时间的迷幻

人们每天都在与各种不同的对象打交道，这些对象之中有同类的，有异类的，也有的是人工制造以及人们想象出来的对象。比如说“时钟”，它就是人的经验并日，通过形象化而制造出来的对象之一。

在物理学中，时间的量度以稳定的周期运动为基础，而且时间概念包含着时刻和时间间隔二个方面，时刻表征事什发生的顺序先后，时间间隔表征物质过程持续的长短。然而，事实上，时间并没有所说的这种稳定的量度单位，每当理想中的时问出现偏差或者测不准的时候，人们于是采用“正负值”、“约等于”或“折合”如此之类的数学手法进行调和。由此可见，所谓的时、分、秒和年、月、日这样的时间单位，只不过是为了满足以及有利于人们认识事物、改造自然和创造文化财富与物质财富的人为的工具。

时间是一种工具，是一种知识，在人类的经验中，时间是必不可少的。因为这样，日常生活中的大多数人，便自以为对于时间的理解似乎不存在太大的问题，但是在科学界中，时间问题却让物理学家困惑和争论了2000多年。至今，时间仍然是一个说不清道不明的话题，成为物理学家探讨的一个世纪难题。

早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德在《物理学》一书中就对时问下了这样的定义，“时间是位于运动前后的数”，这就是说，“只有在运动和变化之中才能够认识时间”。亚里士多德所说的“数”，大致可以用时钟的运行来说明。秒针从“12点钟方向”沿“顺时针”轨道再走回到“12点钟方向”为“1分钟”。通过时钟秒针的运动，我们认识到时间的“运动前后的数”。然而，在表面看来没有参照系的宇宙真空里，是否也存在着时间的“运动前后的数”呢?在当时的亚里士多德看来，回答应该是否定的。

在我们看来，从所谓的1秒到达2秒之间，秒针是有“一瞬间”的停顿的。假如设想，把那些所有的“一瞬间”的停顿都加起来，我们会不会得到时间呢?不会。这个问题相当于公元前5世纪的哲学家芝诺的“飞矢不动悖论”。

在芝诺悖论的内容中，由于飞行中的箭矢在每一时刻都有其确定的位置，所以，飞行的箭矢在每一瞬间都处于静止不动的状态，如此一来，不论把多少静止的箭矢集中起来，结果都不会得到飞行的箭矢。亚里士多德因此而陷入“时间是什么”的思考，时间可以被无限分割变短吗?我们在对时间的分割中能够得到“一瞬间”吗?可是，那“一瞬间”到底又是什么?

飞行中的箭矢本身既然具有了动能，而且具有飞行惯性，那么，飞行的箭矢在每一瞬间的静止状态的“静能”是如何产生和来自哪里呢?或者，每一瞬间静止的并不是箭矢，而是人的经验或思想实验所捕捉到的箭矢飞行过程中某一特定时刻的状态。实际上，芝诺根本不可能于正在飞行的箭矢中收集到静止的箭矢。

如果说，“时间是位于运动前后的数”，那么，一瞬间就是运动前后的“前之后”和“后之前”之间的某一特定片断，它不是一个数，而是时间这个“数”的过程状态。或者说，这里所说的“一瞬间”，只是时间概念中的一种人为判断而附加的参照特征。

处于痛苦的人，即使在极其短暂的时间里也觉得度日如年，而一个沉浸于幸福快乐之中的人，即使度过了很长时间也会觉得时光瞬间就过去了。这就是“一瞬间”不是一个数的原因，因此也没有一个可固定的量度，这利，情形下的一瞬间只是依附在时间的一种状态。

对于时间是什么，现代物理学至今仍没有一个明确的定义，物理学家对时间的看法也各有不同。日出日落，四季循环，人们在地球上可以观察到这样的自然现象。由此便可得出这样一种看法，时间是“按照一定周期反复发生的事件重复出现的次数”。

许多事件的确让我们认识到周期性的重复出现，然而，并非所有的事件都能够按照一定周期反复发生而重复出现，例如，在热力学第二定律看来，从有序到无序的转变是不可逆的，从瓶子里挥发掉的香水，其香气分子不可能按一定周期反复多次回到瓶子里，自然而然地再变为瓶子里的香水。在另一种情形中，人们发现了电子和所有已知的亚原子粒子，它们的运动规律并非像精确的时钟一样运转。在量子论中，原子的测不准性被认为是大自然的内在本性。

量子场论所描述的“基态场”，场的“基态”被激发而产生相应的粒子，这类事件出现的次数也并非按照一定周期反复发生。再有，在真空状态下，场处于基态时，空间没有可观测的粒子。因此，有一些学者从哲学的角度认为，讨论一个空空如也的空间的时间是没有意义的。

显然，对于时间的本质，站在不同的学术角度有不同的理解，所得出的结论也不同。在牛顿力学看来，时间是对称的。在牛顿力学中，对二个不同的时间方向是不能区分的，这就是说，根据牛顿方程式，一个人是在变老还是在变得年轻，人们将感到茫然。

热力学第二定律则否认了物理过程的可逆性，认为所有的能量转化都是不可逆的。这使得人们想到了时间箭头，似乎觉得时间确实是在流逝的。然而，人们却看到，植物利用太阳光进行光合作用，植物又被人利用作为能源，然后再通过人生产出新的能源(例如太阳能)。我们应该如何判断这种时间箭头呢?

