فضا

فضا عبارت است از یک گستره سه‌بعدی نامحدود که اجسام و رویدادها در آن رخ می‌دهند و فاصله و جهت نسبی دارند. فضای فیزیکی اغلب در سه بُعد خطی تصور می‌شود، اما فیزیکدانان نوین معمولاً آن را در کنار زمان به عنوان یک پیوستار نامحدود ۴ بعدی به نام فضازمان توصیف می‌کنند. مفهوم فضا اهمیتی بنیادین در درک جهان فیزیکی دارد. اما بین فیلسوفان همچنان بر سر اینکه آیا فضا خود یک موجودیت است یا اینکه رابطه‌ای میان موجودیت‌ها یا بخشی از یک چارچوب مفهومی است، اختلاف نظر وجود دارد.
بحث در مورد ماهیت و حالت وجودی فضا به دوران باستان بازمی‌گردد مثلاً در رساله‌هایی چون تیمائوس افلاطون، یا سقراط در بازتاب‌هایش از آنچه یونانی‌ها khôra (به معنی فضا) می‌خواندند، یا در رساله فیزیک ارسطو (کتاب ۴، دلتا) در تعریف topos (به معنی مکان) یا بعدتر به عنوان مفهوم هندسی مکان در رساله «قول فی المکان» دانشمند سده یازده، ابن هیثم. بسیاری از پرسش‌های کلاسیک فلسفی در رنسانس مورد بحث قرار گرفت و در قرن هفدهم و در زمان آغاز شکل‌گیری مکانیک کلاسیک مجدداً فرمولبندی شد. از دید ایزاک نیوتن، فضا مطلق بود، یعنی همیشگی بود و مستقل از اینکه ماده‌ای در آن باشد یا نباشد. سایر فیلسوفان طبیعی از جمله گاتفرید لایب‌نیتز فکر می‌کردند که فضا مجموعه‌ای از روابط میان اجسام بود که توسط فاصله و جهتشان نسبت به یکدیگر مشخص می‌شد. در قرن هجدهم یک فیلسوف و خداشناس به نام جرج بارکلی تلاش کرد تا قابلیت دیدن عمق فضایی را در مقاله‌اش با عنوان «به سوی نظریه جدیدتری برای دیدن» رد کند. امانوئل کانت متافیزیکدان چنین گفت که مفاهیم فضا و زمان، مفاهیم تجربی نیستند که از تجربیات دنیای خارج به دست آمده‌باشند، بلکه اجزایی از یک چارچوب سیستماتیک هستند که در اختیار انسان قرار دارند و برای ساختار بخشیدن به همه تجربیات استفاده می‌شوند.
در سده‌های ۱۹ام و ۲۰ام ریاضیدانان شروع به بررسی هندسه‌های نااقلیدسی نمودند که در آن‌ها فضا به جای تخت بودن دارای انحناست. بنا بر نظریه نسبیت عام اینشتین، فضای اطراف میدان‌های گرانشی از فضای اقلیدسی پیروی نمی‌کند آزمونهای نسبیت عام تأیید کرده‌اند که هندسه‌های نااقلیدسی مدل بهتری برای شکل فضا ارائه می‌کنند.

