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時(shí)間與空間的矛盾運(yùn)動(dòng)

madongen · 2012-02-15 · 來(lái)源:本人寫(xiě)作
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 論宇宙幾種基本性矛盾運(yùn)動(dòng)      馬東恩

(最近在網(wǎng)上看到一篇文章,中心內(nèi)容是通過(guò)強(qiáng)調(diào)人類(lèi)社會(huì)乃至一切事物的空間性,從根本上否定馬克思主義唯物史觀。那位網(wǎng)友認(rèn)為,一切事物都是空間性的,時(shí)間是附屬于空間的;馬克思不從空間看待人類(lèi)社會(huì)卻從時(shí)間上看,因而得出社會(huì)形態(tài)發(fā)展論,是完全錯(cuò)誤的。那位網(wǎng)友的論述似乎頗有理論性、科學(xué)性,而實(shí)際上卻是錯(cuò)誤、偏面的,也是甚為奇怪的。對(duì)于事物的空間性、時(shí)間性以及時(shí)間與空間的關(guān)系,本人的《物質(zhì)矛盾運(yùn)動(dòng)概論——兼談?dòng)钪鏆v史中的若干問(wèn)題》小書(shū)中《時(shí)間與空間的矛盾運(yùn)動(dòng)》以及《時(shí)空與物質(zhì)的矛盾運(yùn)動(dòng)》、《物質(zhì)在空間中的基本運(yùn)動(dòng)形式——集聚與疏散》、《物質(zhì)在時(shí)間中的基本運(yùn)動(dòng)形式——生長(zhǎng)與衰亡》,還有《關(guān)于時(shí)間箭頭與循環(huán)“反演”——談時(shí)間的螺旋運(yùn)動(dòng)》等篇章應(yīng)該論述的比較清楚了。這就是把老早的這篇文章在此發(fā)表的原因。)

 

時(shí)間與空間、時(shí)空與物質(zhì)、場(chǎng)與實(shí)物、分與合、質(zhì)與量的矛盾運(yùn)動(dòng)都是密切關(guān)聯(lián)的宇宙的基本性矛盾運(yùn)動(dòng)。正是這些矛盾運(yùn)動(dòng)是世界各種事物普遍聯(lián)系、完美統(tǒng)一而又千變?nèi)f化、絢麗多彩的內(nèi)在根據(jù)。

                   時(shí)間與空間的矛盾運(yùn)動(dòng)

時(shí)間與空間,對(duì)于人們并不陌生,它與人們一切一切的活動(dòng)形影不離、息息相關(guān)。如果要問(wèn)什么是時(shí)間?幾乎誰(shuí)都可以不假思索地回答說(shuō),古往今來(lái)不斷流逝的歲月晝夜、不斷變換著的春夏秋冬、滴答滴答而過(guò)的秒分時(shí)刻就是時(shí)間。將來(lái)在時(shí)間中迎來(lái),過(guò)去在時(shí)間中渡過(guò)。體育運(yùn)動(dòng),跑百米經(jīng)歷10秒鐘;出外旅游,火車(chē)從北京到上海用14小時(shí);光的傳播,從太陽(yáng)到地球歷經(jīng)約8分鐘、到冥王星歷經(jīng)約4小時(shí)9.8分鐘,這些數(shù)字所表示的都是時(shí)間間隔。農(nóng)作物生長(zhǎng)期半年或三個(gè)月;某人活了八十歲或一百年,自然這也指的是時(shí)間。秦始皇于公元前221年統(tǒng)一中國(guó);拿破倫死于1821年5月5日;英國(guó)維多利亞女王于1838年6月28日在威斯敏斯特大教堂加冕;奧地利最早的音樂(lè)廳維也納音樂(lè)廳于1870年1月6日舉行首場(chǎng)演出;英國(guó)劍橋大學(xué)創(chuàng)立于1209年,牛頓于1669年被任命為該校盧卡遜數(shù)學(xué)教授,史蒂芬·霍金教授于1979年開(kāi)始榮任這一教席,等等事件所發(fā)生的日期,不言而喻也是時(shí)間。可見(jiàn)時(shí)間現(xiàn)象豐富多采,不勝枚舉。

如果問(wèn)到什么是空間,人們往往也會(huì)輕而易舉地回答,上下四方、海闊天空就是空間,用長(zhǎng)寬高所表示的或者說(shuō)用三維座標(biāo)系所描述的那種東西就是空間。桌椅板凳及各種各樣物品占據(jù)著的是空間;地球月亮、星星太陽(yáng)在其中運(yùn)動(dòng)的是空間;分子原子、亞原子粒子在其中變換舞蹈著的是空間。飛機(jī)從北京飛到倫敦;宇宙探測(cè)器從地球飛往各有關(guān)星球所經(jīng)過(guò)的航程自然也是空間。空間現(xiàn)象與時(shí)間現(xiàn)象一樣豐富多采,不勝枚舉。

但是,如果要問(wèn)在各種各樣時(shí)間、空間現(xiàn)象后面的本質(zhì)是什么呢?時(shí)間與空間之間又是什么關(guān)系呢?這可能就不那么容易回答了。這個(gè)問(wèn)題正是時(shí)空觀問(wèn)題,是哲學(xué)和自然科學(xué)史上的一個(gè)老問(wèn)題。

遠(yuǎn)在古希臘時(shí)期,哲學(xué)先師亞里士多德就對(duì)時(shí)間和空間作過(guò)深刻思考和研究。他認(rèn)為,時(shí)間乃是就先后而言運(yùn)動(dòng)的數(shù)目,時(shí)間確定運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)也確定時(shí)間。他又認(rèn)為,一個(gè)事物的空間,就是這個(gè)事物的形式,物體皆在空間里,空間也都有物體。可見(jiàn)他把空間和時(shí)間與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái),看作是物質(zhì)的形式和運(yùn)動(dòng)多少的表示。他的認(rèn)識(shí)已接近現(xiàn)在的人們一般對(duì)空間、時(shí)間本質(zhì)的認(rèn)識(shí),即認(rèn)為空間和時(shí)間是物質(zhì)存在的兩種密切聯(lián)系的形式,空間反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的廣延性;時(shí)間反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的序列和持續(xù)性。

中國(guó)古代哲學(xué)家張載的“太虛即氣”、氣聚而為萬(wàn)物、氣散而為太虛的思想,反映出他已經(jīng)意識(shí)到物質(zhì)、“氣”與空間即“太虛”之間的矛盾運(yùn)動(dòng)關(guān)系,可以說(shuō)這與近、現(xiàn)代科學(xué)史上關(guān)于物質(zhì)、場(chǎng)與空間的概念是接近的。

在世界哲學(xué)史上,第一個(gè)明晰闡明時(shí)間、空間本質(zhì)及二者之間矛盾運(yùn)動(dòng)的是黑格爾。他認(rèn)為,事物的運(yùn)動(dòng)變化就是時(shí)間,現(xiàn)實(shí)事物本身的歷程構(gòu)成時(shí)間;一切事物并不是在時(shí)間中產(chǎn)生和消逝,事物本身就是時(shí)間性的東西。空間就是作為物質(zhì)物體而存在的形式、自然事物的基礎(chǔ);沒(méi)有獨(dú)立不依地存在的空間,空間總是充實(shí)的空間,決不能和充實(shí)于其中的東西分開(kāi);間斷性與連續(xù)性這兩個(gè)環(huán)節(jié)的統(tǒng)一是客觀上確定的空間概念,它常常被看作絕對(duì)空間,可是相對(duì)的空間是某種更高的東西。他又認(rèn)為,空間和時(shí)間充滿(mǎn)著運(yùn)動(dòng)物質(zhì)、從屬于物質(zhì)運(yùn)動(dòng),時(shí)間與空間的對(duì)立統(tǒng)一是位置,而位置與運(yùn)動(dòng)的對(duì)立統(tǒng)一是物質(zhì)。

