時間的意義

孟慶勇 

    按照人們習慣上對時間意義的理解，宇宙空間中因為物體有了運動變化，所以才有時間，時間是物體運動變化的量度。其實，這只是時間的一種意義。實際上，即使物體不運動變化，時間也仍然會客觀的絕對的存在著。例如，在絕對靜止的宇宙空間中或在以任何速度運動的升降機里，時間都是客觀的存在著。確切地說，時間是反映物質存在時間長短的量度，而不只是反映物質運動變化過程長短的量度，因為物質存在表現為相對靜止存在和相對運動存在兩種情況。事實上只要有物質存在，時間也就同時存在了。當然，人們是通過物體之間的相對運動變化，如：天體、鐘表、原子鐘等物體的有規(guī)律的運動變化來認識時間的，如果沒有物體之間的相對運動變化，人們就無法確知物體存在多長時間了，或者運動多長時間了。

    我對時間的基本理解是：從客觀本質上來講，時間是物質存在的一種表現方式，時間具有絕對性的意義。由于物質存在的永恒性和運動變化的規(guī)律性，所以時間是無始無終、均勻流逝的。人們從物質存在中抽象出時間概念，又可以用它作為衡量物質存在時間長短的尺度。時間的單位和長度是人為規(guī)定的，是人們?yōu)榱搜芯课镔|的存在和運動變化，必須引進的一個物理參量?？陀^上存在的時間和人們主觀心理上感受到的時間是什么關系呢？從主觀感覺上來講，時間是物質存在在人腦中的主觀反映，是人對物質的一種主觀心理感受?？陀^上存在的時間包括相對運動時間和相對靜止時間，只有通過人們的感官直接感知物體的相對運動變或者運動變化時鐘的測量，才能被人們所認識成為主觀體驗。人們對時間的主觀感覺實際上是人感知物體運動變化的一種心理反映。

    概括起來，人們所說的時間有四種意義上的時間：

1、客觀上反映物質存在時間長短的時間，這是伴隨物質存在而存在的固有時間，也稱為絕對時間。例如，實體物質存在的時間和絕對空間存在的時間，它可用按一定周期運動變化的時鐘來測量。物質的存在包括相對運動和相對靜止兩種存在方式，因此反映物質存在的時間又可再分為相對運動時間和相對靜止時間。在計算物體運動時間的公式t = 中，所指的時間就是相對運動時間。

2、按一定頻率運動的時鐘所顯示的時間，稱為時鐘時間。時鐘所測量的是物質存在長短的時間。

3、主觀上由人們對物體運動變化的感受所產生的主觀心理上的時間，這是主觀心理上感覺到的時間，稱為主觀心理時間。

4、人們所定義的標準時間。為了嚴格而準確地揭示物質的存在和物體的運動變化規(guī)律，人們必須制定一個統(tǒng)一的高精度的最標準的時間。理想的最標準時間應該是以物體永恒不變的、均勻的、周期性運動變化的次數來定義。

    下面再對以上四種時間的意義及其相互關系進一步地闡明。

    按照人們所定義的標準時間，應該制作一個標準的時鐘，標準時鐘的運行必須與參照系的選取無關，而且時鐘自身的物質結構和作用性質也必須保持穩(wěn)恒不變，不受時空環(huán)境條件的影響。理想標準時鐘測量時間的精度由時鐘運動變化的周期決定，時鐘運動變化的周期性愈短，測量時間的精度就會愈高。不過，我們一般用于測量時間的時鐘都存在著不同程度的測量誤差，時鐘的運轉都會不同程度地受到周圍時空環(huán)境如電場、溫度、受力等因素的影響，來自時鐘內外的各種影響會使時鐘自身的物質結構和運動特性發(fā)生某種程度的改變。

時鐘所測量的時間是物質的存在時間。把一臺時鐘放置在一個物體上，不管物體的運動狀態(tài)如何，時鐘所測量的始終是物體的存在時間，包括相對靜止時間和相對運動時間，而非單純是物體的運動時間。因為物質存在一個固有的絕對時間，所以不管把時鐘放置在哪一個參照系中，標準時鐘所測量的時間（顯示時間）都應當是相同的，絕對時間與參照系無關。

而主觀感覺上的時間是由人所憑借的周圍環(huán)境中參照物的運動狀態(tài)和人自身的主觀狀態(tài)等許多非穩(wěn)定因素決定，所以會造成人們對時間認識上的錯覺。相同的時間段，有時會覺得快，有時則會覺得慢。

    可見，時鐘時間和心理時間都不能完全準確地反映物質所存在的固有的絕對時間和物體的相對運動變化時間。

    分析表明，時間本身具有絕對性，而不是相對性。同一個物體的運動在不同的參照系中來看，雖然表現出不同的視覺速度和視覺路徑，但是運動過程所經歷的起止時間在不同的參照系中都是相同的，就是說同一個物體在不同的參照系中考察應該具有運動的同時性?？杀硎緸橄旅娴男问剑?/p>

t₁ = t₂= t    或    == t

    例如，站在地面上的人看天空落下的雨滴是豎直下落的，而在運動車廂里面的人看雨滴的下落則是作拋體運動，但雨滴從起點到終點所經歷的時間必定是相同的，因為物體存在的絕對時間不隨觀察角度而變，與選取的參照系無關，與相對運動無關。

    但是，為什么相對論還說在不同的參照系中觀測同一個物體的運動或者同時發(fā)生的兩個事件又表現出非同時性呢？相對論中所說的“同時的相對性”的真正的物理意義是什么？