لایب‌نیتز و نیوتن

در قرن هفدهم فلسفه فضا و زمان به عنوان یک مسئله اساسی در اپیستمولوژی و متافیزیک ظهور کرد که در قلب آن گاتفرید لایب‌نیتز، فیلسوف و ریاضیدان آلمانی و ایزاک نیوتن، فیزیکدان و ریاضیدان انگلیسی قرار داشتند که دو نظریه مخالف در زمینه چیستی فضا ارائه دادند. لایب‌نیتز به جای آنکه فضا را موجودیت مستقلی بداند که در فرا و ورای ماده وجود دارد، بر این باور بود که فضا چیزی جز روابط فضایی میان اجسام در جهان نیست: «فضا یعنی چیزی که از در نظر گرفتن مکان‌ها با هم نتیجه می‌شود» نواحی اشغال نشده، نواحی هستند که می‌توانست جسمی در آن‌ها قرار بگیرد و در نتیجه روابط فضایی با سایر مکان‌ها داشته باشد؛ بنابراین برای لایب‌نیتز فضا یک انتزاع ایده‌آل از رابطه بین موجودیت‌ها یا مکان‌های آن‌ها بود و در نتیجه نمی‌توانست پیوسته باشد و می‌بایست گسسته باشد. فضا را می‌توان شبیه به روابط بین اعضای خانواده تصور نمود. اگرچه افراد در خانواده با یکدیگر رابطه دارند، رابطه‌ها مستقل از افراد وجود ندارند. لایب‌نیتز چنین استدلال کرد که فضا نمی‌تواند مستقل از اجسام در جهان وجود داشته باشد زیرا در این صورت دو جهان که دقیقاً یکسان باشند و تنها از نظر موقعیت دنیای مادی یکسان نباشند، از هم متفاوت خواهند بود. اما از آنجا که هیچ راه تجربی برای جدا کردن این دوجهان از یکدیگر وجود ندارد، بنا بر اصل هویت بازنشناختنی‌ها هیچ تفاوت واقعی میان این دو جهان وجود ندارد. بر طبق اصل دلیل کافی هر نظریه‌ای از فضا که از آن نتیجه شود که می‌توان دو جهان متفاوت با چنین شرایطی داشت، نادرست است.
نیوتن باور داشت که فضا چیزی بیشتر از روابط میان اجسام مادی است و دیدگاهش را بر پایه مشاهده و آزمایش بنا نمود. یک نسبیت‌گرا نمی‌تواند تفاوتی بین حرکت لخت که در آن جسم با سرعت ثابت حرکت می‌کند و حرکت غیر لخت که در آن سرعت با زمان تغییر می‌کند، قائل شود زیرا همه اندازه‌گیری‌های فضایی نسبت به اجسام دیگر و حرکت‌های آنهاست. اما نیوتن استدلال نمود که چون حرکت غیر لخت نیرو ایجاد می‌کند، می‌بایست مطلق باشد او از مثال آب در یک سطل چرخان برای توضیح استدلالش استفاده نمود. آب در یک سطل آویزان از یک طناب نخست سطح صافی دارد و پس از شروع به چرخیدن سطل، سطح آب مقعر می‌شود. اگر سطل را از چرخش بازداریم سطح آب مقعر می‌ماند زیرا به چرخش ادامه می‌دهد. در نتیجه مشخص است که سطح مقعر ناشی از حرکت نسبی میان سطل و آب نیست. بلکه طبق نظر نیوتن می‌بایست ناشی از حرکت غیر لخت نسبت به خود فضا بوده‌باشد. برای چندین قرن از استدلال سطل آب برای اینکه نشان داده شود که فضا مستقل از ماده وجود دارد، استفاده می‌شد.

کانت

در قرن هجدهم، فیلسوف آلمانی، امانوئل کانت نظریه‌ای در مورد دانش ارائه داد که در آن دانش در مورد فضا می‌تواند هم پیشینی و هم ترکیبی باشد. بر طبق نظر کانت، دانش در مورد فضا ترکیبی است، زیرا گزاره‌هایی که در مورد فضا بیان می‌شوند را نمی‌توان صرفاً بر مبنای معانی کلمات در گزاره، درست دانست. در اثر خود کانت این دیدگاه که فضا یا باید ماده باشد یا رابطه را رد کرد. در عوض او به این نتیجه رسید که فضا و زمان توسط انسان کشف نشده‌اند که ویژگی‌های عینی دنیا باشند بلکه به عنوان بخشی از یک چارچوب که تجربه را سازماندهی می‌کند، توسط ما تحمیل می‌شوند.

گاوس و پوانکاره

اگرچه یک اجماع کانتی در آن زمان حاکم بود، وقتی هندسه‌های نااقلیدسی به رسمیت رسیدند برخی شروع به تأمل در مورد خمیدگی فضا نمودند. کارل فریدریش گاوس، یک ریاضیدان آلمانی نخستین کسی بود که به فکر یک بررسی تجربی در مورد ساختار هندسی فضا افتاد. او در این اندیشه بود که آزمونی برای بررسی مجموع زوایای یک مثلث ستاره‌ای ترتیب دهد و گزارش‌هایی وجود دارد که او این کار را در مقیاسی کوچکتر با مثلث‌سازی قله‌های کوه‌ها در آلمان انجام داد.
هنری پوانکاره، یک ریاضیدان و فیزیکدان فرانسوی اواخر قرن نوزدهم، دیدگاه مهمی را معرفی نمود که طی آن سعی داشت بی‌ثمر بودن هر گونه تلاش برای تعیین هندسه فضا از طریق آزمایش زا نمایش دهد. برای او اینکه چه هندسه‌ای برای توصیف فضا به کار رود، یک مسئله قراردادی بود.