恩格斯則更加簡(jiǎn)明地論斷,時(shí)間和空間就是物質(zhì)一切存在的基本形式。如果結(jié)合恩格斯的沒(méi)有無(wú)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)、沒(méi)有無(wú)運(yùn)動(dòng)的物質(zhì)的思想,可以看到恩格斯把時(shí)間和空間看作運(yùn)動(dòng)物質(zhì)和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本形式。

在近、現(xiàn)代科學(xué)史上,愛(ài)因斯坦的“相對(duì)論”對(duì)于科學(xué)地揭示和證明時(shí)間、空間的本質(zhì)及二者之間的關(guān)系作出了最偉大的革命性貢獻(xiàn)。他一反牛頓力學(xué)絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間的觀念,提出和論證了時(shí)間與空間的相對(duì)性。“相對(duì)論”的時(shí)空觀可以概括為,物體在高速運(yùn)動(dòng)中和在引力場(chǎng)中時(shí)間膨脹變慢、空間尺度收縮變小;時(shí)間與空間形成四維時(shí)空連續(xù)體;時(shí)空是彎曲的,物質(zhì)分布狀態(tài)決定著時(shí)空曲率;而時(shí)空曲率又決定著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。這就告訴我們,時(shí)間、空間和物質(zhì),并不是人們常識(shí)和經(jīng)典力學(xué)所認(rèn)為的那樣,它們是絕對(duì)分離的異物,時(shí)間是絕對(duì)的、空間是絕對(duì)的;空間里可以有物質(zhì)、也可以是“虛空”。而實(shí)際上,時(shí)間和空間都是相對(duì)的、它們之間的關(guān)系也是相對(duì)的和相互作用的,時(shí)空與物質(zhì)也是相對(duì)的和相互作用的。這正如霍金教授指出的,愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論把空間和時(shí)間從一個(gè)事件在其中發(fā)生的被動(dòng)的背景轉(zhuǎn)變成宇宙動(dòng)力學(xué)的主動(dòng)參與者。而一切相對(duì)性和相互作用都是矛盾運(yùn)動(dòng)的反映。時(shí)間、空間及其相互之間,時(shí)空與物質(zhì)之間都處在矛盾運(yùn)動(dòng)中。這也是告訴我們,時(shí)空的本質(zhì)是什么?是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的基本表現(xiàn)形式、是時(shí)間與空間的對(duì)立統(tǒng)一體;什么是時(shí)間和空間?就是時(shí)空統(tǒng)一體的一分為二,就是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的兩種密切聯(lián)系著的基本表現(xiàn)形式。

盡管哲學(xué)家和自然科學(xué)家已經(jīng)對(duì)時(shí)間空間的本質(zhì)有了很深刻的見(jiàn)地,然而恐怕至今絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間觀念仍籠罩著很多人的頭腦。他們會(huì)說(shuō),一個(gè)小時(shí)就是一個(gè)小時(shí),一秒鐘就是一秒鐘,時(shí)間怎么能夠變慢呢?在倫敦的格林威治時(shí)間是一個(gè)小時(shí),在北京的時(shí)間也是一個(gè)小時(shí),只不過(guò)有8個(gè)小時(shí)的時(shí)差而已,這有什么錯(cuò)嗎?一個(gè)作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,位移一米用一秒時(shí)間,位移一百米就用一百秒時(shí)間,時(shí)間流逝的均勻性不也是絕對(duì)的嗎?宇宙的歷史、太陽(yáng)的歷史、地球的歷史以及人類(lèi)的歷史,難道不都是在絕對(duì)均勻的時(shí)間中渡過(guò)嗎?時(shí)間一刻一時(shí)、一天一年的流逝,不會(huì)因?yàn)閮和瓮炜扉L(zhǎng)大而加快,也不會(huì)因?yàn)槟承┤颂貏e繁忙希望時(shí)間慢行而減速,這不是鐵一般的事實(shí)嗎?空間的情況也是一樣,從北京到海口今天飛機(jī)飛越的空間為2600公里,明天飛越的也是同一個(gè)2600公里;上海東方明珠電視塔高460米,今天明天、今年明年誰(shuí)去測(cè)量都會(huì)是一樣的;北京故宮占地面積72萬(wàn)平方米,它也不會(huì)變大或變小;地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道總是約94000萬(wàn)公里的橢圓空間路程,銀河系的直徑總是約10萬(wàn)光年,這種種空間尺度難道不都是絕對(duì)的嗎?在時(shí)間與空間的關(guān)系上,更會(huì)有人認(rèn)為,表示古往今來(lái)間隔的時(shí)間與表示上下四方大小的空間,哪里談得上有什么關(guān)系呢?相互轉(zhuǎn)化更是不可想象的。誰(shuí)能把時(shí)分秒當(dāng)長(zhǎng)度單位、誰(shuí)又把米、公里當(dāng)時(shí)間單位呢?至于時(shí)間空間與物質(zhì),那就更是風(fēng)馬中不相及。

在此,我們暫且不涉及愛(ài)因斯坦“相對(duì)論”,而通過(guò)常識(shí)性事例和適當(dāng)想象來(lái)領(lǐng)略一下時(shí)間、空間及其二者之間相互關(guān)系的相對(duì)性和矛盾運(yùn)動(dòng)情況。

時(shí)間作為一種客觀事物與其他事物一樣,總是處在宇宙的復(fù)雜交錯(cuò)的矛盾運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中,它總是通過(guò)與其他事物的相對(duì)關(guān)系而得到表現(xiàn)。它的形象、計(jì)量方式、數(shù)量大小總是相對(duì)的,總是與它所處在的矛盾運(yùn)動(dòng)中的其他因素相互作用、相互規(guī)定。在時(shí)間形象上,往往表現(xiàn)為心理時(shí)間、文化時(shí)間、科學(xué)時(shí)間等不同的特色。光陰荏苒,時(shí)間如流,過(guò)去的捉不回,未來(lái)的撲不到,似乎人的命運(yùn)任時(shí)間戲弄。這是客觀的時(shí)間與人的心理之間矛盾運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。人們?cè)较氡M多地支配時(shí)間,就越感覺(jué)時(shí)間難以把握;而越希望時(shí)間過(guò)得快一些,就越覺(jué)得時(shí)間慢騰磨人。同樣地球自轉(zhuǎn)一周,有時(shí)有人覺(jué)得“一晃就是一天”,有時(shí)有人又感覺(jué)“度日如年”。覺(jué)得時(shí)間過(guò)得太快,可以看作客觀時(shí)間在心理時(shí)間中的收縮;覺(jué)得過(guò)得太慢,則可看作客觀時(shí)間在心理時(shí)間中的膨脹。時(shí)間周期的收縮,使頻率加快;時(shí)間周期的膨脹,使頻率減慢。這里所謂客觀時(shí)間,一般也不過(guò)是按地球自轉(zhuǎn)標(biāo)定的時(shí)間。

