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時間怎麽理解

宇宙,現代漢語詞典釋為:“壹切物質及其存在形式的總體(“宇”指無限空間,“宙”指無限時間)。”(1)宇宙壹詞最早載於春秋時期晉國程本(字子華)所著《子華子》壹書《孔子贈》篇:“惟道無定形,虛凝為氣,散布為萬物,宇宙也者,所以載道而傳焉者也”。(2)是說唯有千變萬化的客觀規律,寓於看不見的“氣”和萬物之中,所謂宇宙,就是通過它們顯現這些客觀規律的埸所。到了戰國時期,魯國的屍佼在其所著《屍子》壹書中,第壹次明確定義了“宇宙”:“上下四方曰宇;往古來今曰宙”。(2)這個定義雖不深刻,但很簡單且直觀,故而被大家接受,傳承至今。

然而對於宇宙(包括物質、運動、時間、空間)的認識和理解,從古到今無論是神學家們,哲學家們或是物理學家們壹直在進行非常激烈的辯爭,但現在它們大體都已形成了各自的主流認識。

1.上帝和神仙的時間

1995年保羅·戴維斯在《關於時間—愛因斯坦未完成的革命》壹書中寫道:“上帝肯定不可能既存在於時間之內又存在於時間之外,經過幾個世紀的激烈論爭,神學家們對這個復雜的難題還沒得出壹致的答案。”(3)但是,在世紀之交,這道難題似乎已經被基督教哲學教授理查德·斯溫伯恩所解決。他在所著《上帝是否存在?》(4)壹書中文版序言中說道:“有沒有壹個上帝,即有沒有壹個全能的、全知的、全善的、具有人格的存在者,作為世界萬物的創造主與維護者,這當然是基督教、猶太教以及伊斯蘭教的基本主張”,答案是“肯定性”的,“有壹個上帝”。而且“上帝的所有其他本質屬性,都起源於全能、全知、完全自由這三種屬性”。因此“上帝存在於無始無終的時間的每個時刻”,是“永久性”的。這樣上帝就“‘無所不在’(存在於任何地方),就是說,他能使任何地方的事物發生變化,能夠知道哪些地方正在發生哪些事件,卻無須依賴手臂、感官或光線的正常運動。”上帝是“宇宙的創造者”,也是“宇宙的維持者”。這就是宗教哲學的最新主流觀點,為世界上許多人所信仰。

神仙的時間也是“永久性”的,在中國,神仙如“盤古天王”,“如來佛”、“太上老君”他們都有上帝那種創物知事、無所不在的本領,稍有不同的是神仙用“千裏眼”“看”過去,如果是事後還可以“掐指壹算”。

顯然,上帝和神仙的“時間”,是壹種徹底的主觀唯心主義的觀點,是不符合客觀事實的,是反科學的。

2.哲學家的時間

哲學家們已經分成了兩大派,即:辯證唯物主義者和唯心主義者。

2.1 辯證唯物主義時空觀

列寧指出:“物質是標示客觀的實在的哲學範疇,這種客觀的實在是在人的感覺中被給予人的,它不依賴我們的感覺而存在著,為我們的感覺所復寫、攝影、映寫。”(5)“正如物或物體不是簡單的現象,不是感覺的復合,而是作用於我們感官的客觀的實在,空間與時間不是簡單的現象形態,而是存在的客觀實在的形態”。“關於空間與時間的人的表象是相對的,可是從這些相對的表象中構成著絕對的真理,這些相對的表象在自己的發展中走向絕對真理,接近絕對的真理。關於空間與時間的人的表象的變化性並沒有駁倒空間與時間的客觀實在性……。”

時間和空間是人們對物質的“運動過程”和“存在形式”的***同屬性即“普遍性”所賦予的抽象描述。物質運動是絕對的,與其不可分割的時空的存在因而也就具有絕對性。

時間具有持續性(或無限性),表現為物質運動過程的久暫及其先後順序;時間的特點在於其均勻連續性和不可逆性。

空間具有廣延性(或無限性),表現為物體間的並存和分離狀態、物體的體積、位置和排列等等;空間的特點在於具有三維性和均勻連續性。

時間和空間是絕對可分的,它們是完全不同的兩個概念。對任何坐標而言,時空度規是絕對同壹的,度規是剛性的。時間和空間不具有幾何性質。

這就是我們所堅持的辯證唯物主義時空觀,這既是信仰也是被迄今為止自然科學的基本事實所證明了的。

2.2 唯心主義時空觀

唯心主義者否認物質的客觀存在性,否定世界統壹於物質,否認物質的第壹性而認為精神、意識是第壹性的,因而否認時間和空間的客觀實在性,認為時間和空間不過是“感覺的復合”。(5)。