اینشتین

در سال ۱۹۰۵ آلبرت اینشتین نظریه نسبیت خاص را منتشر نمود که به این مفهوم منتهی می‌شد که فضا و زمان را می‌توان به عنوان یک ساختار واحد به نام فضازمان در نظر گرفت. در این نظریه سرعت نور در خلاء برای تمام ناظرها یکسان است. از این موضوع می‌توان نتیجه گرفت که اگر دو رویداد که از دید یک ناظر خاص هم‌زمان هستند ممکن است برای ناظر دیگر هم‌زمان نباشند. اگر ناظرها نسبت به هم در حرکت باشند ممکن است رویدادها از دید ناظر دیگر هم‌زمان نباشند. علاوه بر این برای یک ناظر، ساعتی که نسبت به ناظر در حرکت است، کندتر از ساعتی که نسبت به او ساکن است، کار می‌کند؛ و اجسام در جهتی که نسبت به او حرکت می‌کنند، کوتاهتر می‌شوند.
در پی آن اینشتین روی نظریه نسبیت عام کار کرد که نظریه‌ای در مورد نحوه برهمکنش گرانش با فضازمان است. به جای در نظر گرفتن گرانش به عنوان یک میدان نیرو که در فضازمان عمل می‌کند، اینشتین پیشنهاد داد که گرانش ساختار هندسی فضازمان را تغییر می‌دهد بر طبق نظریه عام او زمان در مکان‌هایی با پتانسیل گرانشی کمتر، آهسته‌تر می‌گذرد و پرتوهای نور در نزدیکی یک میدان گرانشی خمیده می‌شوند. دانشمندان با بررسی رفتار تپ‌اخترهای دوتایی به تأیید پیش‌بینی‌های اینشتین رسیدند و معمولاً برای توصیف فضازمان از هندسه نااقلیدسی استفاده می‌شود.

فضای سه بعدی

فضای سه بعدی شامل عمق، طول و عرض است. فضای چهار بعدی، علاوه بر ابعاد سه‌گانه بعد زمان را می‌رساند که به آن، فضای لایتناهی می‌گویند. تصویری است که توهم فضا در آن معادل بی بیکرانگی در محیط است.

فضای کنترل شدهٔ ساختمان

بخش‌هایی از فضای داخلی ساختمان که مورد کاربرد انسان‌ها قرار می‌گیرد و در طول اوقات سرد سال، گرم شده و طی اوقات گرم سال، خنک می‌شود. شرایط دمای این فضاها در ساختمان باید در محدودهٔ آسایش باشد.

فضای کنترل نشدهٔ ساختمان

بخش‌هایی از فضای درونی ساختمان که در اوقات گرم یا سرد سال ضروری نیست خنک یا سرد شوند. م. انبارها، پارکینگ‌هایی که از سه طرف با دیوار محصورند، دالان‌ها و مانند آن‌ها.

فضای معماری

فضای معماری، فضایی که توسط سطوح، به شکل‌های گوناگون محدود گشته و به عملکردهای تعیین شده پاسخ می‌گوید که موضوع و جوهر اصلی معماری است.
معماری عبارت است از علم و هنر شکل بخش فضای زیست انسان، به عبارت دیگر معماری به وجود آورندهٔ فضایی است که انسان را از عوامل طبیعی مصون داشته و فعالیت زندگی فردی و اجتماعی او را دربرگرفته و به نیازهای مادی و معنوی انسان پاسخگو خواهد بود.
پس می‌توان گفت، فضایی که توسط سطوح عمودی و افقی به وجود می‌آید، موضوع و جوهر اصلی معماری‌ست به عبارت دیگر موضوع اصلی و در حقیقت جوهر معماری، فضا است. یک ساختمان، فقط مجموعه‌ای از طول، عرض و عمق نیست بلکه مجموعه‌ای است از اندازه‌های مختلف فضاهای خالی که انسان می‌تواند در آن حرکت و زندگی کند.