時(shí)間在與不同文化的矛盾運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出不同的文化形象。在佛教及其他一些古代宗教文化中,時(shí)間表現(xiàn)為輪回的形象。“法輪功”正是利用了這一點(diǎn)加以夸大、渲染、扭曲和偽造,而成為一種對(duì)人們有比較大迷惑力的邪教。受騙上當(dāng)者不僅有那些文化水平很低、科學(xué)知識(shí)很少、帶有某種程度愚昧的人,也有一些大學(xué)生、甚至大學(xué)教授和級(jí)別不低的國(guó)家干部,這是為什么?除了某些社會(huì)原因以外,可以說(shuō)是輪回的時(shí)間觀在作怪。在猶太基督教里,時(shí)間是穿越過(guò)去和未來(lái)的線性形象,這種文化認(rèn)為,耶酥的生死和十字架受難是不可能重復(fù)的唯一事件。

在科學(xué)研究中,時(shí)間形象也處在矛盾運(yùn)動(dòng)中。對(duì)稱(chēng)的時(shí)間形象或時(shí)間觀認(rèn)為,過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)是無(wú)所謂的,甚至認(rèn)為這種區(qū)別只不過(guò)是幻覺(jué)。另一種如箭頭的時(shí)間形象或時(shí)間觀認(rèn)為,時(shí)間朝著單一的方向一直向前,甚至根據(jù)熱力學(xué)第二定律推論說(shuō)宇宙將走向“熱寂”。這是客觀的時(shí)間與有關(guān)科學(xué)家信仰、心理、原有學(xué)術(shù)思想基礎(chǔ)諸因素矛盾運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。

在馬克思主義矛盾運(yùn)動(dòng)觀看來(lái),客觀的時(shí)間應(yīng)該是單向與雙向、直線與循環(huán)、箭頭與往復(fù)的對(duì)立統(tǒng)一,我們將在第二篇中對(duì)此予以討論。人們基本上兩種相反的時(shí)間形象都有一定的客觀依據(jù)和某種真理性,這正說(shuō)明時(shí)間不是絕對(duì)而是相對(duì)的。

時(shí)間的計(jì)量方式更表現(xiàn)出明顯的相對(duì)性。古代有水漏計(jì)時(shí)、沙漏計(jì)時(shí)、日晷計(jì)時(shí)。后來(lái)出現(xiàn)擺鐘計(jì)時(shí)、彈簧諧振子鐘表計(jì)時(shí)。現(xiàn)代發(fā)展出諧振電路計(jì)時(shí)、石英晶體諧振鐘表計(jì)時(shí),在高科技、高精密計(jì)時(shí)領(lǐng)域則發(fā)明了三十萬(wàn)年誤差一秒的銫原子鐘計(jì)時(shí)。人類(lèi)當(dāng)今計(jì)時(shí)的最新成就,是利用脈沖星或中子星有規(guī)律的發(fā)射電磁輻射的間隔計(jì)時(shí),精度可達(dá)一億年誤差一秒鐘。有一些歷史上出現(xiàn)的、利用不同的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的、具有不同精度的各種相對(duì)的計(jì)時(shí)方式,現(xiàn)在仍在人類(lèi)不同的民族、不同的地區(qū)、不同的領(lǐng)域一定程度上并行地使用著,發(fā)揮著相對(duì)重要的作用。

在時(shí)間的數(shù)量表示上也表現(xiàn)出明顯的相對(duì)性。在鐘表計(jì)時(shí)中,同樣是指針轉(zhuǎn)一圈,可以表示12小時(shí)(時(shí)針);可以表示60分鐘、即一個(gè)小時(shí)(分針);還可以表示60秒鐘、即60分之一小時(shí)。它們競(jìng)以720比1相懸殊。

時(shí)間是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本表現(xiàn)形式,不同物體的相對(duì)近似的運(yùn)動(dòng)形式,卻表現(xiàn)為不同的相對(duì)時(shí)間數(shù)量,同樣說(shuō)明了時(shí)間的相對(duì)性。鐘表的時(shí)針相對(duì)于表盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)2π弧度為一小時(shí);地球相對(duì)于自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)2π弧度為24小時(shí);地球公轉(zhuǎn)2π弧度則為一年、即平均8765小時(shí)48分46秒。不同物體同樣運(yùn)轉(zhuǎn)2π弧度,而表示的時(shí)間卻如此不同!

就某個(gè)特殊的物體運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō),由于運(yùn)動(dòng)本身的矛盾性,時(shí)間的表示也處在矛盾運(yùn)動(dòng)中。例如通常把地球自轉(zhuǎn)一圈劃分為24小時(shí),可是地球是不斷變慢的,盡管變化不太顯著。嚴(yán)格說(shuō)來(lái)這個(gè)24小時(shí)是有問(wèn)題的、是包含矛盾的。據(jù)科學(xué)家計(jì)算,按現(xiàn)在的“小時(shí)”時(shí)間尺度,地球在五億年前自轉(zhuǎn)一圈只用21小時(shí)。如果當(dāng)時(shí)地球轉(zhuǎn)一圈也劃分為24小時(shí),而兩種“小時(shí)”的實(shí)際時(shí)間尺度卻有7比8的差距。也許將來(lái)地球轉(zhuǎn)動(dòng)更慢以后,按現(xiàn)在的“小時(shí)”標(biāo)準(zhǔn)量度,應(yīng)有25小時(shí)、26小時(shí),而人們?nèi)绻园阉?dāng)作24小時(shí)看待,這又會(huì)出現(xiàn)不小的實(shí)質(zhì)性差距。也許人們將來(lái)以原子鐘為標(biāo)準(zhǔn)、即利用銫原子共振頻率91.92631770億次振動(dòng)計(jì)作一秒鐘,隨著地球自轉(zhuǎn)變慢,將一天時(shí)間更正為25小時(shí)、26小時(shí)。可是世界上沒(méi)有真正永恒的東西,誰(shuí)又能保證銫原子共振頻率就是永恒的呢?而且,相差一秒就更正一次,還是相差一小時(shí)才更正一次呢?可見(jiàn),離開(kāi)相對(duì)性,時(shí)間是無(wú)法表示的。

從時(shí)間相對(duì)性的意義上來(lái)說(shuō),我們未嘗不可把火星、金星、甚至木星或土星自轉(zhuǎn)一圈定義為24小時(shí),或把地球自轉(zhuǎn)一周定義為30小時(shí)。而現(xiàn)在把地球自轉(zhuǎn)一圈定義為24小時(shí),這不過(guò)是人類(lèi)為了自身的方便和由生活在地球上的習(xí)慣形成的。時(shí)間的量度無(wú)非是用一種運(yùn)動(dòng)去量度另一種運(yùn)動(dòng)。

