时间的牛顿解释和现实意义 [复制链接]

题记

子在川上曰：“逝者如斯夫，不舍昼夜！”

牛顿的时间观

牛顿完整的时间观是在《自然哲学的数学原理》的第三版中进行了完整表述：

绝对的、真实的和数学的时间，尤其特性决定的，自身均匀地流逝，与一切外在事物无关，又名延续。相对的、表象的和普通的时间是可感知和外在的（无论是精确的或是不均匀的）对运动指延续的度量，他常被用以代替真实的时间，如一小时，一天，一个月，一年。

其中第一句话是牛顿时间的主要表述，这个表述有点类似柏拉图哲学上“理型”的概念。在现实世界的背后存在一个理性的模型，尽管我们可能永远无法感知，但牛顿相信这个绝对的时间一定是真实的存在的，与世间一切无关。从《原理》的结构上能够明显地看出牛顿多多少少受到欧几里得的影响，人们也许无法画出一个完美的圆，但这对数学上的那个理想的圆没有任何影响。

第二句话表述了与牛顿心中理想时间相对的那个现实的时间。康德哲学也许受到了牛顿的影响，牛顿的绝对时间相当于在康德那里变成了“物自体”，而普通的，我们能够认识到的时间则对应康德形而上学里的“表象”。人们也许无法认识“物自体”的真实面目，我们由于自身和所使用观察手段的限制所能认识到的只是物自体的“表象”。

时间初始观念

人们对时间的观念是物理学概念中最早的。《庄子》是一部哲学性较强的文学著作，其中“庚桑楚”篇中有述：“有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。”这里的宙就是指时间，有长度而无始无终。

人们对时间的观念最先的认识是“天”，大家对天这个单位几乎是没有异议的，昼夜的一次交替就是一天。实际上“天”在时间的计量上有两种：恒星日和太阳日。由于太阳公转的存在，太阳日会比恒星日稍微长一点，大概长3分钟56秒。我们日常所默认的都是指太阳日。

有了天的概念还不够，还不能较为精确地表达一天中发生的事情。在中国古代很早就出现了十二时辰计时法，把一天均分成12段，每段时间分别用子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥这十二地支中的一个表示。正因为天与地球自转和公转息息相关，由于圆周规定为°，因此为了换算简单，与时间相关的单位大多采取60进制。

另一种现实中人们接触较多的是年，年对应着地球的公转。由于自传和公转的对应关系不是整数，再加上月亮的公转周期，人们为了协调：日、月、年之间的关系制定了各种各样的立法，有公历、阴历还有相互结合的阴阳历。

时间与时钟

时钟是时间吗？一定不是，因为尽管时钟损坏了停止了，时间应该还是在的（至少我们感觉这是这样）。时间就是牛顿那个绝对的时间，时钟就是时间的表象，是人们制造出来用来表达时间的机器。

那牛顿认为的绝对的时间是什么呢？牛顿没有回答，到现在也没有清晰的回答。但这并不影响人们对认识时间，为了更为清晰的表达时间，人们制造了各种各样的时钟。

理论上任何与时间相关的运动都可以用来表达时间，例如通过一个人的身体状态就能判断他的年龄。当然更为实用时钟必须建立在稳定的周期运动之上。伽利略一开始研究运动学使用的“时钟”就是自己的脉搏。后来慢慢发明了摆钟、机械钟、石英钟、原子钟等等。

马赫的批判

奥地利物理学家、心理学家和哲学家恩斯特·马赫（就是因马赫数为大家熟知的那个马赫）对牛顿的绝对时空观提出了系统的质疑，在马赫看来牛顿所述的绝对时间无法直接量度，无法与实际观测相联系，因此“它既无实践价值，也无科学价值，没有一个人能提出证据说他知道关于绝对时间的任何东西，绝对时间是—种无用的形而上学概念”。

马赫还说到：“我们不应该忘记，世界上的一切事物都是互相联系、互相依赖的，并且我们本身和我们所有的思想也是自然界的一部分。”

马赫并不反对时间的实际存在，但是反对牛顿的那个“绝对的、真实的和数学的时间”。马赫的思想让人们意识到以牛顿为代表的经典力学的根据好像不是那么可靠，时刻提醒着人们，不要陷入中世纪人们对亚里士多德世界观的无条件信任中一样，无条件地陷入对经典力学的信任。马赫的思想对即将到来相对论思想和量子物理思想都产生较大影响。关于相对论的时间观有些复杂，后面会专门讲。但是绝不是有些科普说的那样，牛顿的世界观在相对论看来一无是处

时间的现实意义

滴答滴答的时钟本没有意义，就因为有生活在其中的每个人，时间才有了内涵，生活才有了意义。我们每个人都拥有一支马良的神笔，将自己的时间轴线变得丰富多彩。也许我们阻止不了时间的脚步，也许我们无法避免老去，我们也无法避免我们的时间会耗费在一些无可奈何的地方，但千万不要悲伤，西西弗攀登山峰途中依旧可以看到风景，至少我们拥有这样一次思考人生意义，体验这魅力世界的机会，也许我们就这样平淡地度过一生，但那也值得。

请不要责怪冬天，寒冷与孕育生命同样都是他的责任。请不要责怪苦难，它压根就不知道自己是苦难，请与爱相伴，去过好每一天。

后记

时间没有爱憎好恶，

我们却不经意中老去，

就算醒悟的时人生业已过半，

也不要只顾后悔，

向远方一起出发。