در ستاره‌شناسی

فضا قسمت‌های نسبتاً تهی کیهان است که بیرون از جوّ سیارات قرار دارد. فضا را گاهی برای تمایز از فضای جوّ و مکان‌های زمینی، «فضای میان ستاره‌ای» می‌نامند.
از آنجا که جوّ زمین ناگهان تمام نمی‌شود، بلکه کم‌کم با افزایش ارتفاع رقیق می‌شود، مرز مشخصی میان فضا و جوّ وجود ندارد. در ایالات متحده آمریکا، به افرادی که بالاتر از بلندای ۵۰ مایلی (۸۰ کیلومتری) سفر کنند، فضانورد گفته می‌شود. ارتفاع ۴۰۰٬۰۰۰ پایی (۱۲۰ کیلومتری) مرزی است که آثار جوّی در ورود دوباره مشهود می‌شوند. غالباً از ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری به عنوان مرز میان جوّ و فضا یاد می‌شود.
نگاه کنید به: فیزیک نجومی، هوافضا، فناوری فضایی، مهاجرت به فضا، شاتل فضایی، فضا-زمان

در ریاضیات

در ریاضیات، فضا مجموعه‌ای است که معمولاً ساختار اضافی‌ای هم دارد.
برای نمونه، نگاه کنید به فضای اقلیدسی، فضای برداری، فضای برداری هنجارین، فضای باناخ، فضای ضرب داخلی، فضای هیلبرت، فضای توپولوژیک، فضای یکنواخت، فضای متریک.

در روانشناسی

اصطلاح فضای درون گاهی برای توصیف محتویات ذهن انسان به کار برده شده‌است.

فضای تاریخی

ممکن است شیئی متعلق به گذشته‌های دور باشد. چقدر دور؟ این سؤال یک معنای عام و یک معنای خاص دارد. برای خیلی از افراد ده هزار سال قبل با بیست هزار سال قبل تفاوتی نمی‌کند. حتی برای بعضی‌ها صدسال قبل با پنجاه سال قبل هم فرق نمی‌کند. درحالی‌که برای باستان‌شناس، مورخ، دانشمند یا هرکس که علاقه‌مند به دوره‌های تاریخی باشد، بسیار متفاوت است.

چگونه می‌شود این دوره‌ها را احساس کرد و از هم تمیز داد؟ آشنا شدن با آثار به جا مانده از دوره‌ها در همهٔ زمینه‌های معماری، ادبیات، هنر، لباس و … می‌تواند این احساس را ایجاد یا تقویت کند. گاهی برای ما دورهٔ خاصی از تاریخ اهمیت ندارد اما یک احساس عمومی و کلی از گذشته ما را در یک فضای تاریخی قرار می‌دهد. برای اینکار باید اشیاء و آثار اصلی را دید.

به یاد داشته باشیم که اشیای گذشته متعلق به زمانی هستند که در یک مجموعهٔ زنده و پویا مورد استفاده قرار می‌گرفتند. حتی کلمات و ادبیات و محاورات در زمان خودش بیشترین زندگی و حیات را داشته‌است، اما به تدریج جان باخته و جسمی از آن به یادگار مانده‌است، لذا به هر میزان که بتوانیم خود را در شرایط و زندگی هم‌زمان این آثار قرار دهیم. گویی که تقریباً حیات فرهنگی و تمدنی آن روزگار را احساس کرده‌ایم و خود را اگرچه با فاصلهٔ زیاد یکی از افراد آن روزگار می‌پنداریم در این صورت به فضای تاریخ وارد شده‌ایم. می‌توان گفت هرچه ما نسبت زمانی خود را با اثر گذشته کم کرده و به آن زمان نزدیک شویم، وارد فضای تاریخ و هرقدر خود را از شئ یا اثر گذشته دور بدانیم با دیدن یا قرار گرفتن در یک یا مجموعه‌ای از آن‌ها به فضای تاریخی نزدیک شده‌ایم. گاهی اوقات آثار گذشتگان به دلایل عام یا خاص با ما ارتباط بیشتری پیدا می‌کنند. مثلاً بعضی از این آثار امروز هم مورد استفاده قرار می‌گیرند. اگرچه با تغییر در کاربری آن مثل فرش و… این باعث پیوند ما به گذشته و احساس مشترک با آن‌ها می‌شود. هرچه این تعلق به آثار بیشتر باشد، این پیوند قویتر است.