德国物理学家克劳修斯曾经说：“在一切自然现象中熵的总值永远只能增加而不能减少。”按照这个说法，宇宙的熵值最终会趋向一个极大值，这时的宇宙便会进入到死寂的永恒的状态。奥地利物理学家玻耳兹曼也有类似的观点，他建立了“熵”与系统微观性质的联系，认为熵的不可逆的增加可以用分子无序性增长来表达，即：分子分布井然有序，熵减少；分子分布散乱，熵增加。而在玻耳兹曼熵的表达式中，“不可逆的热力学是一个趋向于概率增加的态的变化”。由此可见，玻耳兹曼的观点，反映了不可逆性和牛顿力学所具有时间反演不变性的不可调和。

反映时间不可逆性和可逆性的例子，在宇宙发生的事件中以及在人们的日常生活中都可以找到。春夏秋冬是人们最常见到的自然事件，在我们看来，春天是四季循环的开始，季节的气候变化也遵循着春夏秋冬的顺序发生变化。然而，地球的原始气候变化，并不是一开始就按照这一时间箭头，当时的地球气候十分恶劣，异常多变，就像失灵的仪表上的指针。

一杯以水、咖啡和牛奶混合的饮品，它们不会再自然分离变成水、咖啡和牛奶。不过，如果杯子里是由水和泥浆混合的水，那么经过一段时间之后，泥浆的沉淀会使得浑浊的水变得清澈起来。

当一只杯子从桌面掉落地上，我们通常想到的是，杯子会破碎。破碎的杯子不会自然而然地变成一个完好的杯子，而且也不会自然而然地回到桌面上。庆幸的是，意料之外的事件有时会发生，掉落地上的杯子不一定就会破碎，甚至因为在杯子的下落点刚好有一个膨胀的气球而反弹跳跃到桌子附近的一张矮小的椅子上。如果考虑到多种因素，比如：杯子撞上一个较大的气球，

气球被杯子碰撞时发生爆炸，而杯子与气球碰撞的角度恰好使杯子被弹回到桌而上。当然，这种改变了杯子时间命运的概率虽然不多，但由于存在着某种外力作用的可能性，这种概率毕竟是存在的。

人类社会是一个开放性系统，一群互不相识的来自不同地方的人走到了一起。开始时，这一人群是处于无序状态的，由于生存利益的需要，他们之间的关系逐渐的自然而然的被拉近而变得有序起来。可是后来，同样是由于生存利益的需要，原来的有序状态被分化瓦解，使原有的有序包含了无序。

从宇宙的演化史看来，我们有更多的理由相信，宇宙系统同样也是开放性的。太阳系是宇宙系统中的一小部分，地球生物物种所经历的从无到有，从灭绝到爆发，至今发展到多样性的事件就是最好的说明。

在宇宙时间的问题上，大爆炸理论并没有预先假设在宇宙奇点爆炸之前存在任何东西，并且以否决一切对宇宙奇点的质疑，认为质问宇宙奇点之前的事件是“毫无意义”的。就是在这种宇宙奇点独大的前提下，时间随着“奇点”的大爆炸开始了，于是有了空间、能量、光和飞奔的粒子。

令人疑惑的是，如果宇宙系统是封闭的，大爆炸理论的宇宙奇点根本就不可能出现。无论宇宙是在膨胀还是在收缩，这一事件至少必须有能量的参与。但是，封闭的宇宙存在着这种足够大的能量吗?是什么能量可以把某种莫名的状态压缩成宇宙奇点呢?

在下面的一个例子中，我们假设：一位自助旅行的自行车独行客在途中晕倒在公路边，这位自行车旅行者的命运结局可能有二种，第一种可能是，由于被路过的司机发现时，已经错过了抢救的机会而死亡。第二种可能是，幸而被一位司机及时发现送往医院而得救。在现实中，这二种可能性通常是随机的。然而，还会有一种意外情况出现，那就是在这位自行车旅行者被司机送进医院之后，医生诊断旅行者的心跳已经停止，但经过抱着一线希望的抢救，这位旅行者幸运地活过来了。由死亡到复活经历过生命时间的停顿，生命时间经历了“现在”的结束，复活便意味着进入“未来”。在这种“死而复生”的事件中，我们如何判断时间箭头呢?复活者是活在“现在”还是“未来”呢?

在人类的经验中，时间是有箭头的，这不仅仅是因为可以罗列出许许多多的例子，最根本的原因在于，人类的文明需要时间箭头。不管科学家对时间本质得出什么样的结论，时间箭头将永远不会失去它在人类社会中所扮演的重要角色。

时间的“过去”、“现在”和“将来”究竟是什么呢?通俗地说，人们曾经经历过的便是过去，人们正在思考的时候就是现在，人们想得到而尚未得到的那种期待着的时刻就是将来。

那么，时间又是什么呢?从众多表现“时间”的事件之中，例如：宇宙的演化，天体的运动，四季的交替，生命的诞生、成长和死亡等等，我们都可以看到能量的“影子”。从中也似乎可以看到，时间就是这样一种过程，这种过程是能量的积聚和耗散。

时间到底是真实的还是虚幻的?有没有一种情况，可以代表时间真实的方向呢?至今，人们对于“时间”本性仍然感到迷惑。

道家的老子如是说：“道可道，非常道；名可名，非常名。”苏轼的《题西林壁》一诗如是说：“横看成岭侧成峰，远近高低各不同。不识庐山真面目，只缘身在此山中。”

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