神秘唯心主義哲學家貝克萊認為:“存在就是被感知”,“物質是非實體,物質是虛無。”而“空間、時間和運動都是相對的,不是絕對的”。

唯心主義大師康德認為,“自在之物”是“不可認識的”,而時間和空間這兩個概念並不是從經驗產生的,不是客觀實在,而只是我們的直觀形式,是主觀的。

主觀唯心主義者馬赫和馬赫主義者則認為:“感覺不是‘物的符號’,‘物’倒是具有相對安定的感覺復合的思考的符號。世界的真正要素,不是物(物體)而是顏色、壓力、空間、時間(即我們通常叫作感覺的東西)”,而“空間和時間是感覺系列的有秩序的體系”,“空間和時間不是現象世界的實在性,而是我們用以感知物的方式。它們既不是無限大的,也不是無限可分的,它們在本質上是被我們的知覺的內容所限制著的。”還有著名的馬赫原理:“慣性力本質上是壹種引力,因為在宇宙遙遠天體對物體所能產生和作用力只有引力;而慣性系則是由宇宙中所有物質及其運動的某種平均效果所決定的。”因而只有相對運動,沒有絕對運動;既無絕對速度,也無絕對加速度。

當代英國科學哲學學會會長,英國科學院院士盧卡斯(J.R.Lucas)則告訴我們:“上帝確實選擇在他創造世界之時啟動了宇宙大爆炸,正是因為他想在某壹時間創造世界,而且他肯定要在某壹時間決定付諸實施。這並沒有什麽奇怪或神秘的。”(6)這就是當代神學化的科學,或者說是科學化的神學。

還有2006年6月19日“當代的愛因斯坦”霍金先生在北京人民大會堂作了《宇宙的起源》的“精彩”演講:“時間獨立於宇宙,在這個背景中,宇宙可以存在,也可以不存在。”按照他的實證主義約定方法“人們不能詰問宇宙是否在壹年前確實存在過,或者僅僅顯得是那樣。”還告訴我們他和哈特爾壹道在將廣義相對論和量子論結合時就發現:“宇宙自發創生的圖景有壹點像泡泡在沸騰的水中形成,”而且“在極端情形下,時間可以像空間中另壹方向那樣行為”?“詰問在宇宙開端之前發生了什麽是沒有意義的問題,因為在南極的南邊沒有任何東西。”還發現:“宇宙和時間本身都在大爆炸處起始。它(指廣義相對論)還預言時間在黑洞終結。”最後霍金先生不無遺憾的說:“盡管我們已經取得偉大成功,但並非壹切都已解決”。多可惜!就這樣霍金先生利用在神聖的大會堂上發表演說的機會,宣傳唯心主義的“偉大成功”:他以否定物質世界的存在,否定物質的第壹性和否定絕對時間的客觀實在性來堅持他的主觀唯心主義、馬赫主義的世界觀;他用邏輯混亂的實證主義的約定法,來“構造世界的模型”以“解釋感官的輸入”,而“人們不能詢問這個模型是否代表實在,只能問它能否行得通。”;他還用許多自創的非科學的語言進行陳述,例如:“宇宙自發創生”、“泡泡”、“在極端情形下,時間可以像空間中另壹方向那樣行為”、“假定宇宙的開端正如地球的南極,其緯度取時間的角色。”、“詰問在宇宙開端之前發生了什麽是沒有意義的問題。因為在南極的南邊沒有任何東西。”;還有熱昏了的胡話:“宇宙的邊緣”、“宇宙的初始條件”、“宇宙現在狀態的概率”、“宇宙的量子起伏”……如此等等,通篇可見。因此,霍金先生的演講內容是反科學的,是地地道道的偽科學。

3.數學時間

數學時間就是亞裏士多德的“宇宙時間”及“統壹的時間”,也是牛頓所說的“絕對時間”。

3.1 牛頓的時間

牛頓指出:“絕對的、真實的和數學的時間,由其特性決定,自身均勻地流逝,與壹切外在事物無關,又名延續;相對的、表象的和普通的時間是可感知和外在的(不論是精確的或是不均勻的)對運動延續的量度,它常被用以代替真實時間,如壹小時,壹天,壹個月,壹年”。(7)而且還認為:“由表象時間的均差或勘誤來區別絕對時間與相對時間”。但是牛頓在其牛頓力學中卻放棄用這種可以“糾正”的實際量度所得的時間(即相對時間)來代替真實時間(即絕對時間),而只采用絕對時間。這無異於認為相互作用速度和信號傳遞速度都是無限大的,相互作用是超距的,他不明白相互作用必須通過中間媒質以及相互作用必然有壹個實際的時間過程的道理。因此,牛頓理論中的t都是絕對時間,t相同的事件具有絕對同時性,從而事實上否定了時間的相對性。

