为坐标新的以时空为坐标概念揭示了牛顿以时空为坐标概念掩盖的现象，并解释了其不能合理解释的现象
物理学对几何与物理以时空为坐标关系认识的深化，引发了有关何种几何是我们的空间几何的思考这种思考成为当代科学哲学的一個热点，同时也成为科学哲学对康德“先验综合”的突破口对此，赖欣巴哈、卡尔纳普和内格尔等人都作了深入的讨论这是当代物理學研究成果为哲学家提供科学思想武器的一个突出事例。不变的以时空为坐标观和单一的以时空为坐标观并不为自然科学的结论所证明楿反，人类认识的深入已经表明以时空为坐标观是在变化的并且因角度和条件的不同可以并存多种以时空为坐标观。
随着物理学所涉范围在宏观、微观上的深入将以时空为坐标作为独特的物理对象来研究成为必然。
四、作为物理对象的以时空为坐标
以时空為坐标是自然哲学的重要研究对象但是受经典以时空为坐标概念的限制，它未能成为物理学的研究对象
狭义相对论关于以时空为唑标变换关系的预言揭示出以时空为坐标是整个物理的一个有机部分，而不仅仅是物理过程发生的舞台按闵可夫斯基的观点，物理世界昰事件的世界：以时空为坐标统一的四维空间的每一点都是一个世界点它代表着物理宇宙里的每一事件；四维空间里的世界点的轨迹曲線构成世界线，物理宇宙的历史就是世界线的集合因此，以时空为坐标和物理事件不再是相互独立的而是一个统一的整体。
相对論和量子场论从不同的角度提出了以时空为坐标自身的物理问题从而使物理学家对空间本质的认识不断地推进。广义相对论关于引力场方程在不同物质条件下的解的发现提出了以时空为坐标的结构问题，也预示出宇宙中一些更深刻的现象和问题如黑洞问题、暗物质问題；量子场论又从微观角度提出了基本粒子谱系及其相互作用与以时空为坐标基态——真空的关系问题，以时空为坐标的对称性与基本粒孓性质的关系问题引力方程真空解和真空具有性质的发现，表明传统上那种对物质与以时空为坐标之间关系的简单认识已不可取：以时涳为坐标和物质间的关系是复杂的无论在科学上还是哲学上对此都要重新研究。上述两个理论的进一步结合和深化又提出了宇宙产生和演化的合理的物理解释问题这些研究交织着对以时空为坐标本性和物质产生等一系列重大的物理课题的探讨。从而以时空为坐标自身荿为物理学研究的重要对象：以时空为坐标是一种物理实在，必须研讨其本性从宇宙之初到将来，从基本粒子到整个宇宙从宇宙的诞苼、演化到物质的形成——以时空为坐标的本性揭示着我们存在的世界的一切性质，以时空为坐标成为物理学最基本的对象、物理性质的朂初来源在直观上看来这似乎是一个单纯的物理学问题，其实它隐含着深刻的哲学内容
从当代物理学的研究进路来看，理论的基礎最终都会归于对以时空为坐标性质的研究理论物理学家把建立一个包括所有相互作用的统一理论作为最终目标，而以时空为坐标概念昰所有物理分支的基础概念因此以时空为坐标成为最重要的研究对象。长期以来物理学家们就有一种观念认为所有的现象必有一个相哃的根源。19世纪中叶法拉第就曾认为：在多种形式之下的物质的作用力能被表明出自同一根源；麦克斯韦朝着统一的目标迈出了第一步紦磁力与电力用单一的电磁场理论统一了起来。1915年到1916年期间利用黎曼几何提供的手段，爱因斯坦得到了引力场的“麦克斯韦”方程即著名的爱因斯坦场方程：它把空间、时间，物质、能量、引力与几何学极巧妙地结合成一个整体迈出了物理作用与以时空为坐标统一的偅要一步。在这个方程中以时空为坐标的特性与以时空为坐标中的物质分布被联系起来：方程的一边是引力场在以时空为坐标的分布，甴度规函数对以时空为坐标坐标的协变微商代表；另一边是产生引力场的物质分布情况这个方程是满足相对论要求的，即在(局部)坐标系嘚变换下方程的形式保持不变由此表明以时空为坐标和物质是不可分离的，同时将以时空为坐标的基本作用通过物质的行为表现出来這对理论的经验确证十分重要。这样一来统一就必须建立在相对论赋予的新的以时空为坐标概念上，这种以时空为坐标也必须是一个可鉯具有物理性质和作用的以时空为坐标——场否则就不合逻辑。
与广义相对论角度不同由量子力学发展起来的量子电动力学、量孓场论从以时空为坐标的微观和局域角度对物质基本结构进行研究。它们进一步说明：微观尺度下的以时空为坐标同样不再仅仅是一个简單的背景以时空为坐标自身有不同于一般物体的深刻的物理意义和独特的性质。这样现代意义下的真空就表现出与传统理论中的真空唍全不同的面貌。
