时间的本质


作者: 王达水

流年似水 逝者如斯
 

    时间,是大自然的一个现象,一个存在。宇宙万物,不仅依存于自己所在的天体,而且更在时间的长河里漫游。时间不仅是一个古老的话题,更是宇宙的自然属性。 

                         神秘的时间

    自人类文明出现以来,感受时间、探索时间的思维活动和社会活动总是层出不穷。无论是在宗教、文学、哲学、艺术、以及科学技术的各方面,尽管对时间的描述不经相同,但是,有一点是共同的,那就是对时间之神秘特性的肯定。具体地说是就对时间的可超越的特性、可逆转的特性,在各个文化背景下的理解与揭示或描述上是类同的。其中,在科学技术方面对时间的超越和逆转的认识,有著名的相对论和时间机器为典型代表。尽管现代科技相当发达,可是时间机器仍是梦想。因此,如相对论所述的时间超前或逆转的理论或方法,就更是难以在现实中如愿以偿,进而在理论和观念上自然而然地增添了时间的神秘特色。 

                       理论上的时间差别

    如果我们有心思或机会通观物理学(尤其是理论物理与天体物理)的世界性前沿领域,就不难发现,各个学术观点对时间的理解各不相同:正时间、负时间,顺时间、倒时间,实时间、虚时间,扩张的时间、卷曲的时间,压缩的时间、膨胀的时间,等等。无论如何,可是,时间究竟是什么?时间的真正本质又是怎样的呢?时间真的可以超越或逆转吗? 

                         时间的本质特性

    时间,既是地球上的自然现象,也是所有星球、星系乃至宇宙整体的基本规律之一。因此,在认识时间本质的历程中,我们首先必须确认时间的主体。 

    关于时间的主体,就是我们平常所说的时间,究竟它是指宏观上的地球时间还是月球时间,是行星时间还是恒星时间,是星际时间还是宇宙的整体时间?是微观上分子的时间还是原子的时间,是亚原子的时间还是介子的时间?是心理时间还是自然时间?显然,确认时间的主体,是讨论时间、研究时间本质所必须的第一步。随之而来,才可能探讨不同的主体,不同的天体系统彼此之间的时间及相互关系。 

    天文学关于地球时间的权威性准确说法是这样的:地球时间,宏观上由两个部分组成,一是天,二是年。其中,天是年的组成单元。 

    天。人们把地球围绕自身转轴转动一周的运动经历,称之为一天。地球每天自转的快慢(节奏、频率、速度、变化量)程度是一样的。其中,地球在自转一周的一天中,分为24小时单位(地球自转周期实际为23小时56分4秒)。也既,地球每转动15度圆周角(360度圆周角的1/24)就定义为一个小时。一小时又分为60分钟(地球每一分钟自转0.25度圆周角,也为15分角);一分钟又细分为60秒钟(地球每秒钟自转0.25分圆周角,也为15秒角)。显然,天及其中的时分秒的本质意义,是对地球自转运动这个过程本身的整体性和局部性规律的准确揭示、定义与描述和记录方式。
 
    地球时间中的“时、分、秒”的本质天文物理意义,是地球上的任意一点在自转过程中相对于太阳的夹角。“时、分、秒”的延续、递进或者是习惯上称之为的流逝(流程),实际上是地球的自转运动过程。 

    年。人们把地球绕太阳公转一周的历程,称之为地球的一年。一年有365天再加上大约6小时,意味着地球在公转一周中必然要自转365圈,再加上自转90度。所以,每四年要因为润年而多加一天。显然,年的本质意义,就是对地球公转运动规律这个过程本身的整体性的准确揭示、定义与描述和记录方式。
 
    通过对天文学时间的本质及规律性的回顾,我们就不难看出,“年、月、日、时、分、秒”之时间单位的天文物理意义,是对地球自转及公转运动过程(趋势)的描述或记录方式。可见,地球时间的本质,实际上就是地球在太阳系空间中的每一个连续并确定的位置和运动进程。 

    简而言之,时间就是天体在宇宙空间中的位置及连续移动的过程本身。同时,时间和空间并非是一回事,它们是彼此独立的。因为,宇宙的几何空间是一个绝对的存在,可是时间却依据天体在空间的运动而体现。进一步地,从客观存在的本质特性上讲,自然界并不存在如相对论所说的时间与空间和二为一的所谓“时空”。 

                      24时区划分方法

    为了准确描写全球各地的时间,人们在地球上划分了24个时区。其中,把每15度经度范围内的地表区域确定为一个时区,相邻两个时区之间相差整整一个小时。经度每增加15度,则递增一个时区。其具体的划分方法,是经度每15度整数倍度数,减去7.5度起至加上7.5度止之间的经度范围内的地表区域,为同一个时区。其中,规定经度00度 -7.5度起至 +7.5度止之间的地表区域为0时区,也就是格林威治时间所在的时区。然后,往东顺数,则规定为东部时区;往西顺数,则规定为西部时区。如:东经15度的 08倍(也就是东经120度)-7.5度起至 +7.5度止之间的地表区域(东经112.5度至127.5度所夹地表范围),为东八区,也就是北京时间所在的时区;西经15度的 05倍(也就是西经75度)-7.5度起至 +7.5度止之间的地表区域(西经67.5度至82.5度所夹地表范围),为西五区,也就是纽约时间(美国东部时间)所在的时区。 