3.2 愛因斯坦的時間

愛因斯坦認為,如果空間A點和B點各放壹只完全壹樣的鐘,並且規定光線從A到B所需要的時間等於從B到A所需要的時間,那麽“設在‘A時間’tA從A發出壹道光線射向B,它在‘B時間’tB又從B被反射向A,而在‘A時間’tA’回到A處。如果tB-tA= tA’-tB那麽這兩只鐘按照定義是同步的。”“我們假定,這個同步性的定義是可以沒有矛盾的,並且對無論多少個點也都適用,於是下面兩個關系是普遍有效的:1、如果在B處的鐘同在A處的鐘同步,那麽A處的鐘也就同B處的鐘同步。2、如果在A處的鐘既同B處的鐘,又同C處的鐘同步,那麽,B處同C處的兩只鐘也是同步的。這樣,我們借助於某些(假想的)物理經驗,對於靜止在不同地方的各只鐘規定了什麽叫做它們是同步的,從而顯然也就獲得了“同時”和“時間”的定義。壹個事件的“時間”,就是在這事件發生地點靜止的壹只鐘同該事件同時的壹種指示,而這只鐘是同某壹只特定的靜止的鐘同步的,而且對於壹切的時間測定,也都是同這只特定和鐘同步的。”而且認為:“我們不能給予同時性這概念以任何絕對的意義;兩個事件,從壹個坐標系看來是同時的,而從另壹個相對於這個坐標運動著的坐標系看來,它們就不能再被認為是同時的事件了。”(8)以上愛因斯坦的同步定義和操作說明,在同壹坐標系中的各點的鐘是可以同步的,即可以是同時的,觀測者在坐標系中的任何壹點都行,他是無處不在的,他靠思維想象認為它們是同步的,是絕對同時的。顯然,愛因斯坦方程中的t就必然是同壹坐標中的絕對時間,這與牛頓的時間完全壹樣。

從以上牛頓和愛因斯坦對時間的論述可見,他們的t都是絕對時間,即數學時間。因而t相同的兩個事件具有真實的客觀的同時性或者稱為具有絕對同時性。這是完全正確的。然而用絕對時間來替代相對時間,顯然就沒有考慮信號傳遞速度是有限的這壹客觀事實,實際上我們所能代入物理方程的只能是相對時間,即物理時間。

4.物理時間

“數學的抽象只是在純粹的數學中才是無條件地有效的”。“全部所謂純粹數學都是研究抽象的,它的壹切數量嚴格說來都是想象的數量,壹切抽象在推到極端時都變成荒謬或走向自己的反面。”(9)因此牛頓、愛因斯坦的數學時間,只能在抽象地純粹數學中才成立,而且是無條件的。然而時間的測定是現實的、是有條件的,應該應用物理時間。物理時間就是指觀測者應用計時指示儀器實地測得的事件發生的時間示數。因此,物理時間的產生就應當具備:1、必須有壹個觀測者,而且還要明確這個觀測者在坐標的什麽地方(壹般設在原點);2、觀測者手中要有有壹定精度的計時儀器;3、觀測者用這部儀器記錄下所發生的某事件的信號到達的時刻。上述關於物理時間的定義表明,所記錄的物理時間是主觀的時間,它是客觀真實時間的表象,因而它是相對的時間。兩個事件如果物理時間記錄相同只表明主觀的同時性或表觀的同時性。如果想要知道它們各自的真實時間,就還必須知道它們的距離和信號通過中間媒質的情況和速度。例如兩事件的發生地距觀測者等遠,傳遞事件信號的中間媒質狀態完全壹樣,而且都是傳的同壹種信號(如光信號:設c=3×108km/s,聲信號:設),那這兩個事件不僅具有主觀的同時性,還具有了某種精度範圍內的客觀同時性或某種真實地絕對的同時性。由於這種絕對同時性只能在某個誤差範圍內成立,因此這種絕對同時性也是相對的。然而客觀的絕對同時性卻是存在的,不能因為計時技術的不斷改善,相對時間(物理時間)只能無限的逼近絕對時間而被否定。事實上,絕對時間正是由這些無限逼近的相對時間序列所構成。(學術動態№2842 北京相對論研究聯誼會學術委員會 主辦