Пространство и время имеют общие характеристики как непосредственно связанные между собой формы существования материи: объективность, абсолютность (в значении всеобщности и необходимости), относительность (зависимость от конкретных свойств, особенностей, видов и состояний материи), единство непрерывности (отсутствие пустого пространства) и прерывности (раздельное существование материальных тел, каждое из которых имеет пространственные и временные границы), бесконечность. Вместе с тем они имеют и различие, которое характеризует свойственные им особенности.
Многообразие всех свойств и отношений различных материальных объектов составляет объективное содержание реального пространства.
Пространство — объективная, всеобщая, закономерная форма бытия материи, обусловленная взаимодействием различных систем, характеризующая их протяженность, взаимное расположение, структурность и сосущеествование.
Характерным свойством пространства выступает протяженность, проявляющаяся в рядоположенности и сосуществовании разных элементов. В совокупности различных положений элементов образуется определенная система сосуществования, пространственная структура, которая имеет специфические свойства: трехмерностъ, непрерывность и прерывность, симметрия и ассиметрия, распределение вещества и полей, расстояние между объектами, их местоположение и т.д.
Реальное пространство трехмерно. Трехмерность органически связана со структурностью различных объектов и их движением. Это означает, что всякие пространственные отношения в своем существовании могут быть описаны на основе трех измерений (координат). Утверждения о многомерности реального пространства не подтверждаются никакими опытами, экспериментами и т.п. Обычно многомерное пространство используется в математике и физике для более полного описания процессов микромира, которые не могут быть наглядно представлены. Данные «пространства» являются абстрактными, концептуальными, предназначенными для выражения функциональных связей между различными свойствами сложных процессов микромира. Теория относительности пользуется четырехмерностью: к пространственным измерениям прибавляется время (четвертое измерение). Это свидетельствует лишь о том, что данный объект с определенными пространственными координатами находится именно здесь в данное определенное время. Реальное пространство — трехмерно. Все тела объемны, протяженны в трех направлениях: в длину, ширину, высоту. Это означает, что в каждой точке пространства можно провести не более трех взаимно перпендикулярных прямых. Трехмерность реального пространства является фактом, установленным эмпирически, но теоретического обоснования данного факта пока нет, а поэтому обсуждение вопроса о многомерных пространствах представляется правомерным.
Время также имеет свои специфические свойства. Взаимодействие различных материальных систем, процессов и событий составляет содержание реального времени. В самой действительности мы наблюдаем смену различных явлений, событий, процессов и т.п. Одни из них уже давно свершились, другие имею, место в настоящем, третьи ожидаются и т.д. Во всем этом многообразии мира мы наблюдаем различную продолжительность и различные временные интервалы между свершающимися событиями, отмечаем смену одних явлений другими.
Время - объективная, всеобщая, закономерная форма бытия материи, обусловленная взаимодействием различных систем, характеризующая длительность и последовательность смены их состояний. Время существует как связь смены, чередования различных систем и их состояний, выражающая их длительность и последовательность существования, представляющая собой объективную, всеобщую форму связи сменяющих друг друга событий и явлений. Материальный мир и его всеобщие формы бесконечны и вечны. Но время существования каждой конкретной вещи, явления, события и т.п., конечно, прерывно, так как всякая вещь имеет начало и конец своего существования. Однако возникновение и разрушение конкретных вещей не означает их полного, абсолютного разрушения, меняются их конкретные формы существования, и эта последовательная связь смены конкретных форм бытия непрерывна, вечна. Конкретные, преходящие и уходящие вещи и события включены в единый непрерывный поток вечности, через конечное, временное существование вещей проявляется их всеобщая связь, раскрывающая несотворимость и неуничтожимость мира во времени, т.е. его вечность.
Реальное время характеризует определенную направленность всех явлений и событий. Оно необратимо, асимметрично, всегда направлено от Прошлого через настоящее к будущему, его течение нельзя ни остановить, ни повернуть вспять. Иначе, время равномерно и предполагает строго определенную упорядоченность, последовательность моментов прошлого, настоящего, будущего. Эта одномерность, однонаправленность, необратимость течения времени определяется принципиальной необратимостью движения и изменения всех систем материального мира, его процессов и состояний, обусловлена необратимостью причинно-следственных связей. Для возникновения всякого явления необходима, прежде всего, реализация порождающих его причин, что определяется принципами сохранения материи, принципом всеобщей связи явлений мира.
Пространство и время могут быть рассмотрены в отдельности лишь мысленно, в абстракции. В действительности же они составляют единую пространственно-временною структуру мира, неотделимы как друг от друга, так и от материального движения, именное естествознание полностью подтверждает и конкретизирует представления о единстве пространства, времени, движения и материи.
Понадобилось длительное время для возникновения новых идей, объясняющих, что пространственно-временная структура мира неоднородна, что «плоская» геометрия Евклида не является абсолютным, полным выражением реальных пространственных свойств. Так, русский ученый Н.И. Лобачевский создав в 20-х гг. XIX в. новую геометрию, обосновал идею зависимости пространственных свойств от физических свойств материи. Лобачевский показал, что реальные пространственные формы принадлежат самому материальному миру, определяются его свойствами, а различные положения геометрии лишь более или менее правильно выражают отдельные свойства реального пространства, имеют опытное происхождение. В этом смысле, становится ясным, что все многообразие свойств бесконечного пространства нельзя выразить лишь одной геометрией Евклида, поэтому и возникли другие геометрии. Например, геометрия Римана, в которой «прямая линия», «угол» отличны от «прямой» и «угла» в геометрии Евклида, а сумма углов треугольника больше 180°.
Развитие познания о реальном пространстве и времени позволяет нам постоянно уточнять, совершенствовать и изменять наши представления о них как объективных, всеобщих формах движения материи. Теория относительности Эйнштейна подтвердила и основала неразрывную связь пространства и времени с движущейся материей. Основной вывод теории относительности состоит в том, что пространство и время не существуют без материи, что их метрические свойства определяются распределением материальных масс, зависят от взаимодействия гравитационных сил между движущимися массами. Пространство и время не являются абсолютными, неизменными, так как они определены, обусловлены движущейся материей как форма своим содержанием и зависят от уровня организации материи и ее движения, их характеристики в разных материальных системах являются относительными, различными.
Специальная теория относительности установила, что пространственно-временные характеристики в различных соотносительных материальных системах отсчета будут различными. В движущейся системе отсчета относительно покоящейся длина тела будет короче, а время будет замедлять свой ход. Таким образом, нет в мире постоянной длины, нет одновременности событий, происходящих в различных материальных системах. И речь в данном случае идет не о различии пространственно-временных характеристик в восприятии некоего наблюдателя, т.е. не ставится в зависимость от субъекта наблюдения, а об изменении пространственно-временных свойств материальных систем в зависимости от их объективного относительного движения.
Относительность пространства и времени обусловлена своим выделенным материальным содержанием, а поэтому в каждом конкретном случае проявляется в своей особой структуре, обладает своими специфическими свойствами. Так, например, в биологических системах пространственная организация иная, чем в объектах неживой природы. В частности, обнаружено, что молекулы живого вещества обладают асимметрией пространственной структуры, молекулы же неорганического вещества такими свойствами не обладают. Живые организмы имеют свои ритмы, биологические часы, определенные периоды обновления клеток. Эти ритмы проявляются в физиологических функциях всех живых организмов и зависят от многообразия различных факторов. В данном случае мы имеем дело с изучением особенностей пространственно-временной структуры биологических форм движения.