    对地球时间的一体化识别、理解和掌握的最佳办法,可借助地球仪,并从北极上空对地球仪进行俯视观察,从而可轻易掌握全球各地的时间。这样一来,不仅可以简洁明了地直观全球时间的静态分布,而且,当确定太阳的方位后,则可一目了然地读识全球24个时区的动态时间以及一体化的递进过程。 

                     钟表不等于时间

    钟表是人类发明的一种计时工具。其中,机械钟表的历史大约也不足五百年,电子钟表也不过五十年的时间,原子钟表诞生的时间就更短了。无论如何,钟表只是在转动并记数的周期上,与地球的转动周期尽可能地保持同步和一致,以实现其最高精度,从而准确计时。 

    众所周知,称量物体重量的衡器,它只能计量物体的重量参数,不能等同物体重量本身。同理,钟表在计时上所表现出来的计量特性,也仅仅只能在数字上揭示地球转动所展现出来的时间特性。显然,钟表的转动与地球的空间运动,是彼此独立的两个实体或两个系统。因此,一是钟表无论如何不能等同时间;二是当钟表的转动精度受到地球上的各种外界条件的影响而发生微小偏差之际,我们其实也没有半点理由因此而认定就是地球时间的拉长或缩短、扩张或卷曲。 

    可见,钟表只是揭示地球时间的一种人造工具,仅此而已,它永远不可能等同地球时间本身。 

                      影片放映与时间

    电影、电视,早已经是人类生活中不可或缺的文化、文明属性。当某地于某时放映一部反映二战时期的实况记录影片之际,我们正在观赏此影片的每一个人,也不能因为影片的播放而让大家回到或进入到那个真实的战争场面之中。显然,就播放一方而言,是在对过去记录的那个事件的真实信息予以再次展现,而并不是对时间本身的再次展现或是重复;就观赏一方而言,是通过对播放电影的观赏,从而接收那些曾经发生过的事件的信息。播放与接受都是在一个新的时间段里进行的过程,与影片记录的那个发生时间没有直接的关系,当然必须在那个事件发生之后的时间里。因此,(1)事件本身、以一定方式(2)记录事件、(3)播放记录信息、(4)接受信息,这是四个不同的事件。 

    显而易见,无论是否播放电影或电视,无论是播放记录片还是世界杯的精彩射门回放,也无论是快放、慢放、常速播放,都与事件发生时那个原来的时间(地球及曾经经历过的那段空间位置)没有关系。 

    进一步地,假如人们乘座光子火箭,以与地球公转相反的方向沿着地球轨道旅行的话,尽管在轨道上可以回到地球曾经经历过的空间位置,甚至可能在该空间位置观赏到地球从前的一定信息记录,但是,也不能因此而以为是回到了从前,或者是以为时光倒流。反之,如果沿着与地球公转相同的方向旅行的话,即使可以到达地球将来必然到达的位于太阳系中的某一空间位置,退一步说,甚至那时那刻如果也可能观赏到地球将来的可能信息的话,但是也不能等同是地球时间的超前。 

    显而易见,无论以什么样的方式读识信息,都不是对信息发生时所在时间的回转或超越。 

                         时间不可逆转 

    例如,今天的地球时间是公元二○○二年七月七日。其中,二○○二年的本质意义是自基督耶稣诞生后,地球正处在围绕太阳公转第2002周的过程中;七月七日,是地球位于这次圆形公转轨道的圆周365等分的第188等分位置上。再例如,当按照地球大约已经诞生45亿年的时间为参照,那么到今天为止,地球现在正处于围绕太阳公转大约第45亿周之际。
 
    由于时间就是天体在宇宙空间中的位置及运动过程,并且是一个整体性持续推进的过程。因此,如果要超越或者是逆转地球的时间,也就是说要让整个地球回到过去的某一宇宙空间位置,或者是到达现在还未曾到达的将来的宇宙空间位置上。显而易见,这是绝对不可能的、极不现实的。 

    由于地球的运行总是按照自己固有的规律进行着,即使地球反向转动(自转和公转),但也绝不是过去时间的回复。所以,天体的时间绝对是不可超越或逆转的,也是不可拉伸或压缩的、更不能为负甚至是虚。可见,火箭无论以多么快的速度飞驰,时间机器之梦想必然不可实现。 

    时间有长短之分,有过去、现在、将来之别,但无大小、巨细之论。 那些过去了的时间或事件,只可以储存在我们的记忆当中。无论多么久远的将来的地球时间,我们也只可以在内心世界里展望、幻想、梦想、甚至是企盼,仅此而已。 

    总而言之,时间是一个以天体的宇宙空间位置和运动进程而作为标志的客观实在,地球上万事万物终究依承于地球之上,其时间必是地球时间无疑,并与地球时间一体化地、连续地推进着,绝不可超前与逆转。时间的本质就是如此,尽管与我们过去的理论和观念有一定不同,甚至是很大的差别,但是,我们必须时时刻刻地面对地球、面对太空、面对时间、面对自己脚踏实地的人生。 

    美妙, 思想可以超前,时间不可逆转。 
    壮哉, 思想可以停止,时间不可阻挡。
 
    (全文登载于《科学中国人》2002年第12期)

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