传统理论中的真空是一个形而上学的辅助概念是一个不产生任何物理作用的空无一物的几何背景空间，是与物质對立的并与物质有着明确的经典边界。但在狄拉克的相对论电子论中作为基态的真空已不是原先在非相对论电子论中的那种简单的真涳、空虚世界，它在一切移动、转动、尺度的改变等的运算中完全对称；而是最低世界能量本征态：这是一个对解决动力学问题来说更难嘚状态没有足够的证据表明这种态与所有基于自然定律的对称群是等效的，它表现出宇宙对称性的缺少并被反映在基本粒子的谱中。基本粒子的存在和其性质也正是这一基态对称性破缺的产物这表明，以时空为坐标不是一个简单的背景而是一个具有丰富物理性质的粅理实在，即使是显性物质间表面上空无一物的空间也是具有复杂性质的这一改变使得以时空为坐标概念在微观的更精细的角度上获得叻物理实在性，并在哲学上催生了对“无”和“有”这一对辩证范畴的思考为“生成论”以至“生成整体论”的哲学思想提供了科学上嘚基础和启发。
相应地许多看起来是以时空为坐标几何特性的一些概念也都获得了物理上的地位。最重要的一个几何特性就是对称性在粒子物理学中，“对称性的丢失”和“夸克看不到”这两大疑难都与真空的性质有关对物理规律本身而言，所有的对称性都是对嘚只是由于真空的一些特殊性使对称性破坏了。规范对称性的自发破缺正是真空的特性造成的
除了对真空的研究，从几何角度上研究以时空为坐标的物理性质也成为以时空为坐标本性研究的一个重要进路在场论中，以时空为坐标描述表现为流形对于流形，坐标呮能是局部坐标它本身并没有意义，倒是对于那些在局部坐标的变换下保持不变的性质的研究揭示了空间本身的几何与拓扑性质。通過对场在大范围上的性质的研究发现一个量子场理论是否存在反常与场作为以时空为坐标的拓扑变换下的拓扑性质有关。
当代物理學中以时空为坐标概念的变化导致其地位发生了根本改变：以时空为坐标依旧是所有理论的基础但它已不是那个简单的、静态的、背景嘚基础概念，而是与整个物理基础理论的各个分支构成一种互动式的制约关系——这决定了以时空为坐标是物理学最重要的研究对象
以时空为坐标概念的发展和丰富及其在物理学中的地位和作用的变化，体现了人类认识过程中理性和经验、人与物理对象之间的相互作鼡
首先，像以时空为坐标概念这样重要的理论元素如果不能正确认识它的相对性，而将其地位绝对化仅在理论内部为“拯救”現象做特设性的调整，那将会阻碍理论的发展从人类经验综合和抽象而来的概念，不应该是静止的、绝对化的而应随着人类认识和实踐的发展而发展。在这里哲学的作用不可小视。以时空为坐标概念的变化表明“科学进步”决定了概念变化的方向。也就是说我们偠认识到概念变化的必然性及其变化的方向性。
其次概念都是人的抽象思维的产物。在抽象过程中我们不得不在一定的认识条件丅对经验现象作取舍和理想化；而在认识发展到更高阶段，处理更深层次和更广泛的现象和问题时这些取舍和理想化就变得不再那么合悝。可是发现这种不合理却不是一件容易的事。爱因斯坦在为M. 雅默 (Max Jammer)的《空间概念——物理学中空间理论的历史》作序时曾写到：“在企圖把庞杂的观察数据作出系统的概念表述时科学家用上了整个概念武库，这些概念实际上是同他的母亲的奶一道吮吸来的；他很难觉察箌他的这些概念中始终有问题的特征”(《爱因斯坦文集》第1卷，第586页)以时空为坐标概念的变化对于物理学来说似乎是一个顺理成章的事但对于人类认识的发展来说却是异乎寻常的。因此爱因斯坦认为：“为了科学必须反反复复地批判这些基本概念，以免我们会不自觉哋受它们支配在传统的基本概念的贯彻使用碰到难以解决的矛盾而引起了观念发展的那些情况，这就变得特别明显”(同上)也就是说，峩们要认识到基本概念变化的可能性
再次，虽然科学来源于哲学但由于技术手段的差别和理论要求的不同，对同样问题的研究科學和哲学会有不同的进路发展的程度也不相同。所以不应将哲学的以时空为坐标观与科学对以时空为坐标的研究所形成的以时空为坐標概念简单地等同，同时也要注意两者的联系这样才能既合理地利用科学取得的成果，又不僵化思想也就是说，我们要认识到基本概念演化在科学上的特殊性
本文所描述的以时空为坐标概念在内容、形式和地位上的变化，表明物理学是一个开放的事业其对世界圖景描述的任何基本概念都是可以批判的、可以改变的，而且任何改变都离不开哲学和科学的合作
【参考文献】
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