    因為實際上被觀測對象（由物體運動所發(fā)生真實事件的空間某處）與觀測者之間往往存在一定的空間距離，所以實際上發(fā)生的原初事件當以光速傳播到能夠被觀測到時也就不是原來的事件了，而只是一種光像事件。顯然，光像事件總是發(fā)生在原來事件之后，而且發(fā)生地點（空間位置）也不同于原來事件。即是說，光像事件發(fā)生的時間和地點都不再是原來的了。知道了這一點，我們也就很容易理解相對論所說的時間具有相對性的意義了。即，當某一事件發(fā)生時，不同的觀測者會有不同的時間感覺，同時發(fā)生的事件不一定同時感覺到，同時感覺的事件也不一定同時發(fā)生（同時的相對性）。所以，相對論所說的時間的相對性實質上是就光像事件與原初事件相比較而言的。通過觀測或主觀感知的光像事件總會在不同程度上偏離于實際發(fā)生的原初事件。我們要注意到相對論中所說的“同時”，指的是同時發(fā)生的原初事件，而說的“不同時”指的是由原初事件引起的光像事件，這就是相對論所說的“同時的相對性”的物理意義。愛因斯坦在建立相對論方程時沒有弄清楚不同意義上的時間及其相互關系，既沒有弄清楚光像事件與原初事件在時間上的意義及其關系，也沒有弄清楚主觀心理感覺上的時間與客觀存在的絕對時間的意義及其關系，把不同意義的時間相混淆，從而導致了不僅沒有認識到同時的絕對性，而且還徹底否定了同時的絕對性。

    事實表明，在整個宇宙空間中，因為在任何時刻各種物質都是各自獨立且又統(tǒng)一的存在著，任何一種物質本身都是永恒的存在，時間是與物質相伴的一種屬性，所以宇宙中全部物質所遵循的時間都是同一的、同時的，物質存在的同一同時性是絕對的，全宇宙的物質系統(tǒng)存在著一個統(tǒng)一的、均勻的絕對時間。

    我們在認識了同時的絕對性的意義之后，在處理光像事件與原初事件時，就不要再把兩者混為一談，不要因為人們所看到的光像事件的不同時，就否定了實際發(fā)生的原初事件的同時。同時發(fā)生的原初事件不管在哪個參照系中考察都是同時的，原初事件的同時性是絕對的，與觀察角度無關，與參照系無關，同時發(fā)生的原初事件總是同時的，而光像事件所反映的時間則與參照系的選取有關，具有相對性。

                              2004年作

時間是均勻流逝的嗎？

    談論時間是不是均勻流逝的，首先要弄清楚時間均勻流逝的意義。

    設想有一個物體作勻速直線運動（或圓周運動），截取任一段路程S，在這段路程所經過的時間是t，把這一段路程分成無限等份，即分成n等份，n→∞，每一等份的路程s/n都必然與物體經歷的時間逐一對應，即是說，物體在每一等份路程里運動所經歷的時間也是均等的，都是t/n，反映在時間坐標軸上，就成了一種時間點均勻排列而且連續(xù)的時間標尺，我們可以說這種時間標尺上所反映的時間是均勻流逝的。有了這樣一種時間標尺作為參照，就能夠確定一種時間是不是均勻流逝的了。

我們說時間是不是均勻流逝的，還要看說的是哪一種時間。時間的意義一般有四種：絕對時間、心理時間、時鐘時間、定義的標準時間。在這幾種時間中，心理時間和時鐘時間都不是均勻流逝的，就是說用時間標尺去量這樣的時間是不均勻的，會有忽長忽短的變化，而絕對時間和根據絕對時間而定義的標準時間則是均勻流逝的。

    為什么說絕對時間是均勻流逝的呢？

    絕對時間是流逝的，這反映了時間的連續(xù)性和方向性。絕對時間是物質的存在時間，它反映了物質的存在過程。物質在存在的過程之中，沒有任何兩個時刻是一樣的，每一種存在都是不同的，不管物質以何種方式而存在，物質在其存在的任何一個位置或狀態(tài)總是對應的存在著一個時間點，物質的每一種存在都有一個唯一的確定的時間與之對應，這是一一對應的關系，所以說絕對時間是連續(xù)的，也是有方向的，是與物質相伴而存在的一種屬性。

    絕對時間又是均勻的。假如用均勻的時間標尺量出的絕對時間不是均勻的，就是說在絕對時間坐標軸上刻度不均勻，相同的時間單位卻有長有短，都是一秒鐘長短卻不同，那么我們又如何定義速度的概念？如何知道哪一秒是長的，哪一秒是短的？又如何才能比較兩個物體運動的快慢？若把這種不均勻的絕對時間作為時間標尺用于勻速運動的物體上面就意味著勻速運動的物體行進了兩段相同的距離，時間卻是不同的，顯然這是違背客觀事實的。

    絕對時間均勻流逝的性質我們不能從主觀心理上感覺出來，也不能用任何時鐘測量出來，但它卻客觀實際的存在于物質的存在過程之中，包括物質的有規(guī)律地運動變化過程之中。

    事實表明，正是由于時間具有均勻性、連續(xù)性和方向性，才使我們能夠把物理規(guī)律得以用數學形式準確地表達出來。均勻流逝的絕對時間是已在實驗上被反復證明了的，而且也是一直在生活中被使用的一個必不可少的能夠反映物體運動變化規(guī)律的物理量。

    宇宙萬物各自獨立且有機聯(lián)系構成一個統(tǒng)一的整體，并進行著有規(guī)律地運動變化，物體運動變化的規(guī)律性決定了必須有一個統(tǒng)一的、均勻的絕對時間。

                                               2005年7月20日作