在人類(lèi)歷史的運(yùn)動(dòng)中,人們使用了各種不同的紀(jì)年、紀(jì)元方式,同樣體現(xiàn)了時(shí)間的相對(duì)性。公元紀(jì)年,說(shuō)是以耶酥降生之年作為元年。甭說(shuō)這是一個(gè)宗教傳說(shuō),即使真有其事,這種紀(jì)元方式又有什么客觀的絕對(duì)性依據(jù)呢?不過(guò)是歷史運(yùn)動(dòng)的一種相對(duì)靜止的假定而已,就象機(jī)械運(yùn)動(dòng)中假定相對(duì)靜止物一樣。如果說(shuō)根據(jù),那就是客觀的時(shí)間與有關(guān)民族一定歷史階段文化運(yùn)動(dòng)的對(duì)立統(tǒng)一。我國(guó)古代采用干支紀(jì)年法,一直延續(xù)至今仍繼續(xù)使用,這是我國(guó)文化發(fā)展與時(shí)間之間的矛盾運(yùn)動(dòng)結(jié)果。我國(guó)從漢武帝開(kāi)始,歷朝皇帝都附加采用皇帝年號(hào)紀(jì)年,這都是歷史運(yùn)動(dòng)中封建皇帝惟我獨(dú)尊、家天下政治與時(shí)間之間矛盾運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)。在西方,希臘人曾以第一次奧林匹亞競(jìng)技會(huì)年份為紀(jì)元(公元前776年);羅馬人以始建羅馬城為紀(jì)元(公元前754-753年)等等,無(wú)不與具體的歷史運(yùn)動(dòng)有關(guān)。以某一種歷史運(yùn)動(dòng)為標(biāo)準(zhǔn)去計(jì)量其他歷史運(yùn)動(dòng),這就是人類(lèi)社會(huì)紀(jì)年時(shí)間相對(duì)性的本質(zhì)。

時(shí)間的相對(duì)性已顯而易見(jiàn),而時(shí)間有沒(méi)有絕對(duì)性呢?有的,時(shí)間是對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的量度,物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有相對(duì)性,時(shí)間就有相對(duì)性;物質(zhì)運(yùn)動(dòng)有絕對(duì)性,時(shí)間也就有絕對(duì)性。時(shí)間的絕對(duì)性與相對(duì)性的關(guān)系,就是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)絕對(duì)性與相對(duì)性的關(guān)系。正象絕對(duì)運(yùn)動(dòng)只能通過(guò)相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)認(rèn)識(shí)和量度一樣,絕對(duì)時(shí)間也只能通過(guò)相對(duì)時(shí)間來(lái)認(rèn)識(shí)和量度。

空間作為一種客觀事物,同樣與其他事物處在復(fù)雜交織的矛盾運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中,它本身只有通過(guò)與其他事物的相對(duì)關(guān)系而得到表現(xiàn)。它的形象、它的計(jì)量和大小也都是相對(duì)的。同樣的客觀空間在與人的心理狀態(tài)等因素的相互作用下會(huì)形成不同的心理空間形象。人們都知道,在繪畫(huà)藝術(shù)上往往使用若干平行線條增加線條方向的空間擴(kuò)展感。一個(gè)正方形的圖形,通過(guò)平行線條,可以使人感到象長(zhǎng)方形或象菱形。在一座樓房的豎直方向上作一些直線條,樓房就顯得更高聳挺拔。一個(gè)人穿豎線條的衣服就比較看高;穿橫線條的衣服就比較看胖。同一個(gè)房間,如果內(nèi)壁煞白、光明亮堂,就給人以比較寬大舒暢的形象;如果內(nèi)壁黑漆、暗淡寥光,就給人以狹小壓抑的形象。這都是客觀的空間、線條、光照等因素與人的心理相互作用形成的。還有一種情況,在客觀空間與心理的矛盾運(yùn)動(dòng)中,心理表現(xiàn)出更大的作用。當(dāng)一個(gè)人事業(yè)興旺、境遇順心、精神愉快、鴻圖勃發(fā)的時(shí)候,就會(huì)感到廣闊天地任憑翱翔;相反,當(dāng)一個(gè)人處處碰壁、前景無(wú)望、精神憂(yōu)郁時(shí),就會(huì)覺(jué)得天地如此之小以至無(wú)立足之地。這里所說(shuō)的一切所謂“客觀”空間,一般只是人類(lèi)認(rèn)識(shí)的地球空間。

科學(xué)中的空間形象不依據(jù)直接感覺(jué)而是依據(jù)科學(xué)的事實(shí)和數(shù)學(xué)計(jì)算而確定,但是它也處在各種不同的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形式的矛盾轉(zhuǎn)化中。在低速機(jī)械運(yùn)動(dòng)中,空間表現(xiàn)為均勻平直;在高速運(yùn)動(dòng)中和引力場(chǎng)中,空間表現(xiàn)為收縮和彎曲。對(duì)物質(zhì)實(shí)體、粒子而言,空間表現(xiàn)為間斷;對(duì)場(chǎng)物質(zhì)而言,空間表現(xiàn)為連續(xù)。我們可以說(shuō)“相對(duì)論”的時(shí)空觀具有更多的真理性,卻不可以說(shuō)經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀是完全荒謬的。因?yàn)槲镔|(zhì)運(yùn)動(dòng)形式是多種多樣、極其復(fù)雜的,人類(lèi)對(duì)它的認(rèn)識(shí)是逐漸加深、逐漸擴(kuò)展的,每一種科學(xué)的認(rèn)識(shí)都具有相對(duì)的真理性。

空間的計(jì)量也表現(xiàn)出相對(duì)性。中國(guó)有一套傳統(tǒng)的市制計(jì)量單位;英美國(guó)家有英美制計(jì)量單位;國(guó)際上又有一套公制計(jì)量單位。不同的計(jì)量單位對(duì)于同一個(gè)空間的計(jì)量,自然會(huì)得出各自不同的相對(duì)數(shù)量。即使同一個(gè)空間計(jì)量單位的尺度也是相對(duì)規(guī)定的。例如公制的“米”,既可以是通過(guò)法國(guó)巴黎子午線全長(zhǎng)的四千萬(wàn)分之一;又可以是氪(Kr-86)原子的2P10和5d5能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射橙色光在真空中波長(zhǎng)的1650763.73倍;還可以是光在銫原子鐘0.000000003335640952秒內(nèi)傳播的距離。保存在巴黎的米的標(biāo)準(zhǔn)原器鉑棒,嚴(yán)格說(shuō)來(lái)也不是絕對(duì)不變的。更不必說(shuō)被測(cè)量事物的尺度,隨著物質(zhì)的永恒的運(yùn)動(dòng)無(wú)疑處在變化中。嚴(yán)格說(shuō)來(lái),同一個(gè)物體這一次測(cè)量時(shí)和那一次測(cè)量時(shí),其尺度是不一樣的。空間的量度只能是相對(duì)的,只能是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的空間對(duì)另一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定空間的對(duì)比。

我們?cè)賮?lái)初步認(rèn)識(shí)一下時(shí)間與空間相互之間的矛盾運(yùn)動(dòng)情況。人們對(duì)鐘表再熟悉不過(guò)了,它是當(dāng)今最通用的計(jì)時(shí)工具。但是,人們是否意識(shí)到,當(dāng)鐘表的表針一圈圈轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,它首先表現(xiàn)為轉(zhuǎn)過(guò)了一定的空間,而我們總是把一定的空間轉(zhuǎn)化為一定時(shí)間呢?時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)π/6弧度的空間,我們就說(shuō)經(jīng)過(guò)了一個(gè)小時(shí),轉(zhuǎn)過(guò)2π弧度空間就說(shuō)是12個(gè)小時(shí)。對(duì)于地球轉(zhuǎn)動(dòng)的空間,我們也照樣把它轉(zhuǎn)化為天和年為單位的時(shí)間。這樣,時(shí)間與空間就失去了嚴(yán)格界限而成為對(duì)立統(tǒng)一的、可以相互轉(zhuǎn)化的事物。由于這種相互轉(zhuǎn)化、相互等價(jià)性,我們甚至可以設(shè)想不要年、天等計(jì)時(shí)單位,只根據(jù)地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的空間狀況照樣可以描述事物過(guò)程和記載歷史事件。比方,設(shè)定在太陽(yáng)與地球的某種狀態(tài)下地球的公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù),公轉(zhuǎn)圈數(shù)記作Am,自轉(zhuǎn)圈數(shù)記作Bn,某事件發(fā)生于AmBn就等于某事件發(fā)生于某年某日、乃至某時(shí)刻。例如,假設(shè)在公元前10000年時(shí)在太陽(yáng)與地球運(yùn)動(dòng)中存在某種標(biāo)志性狀態(tài),地球公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)開(kāi)始計(jì)數(shù),對(duì)于1999年2月1日發(fā)生的事,就可以記作此事發(fā)生于A11999B32空間中。通過(guò)空間的分割,同樣可以象時(shí)、分、秒、毫秒……精確計(jì)時(shí)一樣而精確地標(biāo)記事件的空間狀況。

