解读时间的本质,时间到底是客观的存在还是虚幻概念?

路昭观看科技 2024-11-12 04:58:34

一、古典观念的困局与迷思

在遥远的往昔,人们普遍认为时间是恒常不变的绝对概念,如同清晰却不经意的背景,在众人的认知中,时间与空间一样,独立于物质及运动之外,似乎超脱于宇宙之外,却又非实物,具备实质意义。

然而,此种观念实则滑向了唯心主义之边缘——既视时间为虚无,又承认其存在。这样的态度本质上抹杀了时间的物质性,从而否定了真正的时间,存在的不过是心理的流逝或称之为心理时间。

二、古典力学的挑战与矛盾

古典力学中,时间的物理实在性成为必然,这是因为牛顿运动定律引入了加速度这一概念,加速度必然是相对时间与空间而论的。为赋予加速度明确的意义,时间与空间必须是实在的物质存在。然而,如上所述,人们内心深处否定时间的物理实在性,这让牛顿将时间与空间定性为物理实在显得不太妥当。但为了力学的清晰,当时人们只得如此。

要求人们接受抽象的时间和空无一物的空间为实在存在,确实颇具挑战性,历代哲学家亦反复拒绝此种假设。他们甚至认为时间仅是人的一种感知,并不真正存在。人们之所以感知到时间,是日月星辰的循环往复和地球的周期运动,导致昼夜、四季之分,计时工具日晷不过是日出日落的反映。

若身处浩瀚的宇宙中,昼夜之别消失,时光的流转便无从感知,从而得出时间并不存在的结论,此观点与佛教思想不谋而合。佛教认为时间是主观的体验,源自“时间感”(类似心理时间),时间感由对往昔的记忆和对未来的期许而形成,从而建立了时间的观念和度量。若无明确的时间感,时间本身亦不复存在。

因此,对于佛教而言,客观的时间反而是不真实的,他们认为时间并无流逝,无过去、现在与未来之分,客观时间缺乏方向性,甚至可以认为它并不存在。

三、十九世纪的科学发现与认知革新

随着十九世纪热力学第二定律的发现,克劳修斯和开尔文对其不同角度的表述,逐步将热力学第二定律归纳为“熵增原理”,即孤立系统的熵永不自动降低,在可逆过程中熵保持不变,而在不可逆过程中熵增加。所谓的熵可理解为混乱和无序。

因此,熵增原理表明世界总是随时间从有序转向无序,这种不可逆性正是所谓的热力学时间箭头,它表明时间是有方向的。此时,人们开始将时间视为对客观世界的描述。

四、爱因斯坦的革命与时空新解

爱因斯坦以时间和空间的相对性阐释了光速恒定的奥秘,颠覆了人们心中的绝对时空观。在狭义相对论中,他首次尝试将时空与物质及其运动联系起来。

同时,闵可夫斯基将时间视为一维特殊的空间,连同三维空间,将这个“世界”视为四维时空或四维空间。爱因斯坦接受了这一观点,将时间视为与空间相同的存在。笛卡尔认为空间与广延是同一的,而广延性是与物体相关的,因此不存在无物的空间。爱因斯坦在广义相对论中证实了笛卡尔的观点,他认为空间作为场的结构而存在,空间充满了场和物质(这已被现代科学所证实,即便在真空中也充满了虚粒子和负能量),没有物质和场的纯粹空间是不存在的,换言之,空间是一种物质,这种“空旷”是物质的一种形式,由宇宙中的普遍存在、本质上是“运动变化”的客观实在性构成。

空间如此,时间亦然。世界是运动的,宇宙以永不停息的运动变化彰显着客观实在性的存在,这种永恒的运动变化即是时间,对这种变化的量度便是时间的长短,时间是宇宙存在的一种形式,空间亦然。时间的本质是运动变化,且具有不可逆性,而运动变化对应着物性存在,因此时间对应着物质性——运动变化的客观实在性。既然时间的本质是运动,那么物体的运动会影响运动变化的实在性,进而影响时间。这就是“钟慢尺缩”现象的根本原因。

通过在不同时空(不同运动速度)下的钟慢尺缩现象,人们证明了时间的存在,证明了时间是一种客观存在。有人说是钟表变慢了,而不是时间变慢了,是钟表受到了某种影响。诚然,“钟慢尺缩”现象本是观察者效应,与观察者静止的时空的时间并无变化,这称为“固有时”(相对静止于任何参考系的固有时是相同的);但从不同参考系观察,固有时确实不同,确实是时间膨胀了,而非仅是钟表“损坏”,这可从生物的新陈代谢中观察到。例如在“双生子佯谬”中,乘坐近光速飞船的哥哥通过加速和减速变换了时空,实际上将时间膨胀效应带到了弟弟的时空中,他确实来到了弟弟的“未来”,弟弟明显比他更显老迈。

现代科学对“双生子佯谬”的解释,只需比较哥哥和弟弟的“世界线”(闵可夫斯基四维时空中的间隔)长短即可。同一个事件,在任何参考系中观察的世界线长度是一致的。因此在任一参考系中讨论“双生子佯谬”,结论相同。

例如,在弟弟的参考系中,哥哥的世界线比弟弟的更短。因此哥哥的时间比弟弟的慢。他们的固有时并无问题,弟弟经历的固有时确实比哥哥的长,时间的同时性确实发生了变化,这表明时间是真实存在的。

五、时间的本质与现代认知

总之,时间是运动变化的反映,也是客观实在性的反映,它与物体的大小、形状、颜色、重量、软硬等属性一样,虽非实物质,却是运动变化的客观实在性的存在体现和形式,是真实存在的。这是真正的时间。真正的时间有方向,是不可逆的,即时间箭头的存在。这是时间本质所决定的。前文提及的固有时和世界线均为真正的时间。

此外,还有所谓的心理时间,即我们日常体验的时间,它有方向性,且与真正的时间方向一致。我们感觉自己正从过去走向未来,总是记得过去而非未来。两种时间箭头方向一致,这种时间感觉是对真正时间的反映,但它并非真正的时间。

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