物體直線運(yùn)動(dòng)空間與時(shí)間之間也是可以等價(jià)和相互轉(zhuǎn)化的。假定民航客機(jī)飛行速度為每小時(shí)一千公里,從A地飛到B地用2小時(shí),可以等價(jià)于A地至B地二千公里。對(duì)于這段空間路程,人們也往往習(xí)慣地說(shuō),A地至B地2小時(shí),而不說(shuō)2千公里。在天文學(xué)上經(jīng)常使用的空間距離單位是“光年”,有時(shí)也使用小單位“光秒”。一些非內(nèi)行的人們常常把它當(dāng)作時(shí)間單位,可以說(shuō)這是歪打正著。這種單位確實(shí)既可以作為空間單位、也可以作為時(shí)間單位,這正好表明時(shí)間與空間之間密不可分的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。或者可以這樣說(shuō),1秒時(shí)間相當(dāng)于30萬(wàn)公里空間;1年的時(shí)間相當(dāng)于9.46×1012公里即9.46萬(wàn)億公里空間。

這一點(diǎn),對(duì)天文學(xué)帶來(lái)了特別大的幫助。從時(shí)間一去不復(fù)返的意義上看來(lái),人類(lèi)無(wú)法考察宇宙演化過(guò)程中過(guò)去發(fā)生的事情。可是實(shí)際上,天文學(xué)家通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡看到宇宙深遠(yuǎn)處的同時(shí),也就是看到了宇宙的過(guò)去時(shí)間中。50光年遠(yuǎn)處的事件,就是50年前的事件。通過(guò)天文觀察,人類(lèi)的視野在二十世紀(jì)前期已經(jīng)可以回溯到80億年前;2000年5月有報(bào)道,多國(guó)科學(xué)家利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝到一個(gè)距地球260億光年的天體,就是說(shuō)人類(lèi)現(xiàn)在最久遠(yuǎn)可回溯到260億年前。天文學(xué)家們進(jìn)行的一項(xiàng)大工程是繪制約30億光年范圍的天圖,這種天圖既是空間圖又是時(shí)間圖。如果不是利用時(shí)間與空間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,對(duì)過(guò)去時(shí)間的考察是不可能的。

在一個(gè)人的生命運(yùn)動(dòng)及其所參與的社會(huì)活動(dòng)中,某種意義上也體現(xiàn)著時(shí)間與空間的矛盾運(yùn)動(dòng)。一個(gè)人的壽命就是他的生命運(yùn)動(dòng)時(shí)間,而他隨時(shí)的有成效的生活和參與各種工作活動(dòng)的范圍、活動(dòng)量可以看作他的生命運(yùn)動(dòng)空間,他一生的生命運(yùn)動(dòng)總量就可以用生命運(yùn)動(dòng)時(shí)間與空間的積分表示。某種意義上,這個(gè)積分總量就是一個(gè)人有成效的生命運(yùn)動(dòng)的全部時(shí)空,而這種時(shí)空總量可以作為恒量人生意義和價(jià)值的一種標(biāo)志。就是說(shuō),人生有成效時(shí)空總量由生命時(shí)間與有成效隨時(shí)活動(dòng)空間的矛盾運(yùn)動(dòng)情況決定。隨時(shí)有成效的活動(dòng)空間、活動(dòng)量很小,時(shí)時(shí)奉行養(yǎng)生哲學(xué),有可能延長(zhǎng)壽命,而積分的時(shí)空總量卻可能很小;隨時(shí)有成效的活動(dòng)空間、活動(dòng)量特別大、超過(guò)了身體允許限度,可能會(huì)減少壽命,積分的時(shí)空總量也不一定大;只有根據(jù)具體的身體素質(zhì)狀況取適當(dāng)大的隨時(shí)有成效的活動(dòng)空間、活動(dòng)量,才有可能實(shí)現(xiàn)時(shí)空總量的最大值。這里涉及到生活、工作活動(dòng)的張弛矛盾運(yùn)動(dòng)。生活、工作活動(dòng)緊張、活動(dòng)空間加大,可以看作壓縮了時(shí)間轉(zhuǎn)化成了空間;生活、工作活動(dòng)松弛、活動(dòng)空間減小可以看作壓縮了空間轉(zhuǎn)化成了時(shí)間。

在物理科學(xué)上“相對(duì)論”創(chuàng)立之前,就對(duì)時(shí)間與空間的相對(duì)性有了一定的認(rèn)識(shí),即使在牛頓力學(xué)中也表現(xiàn)了一定的相對(duì)性。譬如描述加速運(yùn)動(dòng)的方程中,時(shí)間t可以為正數(shù)、也可以為負(fù)數(shù),這就是一種對(duì)立統(tǒng)一,就是一種相對(duì)性。空間的相對(duì)描述就更加明顯和普遍。從伽利略開(kāi)始,物理學(xué)就認(rèn)識(shí)到機(jī)械運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,在考察物體空間位置及變化時(shí),總是相對(duì)于其他物體、總是放在一定的座標(biāo)系中進(jìn)行相對(duì)的描述。空間位置不是什么絕對(duì)的位置、空間的變化不是什么絕對(duì)的變化,而是相對(duì)于某個(gè)參照物、座標(biāo)系的位置和變化。同一個(gè)物體,在這個(gè)座標(biāo)系中可能是端正的,在另一個(gè)座標(biāo)系中可能是傾斜的;在這個(gè)座標(biāo)系中用這一組數(shù)據(jù)標(biāo)定,在那一個(gè)座標(biāo)系中用那一組數(shù)據(jù)標(biāo)定。同一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程,在這個(gè)座標(biāo)系中是這種運(yùn)動(dòng)量,而在那種座標(biāo)系中是那種運(yùn)動(dòng)量。一個(gè)座標(biāo)系與另一個(gè)座標(biāo)系之間的或簡(jiǎn)或繁的換算,正是同一事物在描述上出現(xiàn)矛盾的反映。換算就是一種矛盾運(yùn)動(dòng)。

現(xiàn)在我們認(rèn)識(shí)一下“相對(duì)論”的主要之點(diǎn),考察一下時(shí)間與空間在“相對(duì)論”中表現(xiàn)出的相對(duì)性。“相對(duì)論”是對(duì)人類(lèi)逐漸加深著的時(shí)間、空間相對(duì)性認(rèn)識(shí)的繼承和發(fā)展,是對(duì)時(shí)空觀的重大革命。“相對(duì)論”的所謂“相對(duì)”就是指時(shí)間是相對(duì)的,空間是相對(duì)的,時(shí)間與空間的關(guān)系也是相對(duì)的,時(shí)空與物質(zhì)還是相對(duì)的。正是由于種種相對(duì)性,使得世界不存在任何特殊的座標(biāo)系,物理定律在任何座標(biāo)系里都是適用的。也可以這樣說(shuō),任何座標(biāo)系或物質(zhì)系統(tǒng)都有自己一套相對(duì)的時(shí)間、空間、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量度標(biāo)準(zhǔn),構(gòu)成統(tǒng)一的矛盾運(yùn)動(dòng)體系,而反映它們之間關(guān)系的物理定律卻可以是不變的。

“狹義相對(duì)論”講,在高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,時(shí)間可以變慢、即發(fā)生膨脹,空間可以變短、即發(fā)生收縮。這就是說(shuō),時(shí)間、空間與相應(yīng)物體的運(yùn)動(dòng)速度處在矛盾運(yùn)動(dòng)中。我們可以用普通經(jīng)典力學(xué)中相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一種簡(jiǎn)單情況來(lái)定性地理解一下這一點(diǎn)。象伽利略當(dāng)初考察航行著的船的相對(duì)運(yùn)動(dòng)一樣,假定船對(duì)于河岸以v的速度行駛。船上一個(gè)光信號(hào)從船尾A點(diǎn)發(fā)出經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)船頭的B點(diǎn),通過(guò)船上的空間距離為:S=ct;在經(jīng)典力學(xué)絕對(duì)時(shí)空觀念下,處在河岸上的觀察者所看到的光信號(hào)通過(guò)的距離為S'=(v+c)t。顯然,在船上觀察的空間尺度S小于在河岸觀察的空間尺度S',即S﹤S'。但科學(xué)測(cè)量證實(shí),光速在任何參照系統(tǒng)都以同樣的速度傳播,因此“相對(duì)論”假定光速是絕對(duì)的,即作為一個(gè)不加證明的原理,就象經(jīng)典力學(xué)把時(shí)間設(shè)定為絕對(duì)的一樣。這樣就使得S'=(v+c)t=ct',而S﹤S',即ct﹤ct',則必然t﹤t'。表明運(yùn)動(dòng)中的空間S收縮變短,而時(shí)間的數(shù)量減小、即時(shí)間頻率減小時(shí)間周期膨脹。

對(duì)于運(yùn)動(dòng)中物體尺度收縮,還可以從物質(zhì)結(jié)構(gòu)上按照洛倫茲電子理論予以理解和說(shuō)明。任何物體都是由原子組成的,而原子又是由帶負(fù)電的電子與帶正電的原子核組成的,并且電子對(duì)于原子核在很大的相對(duì)空間里,以電子云的方式運(yùn)動(dòng)著形成電磁場(chǎng)。物體的尺度決定于原子之間的距離,而原子之間的距離決定于原子周?chē)碾姶艌?chǎng)狀態(tài)。物體的高速運(yùn)動(dòng)造成在運(yùn)動(dòng)方向上的微觀電流、形成新的電磁場(chǎng)迭加到原來(lái)物體靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)的電磁場(chǎng)上,使得原子在運(yùn)動(dòng)方向上有更大的電磁吸引力,從而縮小了原子之間的距離、產(chǎn)生物體尺寸的收縮。按照物理學(xué)的計(jì)算,運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)于靜態(tài)尺度縮短為原來(lái)的(1-v2/c2)開(kāi)平方,其中c就是光速,v就是物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。

鐘表變慢、時(shí)間膨脹也可以從物質(zhì)結(jié)構(gòu)上按照洛倫茲原子理論加以理解和說(shuō)明。典型時(shí)鐘的時(shí)率是由彈簧諧振子頻率決定的,彈簧諧振子的頻率又決定于與彈簧連結(jié)的重物的質(zhì)量和彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)。高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體由于原子間電磁力增大使得質(zhì)量變大、倔強(qiáng)系數(shù)減小,從而使諧振子頻率變小,即周期變長(zhǎng)、時(shí)針變慢。按照物理學(xué)家們的計(jì)算,運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的時(shí)率相對(duì)于靜止時(shí)鐘變慢為原來(lái)的(1-V2/C2)開(kāi)平方,即時(shí)間膨脹[1/(1-V2/C2)開(kāi)平方]倍。

如果根據(jù)電子論理解一下電子表、石英表、原子鐘涉及到的時(shí)間相對(duì)性應(yīng)該更容易使人接受。在不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、物質(zhì)形態(tài)下,作為與電磁場(chǎng)更直接聯(lián)系著的電子電路的諧振頻率、石英振蕩頻率、銫原子共振頻率理應(yīng)有所不同。

不過(guò),這里須要說(shuō)明,尺縮、鐘慢是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的;時(shí)間、空間是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表現(xiàn)形式,它們之間密不可分、相互影響、相互決定。象似氣體的體積決定于氣體的質(zhì)量、溫度、壓力狀態(tài),而它的質(zhì)量、溫度、壓力狀態(tài)又受體積的影響和決定。對(duì)尺縮鐘慢所作的解釋?zhuān)皇菐椭邮軙r(shí)間、空間這種特性的一種方法。在洛倫茲電子理論中曾假定了絕對(duì)靜止物質(zhì)“以太”的存在,這有違于相對(duì)論的基本精神。如果說(shuō)電子論解釋和計(jì)算結(jié)果與“相對(duì)論”相符,那只能說(shuō)明電磁運(yùn)動(dòng)也同樣反映出時(shí)間、空間、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的密切關(guān)聯(lián)特性。同一個(gè)客觀規(guī)律會(huì)在不同的情況下表現(xiàn)出來(lái)。

不管如何尋求解釋和“解釋”本身的科學(xué)性如何,無(wú)庸置疑,運(yùn)動(dòng)中的時(shí)鐘變慢這已是經(jīng)受過(guò)實(shí)驗(yàn)證明的真理。其中最有力、最明顯的事實(shí)是,粒子物理學(xué)中考察亞原子粒子的壽命隨著速度的增加而延長(zhǎng)。在粒子的速度為光速的80%時(shí),它們的壽命竟然為它們慢速“孿生弟兄”壽命的1.7倍。在粒子速度達(dá)到光速的99%時(shí),其壽命更驚人地延長(zhǎng)為7倍。

“狹義相對(duì)論”的尺縮鐘慢由于物體運(yùn)動(dòng)引起。我們不會(huì)忘記,這里的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)運(yùn)動(dòng)。作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)座標(biāo)系都認(rèn)為對(duì)方的尺縮鐘慢、認(rèn)為自身的狀態(tài)是穩(wěn)定的,這與認(rèn)為對(duì)方是運(yùn)動(dòng)的、自身是靜止的一樣。這就更明白地顯示,時(shí)間、空間與物質(zhì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)密切相關(guān)、是物質(zhì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的函數(shù),是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的基本表現(xiàn)形式。這正是哲學(xué)史上早就進(jìn)行探索和逐漸闡明過(guò)的觀點(diǎn)。

現(xiàn)在我們就會(huì)發(fā)現(xiàn),前邊所說(shuō)到的常識(shí)對(duì)時(shí)間和空間的看法是片面的。一個(gè)小時(shí)并不絕對(duì)是一個(gè)小時(shí),在不同的座標(biāo)系里考察,它是不一樣的。上海電視塔的高度也不是絕對(duì)的,不僅在地球外的某個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的座標(biāo)系里考察,它會(huì)變矮,而且嚴(yán)格說(shuō)來(lái),在地球不同等高面或等位面上考察,它的高度也是不一樣的。

按照廣義相對(duì)論,時(shí)間、空間還隨著引力場(chǎng)而變化。引力場(chǎng)越強(qiáng),鐘表越慢、空間尺度越小;引力場(chǎng)越弱,鐘表越快、空間尺度越大。這應(yīng)該是容易解釋的。在高速運(yùn)動(dòng)中時(shí)間變慢的電子論解釋中,最終對(duì)彈簧諧振子的周期和頻率起作用的是重物的質(zhì)量和彈簧倔強(qiáng)系數(shù)。而在引力場(chǎng)中,引力完全可以直接改變重物的重量及質(zhì)量和彈簧的倔強(qiáng)系數(shù)而引起時(shí)鐘的變化,使得引力場(chǎng)越強(qiáng),重物質(zhì)量越大,相應(yīng)彈簧倔強(qiáng)系數(shù)越小,時(shí)鐘也就越慢。增大了的電磁力可使原子之間距離縮小;而引力不僅可以使原子之間距離縮小,而且使一切物體之間的距離縮小,從而使空間尺度縮小。

“相對(duì)論”的另一大貢獻(xiàn)就是在人類(lèi)思想史上第一次提出了時(shí)空連續(xù)體的概念。按照這種概念,時(shí)間與空間的區(qū)分是沒(méi)有多大意義的。時(shí)間離不開(kāi)空間、空間也離不開(kāi)時(shí)間,沒(méi)有無(wú)空間的時(shí)間、也沒(méi)有無(wú)時(shí)間的空間,空間可轉(zhuǎn)化為時(shí)間、時(shí)間也可轉(zhuǎn)化為空間。自然科學(xué)的發(fā)展所揭示和證明的這種思想與黑格爾哲學(xué)的看法,可以說(shuō)是完全一致的。黑格爾早就指出,空間與時(shí)間是不可分離的,空間的真理性是時(shí)間,因此空間就變?yōu)闀r(shí)間;時(shí)間的過(guò)去和將來(lái)當(dāng)它們成為自然界的存在時(shí),就是空間,時(shí)間變?yōu)榭臻g。

我們不用數(shù)學(xué)、也不用高深的物理知識(shí),而通過(guò)一般性想象和思維來(lái)理解一下時(shí)空統(tǒng)一體及其時(shí)間與空間的矛盾運(yùn)動(dòng)。任何事物所以說(shuō)它存在,首先它必然處在生命歷程中,這種生命歷程就是時(shí)間。僅有時(shí)間歷程,就象一條無(wú)限細(xì)的線段,表現(xiàn)不出事物本身的任何形象,沒(méi)有任何形象、也就無(wú)所謂生命。因此,事物的生命存在也必然表現(xiàn)為某種空間形象。這就是說(shuō)事物的時(shí)間離不開(kāi)空間,離開(kāi)空間的時(shí)間就是無(wú)。而事物可否僅僅靠空間形式存在而離開(kāi)時(shí)間呢?同樣不能。試想,事物如果不存在生命時(shí)間、任何生命歷程,哪里還有什么空間現(xiàn)象呢?就是說(shuō)沒(méi)有時(shí)間也就不可能有空間。我們看到一棵樹(shù)、一棟房子、一個(gè)幾何圖形表現(xiàn)為一定的空間形象,就說(shuō)這些物體是存在的,可是這同時(shí)也是說(shuō)這些物體處在它的生命途中。一棵樹(shù)死亡了、腐爛變成氣體物質(zhì)了;一棟房子倒塌了、連瓦礫都風(fēng)化為塵土了;一個(gè)幾何圖形消失了、被擦除了,它們沒(méi)有了生命時(shí)間、還存在空間形象嗎?它們沒(méi)有了空間形象,還存在生命時(shí)間嗎?二者要存俱存、要亡俱亡。事物生命的時(shí)間延續(xù)轉(zhuǎn)化為空間;空間的延續(xù)又轉(zhuǎn)化為時(shí)間,事物的存在就是時(shí)間與空間的矛盾運(yùn)動(dòng),而二者的對(duì)立統(tǒng)一體就是連續(xù)時(shí)空。沒(méi)有連續(xù)時(shí)空就是無(wú)。

按照現(xiàn)代宇宙學(xué),宇宙最初的形態(tài)表現(xiàn)為普朗克時(shí)間(10-43秒)和普朗克空間(10-33cm)的統(tǒng)一體。二者對(duì)立統(tǒng)一、相輔相成,沒(méi)有前者、后者便是無(wú);沒(méi)有后者、前者也是無(wú)。宇宙時(shí)間的演進(jìn)也是空間的擴(kuò)大,空間的擴(kuò)大也是時(shí)間的演進(jìn)。所謂宇宙膨脹就是宇宙時(shí)空統(tǒng)一體的膨脹。普朗克時(shí)間、普朗克空間是無(wú)比龐大、無(wú)比復(fù)雜的宇宙系統(tǒng)的胚胎或初卵,任何事物都由它的演化發(fā)展所產(chǎn)生。這也就是為什么要把時(shí)間與空間的矛盾運(yùn)動(dòng)作為宇宙基本性矛盾運(yùn)動(dòng)的一個(gè)重要理由。

還可以用一個(gè)比喻來(lái)較直觀地理解時(shí)間、空間、及時(shí)空統(tǒng)一體之間的關(guān)系。把某事物的全部存在時(shí)空統(tǒng)一體比作一條管道,那么時(shí)間就是這條管道的軸線、空間就是管道的橫截面。軸線為零談不上管道、也就沒(méi)有橫截面;橫截面不存在就是沒(méi)有管道、也就沒(méi)有軸線。只有軸線與橫截面的矛盾運(yùn)動(dòng)才形成一條管道時(shí)空。科學(xué)家們?cè)谥v述宇宙時(shí)空“隧道”“蟲(chóng)洞”時(shí),也往往畫(huà)出一個(gè)三維管道作比喻,給予人們一種直觀性。當(dāng)然比喻僅僅是比喻,時(shí)空是四維的,而管道是三維的。

“相對(duì)論”又一重要結(jié)論就是,時(shí)間、空間、時(shí)空都是彎曲的。我們?nèi)匀煌ㄟ^(guò)較淺易的方法來(lái)領(lǐng)會(huì)一下時(shí)間空間的這一重要特性。按照狹義相對(duì)論,時(shí)鐘隨著運(yùn)動(dòng)速度的提高而減慢。我們可以象數(shù)學(xué)上那樣,以時(shí)鐘時(shí)率作縱軸、以運(yùn)動(dòng)速度v作橫軸作一個(gè)直角座標(biāo)系。在這個(gè)座標(biāo)系里考察時(shí)間隨速度變化的情況,即作出函數(shù)t=f(v)=t0 的幾何表示。這樣將會(huì)得到一條下降時(shí)間曲線,而不會(huì)得到直線。這條曲線相當(dāng)直觀地顯示出時(shí)間隨運(yùn)動(dòng)而彎曲的特性。按照廣義相對(duì)論,時(shí)鐘在引力場(chǎng)中減慢。我們也可作一個(gè)直角座標(biāo)系,使縱軸表示時(shí)鐘由低引力場(chǎng)向高引力場(chǎng)移動(dòng)或轉(zhuǎn)變的時(shí)率t,橫軸表示引力場(chǎng)強(qiáng)度g。在這個(gè)座標(biāo)系里考察時(shí)間隨引力場(chǎng)變化情況,即作出函數(shù)t=f(g)的幾何表示,也會(huì)得到一條下降的時(shí)間曲線,而不會(huì)得到直線。這種曲線則相當(dāng)直觀地顯示出時(shí)間在引力場(chǎng)中的彎曲特性。自然,在前一情況中,當(dāng)時(shí)鐘沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)即速度為零時(shí)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度為定值時(shí);在后一情況中,當(dāng)引力場(chǎng)沒(méi)有什么變化時(shí),座標(biāo)中的時(shí)率表現(xiàn)為固定的點(diǎn),說(shuō)明在這些情況下時(shí)間的流逝是均勻的。當(dāng)鐘表運(yùn)動(dòng)速度接近光速或引力場(chǎng)接近黑洞視界引力場(chǎng)(即光也不能掙脫引力、光子所受引力運(yùn)動(dòng)與光的離心運(yùn)動(dòng)平衡)時(shí),時(shí)間曲線趨近橫座標(biāo)軸,表示時(shí)間慢得接近停止。

如果將上述座標(biāo)縱軸改為運(yùn)動(dòng)物體的空間尺度L,橫軸仍表示速度,也可以得到一條空間尺度下降的曲線,一定意義上表示空間發(fā)生了彎曲。在速度越接近光速時(shí),曲線就越靠近橫座標(biāo)軸,表示空間尺度減至無(wú)窮小。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)方向上的尺度趨近無(wú)窮小,而垂直于運(yùn)動(dòng)方向的尺度不變時(shí),某種意義上說(shuō)明立體空間的曲率接近無(wú)窮大。再假如縱座標(biāo)表示一個(gè)球狀物體所形成的引力場(chǎng)中球面空間的半徑R,橫座標(biāo)表示引力場(chǎng)強(qiáng)度g,又會(huì)得到一條下降的曲線。引力場(chǎng)強(qiáng)度越大,曲線越接近橫座標(biāo)軸,表示空間曲率半徑越小、即曲率越大。

以上通過(guò)時(shí)間、空間隨速度、引力場(chǎng)變化而變化的曲線,在一定意義上體現(xiàn)出它們的彎曲特性。以下我們用另一種方法進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)一下空間在引力場(chǎng)中的彎曲特性,并進(jìn)而看到,宇宙的任何實(shí)際存在的時(shí)空都是不同程度彎曲的;平直時(shí)空只是一種理想狀態(tài),實(shí)際上它是不存在的,似乎象人們研究氣體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)設(shè)定的理想氣體實(shí)際并不存在那樣。我們?cè)谙胂笾锌疾煲粋€(gè)大質(zhì)量物體、比如地球周?chē)膹澢臻g。按照廣義相對(duì)論,空間曲率與引力場(chǎng)大小密切相關(guān),引力場(chǎng)大,空間曲率就大;引力場(chǎng)小,空間曲率就小。這樣就可以把地球的引力場(chǎng)看作地球周?chē)目臻g。因?yàn)榈厍蚴菣E球體,且表面凸凹不平、物質(zhì)分布及重力分布不均勻,使得地球引力場(chǎng)的等勢(shì)面為不規(guī)則的橢球面。而這種無(wú)數(shù)彎彎曲曲的橢球等勢(shì)面可以認(rèn)為它表示著地球周?chē)臻g在經(jīng)緯方向上的彎曲狀況。我們?cè)龠M(jìn)一步想象,在地面的一點(diǎn)上作一豎直線,它與經(jīng)線、緯線形成地球空間的一個(gè)三維座標(biāo)系。一般情況下把地面和地球的等勢(shì)面看作是平面,把豎座標(biāo)軸看作與地面、等勢(shì)面垂直,因而通過(guò)三維座標(biāo)系表示的地球周?chē)目臻g自然被認(rèn)為是平直空間。建筑工人就很會(huì)利用這一點(diǎn),為了把墻砌直,總是以重錘線為準(zhǔn)繩。而在實(shí)際上,地球表面和等勢(shì)面都是不規(guī)則曲面,不僅經(jīng)緯線所表示的地面兩個(gè)座標(biāo)軸不是直線,作為與這些曲面垂直的豎向座標(biāo)軸也不可能是直線,而是復(fù)雜彎曲的。也就是說(shuō),地球周?chē)臻g不僅經(jīng)緯向是彎曲的,而豎向也是彎曲的。這就必然表現(xiàn)著三維空間處在更復(fù)雜的彎曲中。

上邊我們已經(jīng)得知,時(shí)間在引力場(chǎng)中是彎曲的。地球周?chē)娜S彎曲空間與彎曲時(shí)間的對(duì)立統(tǒng)一,必然就是地球周?chē)捌鋸?fù)雜彎曲的時(shí)空。我們不妨仍用管道來(lái)比喻時(shí)空,把彎曲的時(shí)間看作管道的彎曲軸線,把彎曲的三維空間看作是管道的彎曲橫截面。一個(gè)由彎曲軸線和彎曲橫截面形成的管道該是多么奇形怪狀啊!

而實(shí)際上地球周?chē)目臻g和時(shí)空比以上所設(shè)想的還要復(fù)雜得多,因?yàn)樘?yáng)、太陽(yáng)周?chē)厍蛞酝獾钠渌行且约案鞣N各樣的宇宙天體、宇宙可能到處都存在的暗物質(zhì),對(duì)地球周?chē)目臻g和引力場(chǎng)都有影響,這就使得它的彎曲更加復(fù)雜起來(lái)。

我們還可以想象到,地球及其周?chē)膹澢臻g隨著自身的自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)以及太陽(yáng)系、銀河系的運(yùn)轉(zhuǎn)乃至隨著宇宙的膨脹而不斷地運(yùn)動(dòng)變化著。時(shí)間在演進(jìn),空間在變遷。時(shí)時(shí)刻刻都是新的時(shí)間,時(shí)時(shí)處處都是新的空間。從根本上看來(lái),時(shí)間一去不復(fù)返,空間也一去不復(fù)返。人類(lèi)社會(huì)也處在不停地發(fā)展運(yùn)動(dòng)中,人們總是生活在不斷更新的時(shí)空里。

我們將以上討論歸納起來(lái),就是在說(shuō)明,時(shí)間處在矛盾運(yùn)動(dòng)中,空間處在矛盾運(yùn)動(dòng)中,時(shí)間與空間相互之間處在矛盾運(yùn)動(dòng)中,時(shí)空統(tǒng)一體也處在矛盾運(yùn)動(dòng)中。時(shí)間、空間的本質(zhì)是什么?它們是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的最基本表現(xiàn)形式,也就是宇宙一切一切事物的基本表現(xiàn)形式。時(shí)間、空間、時(shí)空都是彎曲的,隨著不斷地物質(zhì)運(yùn)動(dòng),它們的曲率處在不斷地變化中,時(shí)間、空間的矛盾運(yùn)動(dòng)是宇宙基本性的矛盾運(yùn)動(dòng),它是任何事物的任何矛盾運(yùn)動(dòng)須臾不離的。

既然時(shí)空是運(yùn)動(dòng)物質(zhì)的表現(xiàn)形式,那么時(shí)空與物質(zhì)就處在矛盾運(yùn)動(dòng)中。接下來(lái)我們就討論一下這個(gè)問(wèn)題。

       (節(jié)選自《物質(zhì)矛盾運(yùn)動(dòng)概論——兼談?dòng)钪鏆v史中的若干問(wèn)題》)

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