第一推动丛书·综合系列:四维旅行
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作为变化的时间

奥登(W.H.Auden)在一首悼念朋友(是真的?还是假想的?)的诗中写道:“让所有时钟都停下。”悲伤能让时间凝固。更恰当地说,伴随悲痛的是一种愿望,想停住把我们所爱的人带得越来越远的时间。此外,有一种不同的悲痛,让人感觉不到自己的存在。比如,狄更斯的小说《远大前程》中老处女郝薇香小姐所遭受的痛苦。在她就要举行婚礼的那天,郝薇香小姐被新郎抛弃了。她时常穿着婚纱坐在一间黑暗的房间里,拖着奇怪的身影。房间里的时钟永远停在9点差20分。到她家玩的匹普一开始感到的只有恐怖,后来他才注意到周围有点奇怪的地方:

这时候我才看明白,这屋子里的一切都像那只表和那架钟一样,早就停了。又看见郝薇香小姐把那颗宝石照旧归还原处。我趁艾丝黛拉发牌的时候,又瞟了一眼那架梳妆台,看清了台上的那只鞋子从来没有穿过,从前是白的,现在已经发黄了。又看了看郝薇香小姐那只没有穿鞋的脚,脚上的丝袜从前是白的,现在也发黄了,袜底也早踩破了。要不是屋里的一切都处于这种停顿状态,要不是这许多褪了色的陈年古董造成屋里这种常年死寂的气氛,那么,即便是这么一个衰朽之躯穿着这么一件干瘪的新娘礼服,也决不至于这样像穿着一件尸衣,那条长长的披纱也决不至于这样像块裹尸布了。译文摘自王科一译《远大前程》(上海译文出版社,1979)。

就像这种褪色表明的那样,让时间停住的企图是徒劳的,因为我们不能停止变化。但是假如所有的变化真的停止了呢?时间也就终止了吗?

这个问题出现在亚里士多德(Aristotle,公元前384—前322)的《物理学》中。那是试图给予时间一个哲学解释的最早和最全的书之一。亚里士多德是历史上哲学和自然科学领域难以逾越的人物。他的著作覆盖了广泛的内容,从生物学到悲剧的本质,无所不包。但我们不要被书的名字误导了,以为他从事的研究可以被认作是现代意义的物理学研究。比如,他不关心建立支配物理现象的定律。相反,他的兴趣在于把物体名称、属性和现象归属起来的那些最一般的范畴,例如变化、正在变化的物体、空间、时间和各种数量,他试图解释这些范畴和它们之间的相互联系。于是,我们在《物理学》中看到的那类问题,都是非常抽象的,但亚里士多德认为在更具体地研究任何物理现象之前必须给予特别的研究。

亚里士多德对时间的讨论从几条悖论开始。从这些悖论好像可以得出,在现实世界中没有时间那种东西。令人吃惊的是,很多亚里士多德的后继者都信奉这个不寻常的结论。但是亚里士多德自己不愿否定时间的真实性,希望以后能解决这些悖论(我们在书的后面会遇到其中的一些)。在警告我们正在涉足的领域里的危险后,他提出前人的主要观点:时间和变化是同一种东西。这种观点最出名的代表,就是他从前的老师柏拉图(Plato,公元前429—前347)在《蒂迈欧篇》里(采用苏格拉底和三个朋友对话的形式)告诉我们的“时间诞生”的解释,时间是天体的第一运动。但是亚里士多德发现时间和变化一体的观点中有许多谬误,他指出时间不会是和变化一样的东西。首先是因为变化有快有慢,而时间没有;其次,变化局限于空间的某一部分而时间是普遍的。

我们用什么来回答这些反对的意见呢?时间确实是快慢不一的,至少看起来是这样。恋爱中的人相聚的几个小时肯定过得很快,而在乏味的劳动中感觉时间走得非常缓慢。这种现象不能简单说成是错觉。既然我们会对空间的东西产生错觉,比如一个物体的形状、大小,或者它离我们的距离,那么为什么时间就不会呢?为了明白假设时间本身以不同的速率经过的意义,想想我们是如何测量其他种类变化的速率的,比如一辆正在驶过的公共汽车的速度,我们测量它在一定时间里驶过的距离。或者考虑炉子上的水壶。它加热的速率是通过测量一定时间内升高的温度而得到的。所以,变化率是某个空间量在多个时间单位里的变化值。那么我们如何测量时间流逝的速率呢?哎呀,推测起来也应该是和时间相除。但是,这就得到时间的速率永远不会改变的结论。因为如果5分钟不是5分钟的话,那么5分钟又是多长呢?但是,亚里士多德的反驳也许忽略了这一点。的确,时间不可能等同于某些特定的变化,比如沙堆的城堡慢慢地崩塌。时间等同于变化当然指的是时间等同于一般的变化。但是,我们根本不清楚能否观察到一般的变化(即宇宙所有变化的总和)正以变动的速率运动。假设世界上所有变化的速率都提高一倍,这种想法有意义吗?亚里士多德不会这样想。首先我们不可能观察到这样的速率上的变动,因为我们只是在把某个变化和其他变化比较时才能注意到这个变化的速率上的变动。比如,我们通过规则的时钟或我们自己的生物钟测量日出和日落之间的时间,才观察到冬天开始的时候白昼会变短。

时间不等同于某些特定的变化而是变化的总和。这似乎可以避免亚里士多德的第二个反对意见:变化局限于空间的某些部分,而时间是普遍的。只有单个的变化才在空间上是有限的,而变化的总和占据了整个空间。

这也许消除了变化概念的一个模糊之处,但还有另外一点。我们认定时间是哪种变化呢?我们是认为时间等同于人们能够直接感知的所有日常变化之和,如一片叶子颜色的变化呢?还是等同于那些无法直接感知,但是隐藏在可感知的变化下面的变化之和,如分子的运动?或者还是应该思考时间自身的流逝,即事物无情地从现在运动到遥不可及的过去呢?当然,一位说时间可以定义为时间的流逝的哲学家不会得到什么更多的结果,因为这是用时间本身来定义时间。最自然的是把时间表述(虽然一些哲学家会反对这种表述的方式)为事件的变化,即事件慢慢从将来成为现在,然后越来越远地变为过去。

捕捉上述差别的一种方法是用一级变化和二级变化。一级变化指世界上事物的属性的变化。这里的事物指那些持续存在于时间里的东西,比如树、原子和人,因而一级变化就是通常所谓的事件。事件本身能变化吗?二级变化是或者应该是事件从将来到现在然后滑入越来越远的过去时所经历的变化(因为它是一级变化的变化,所以称之为“二级变化”)。那么二级变化也就是时间的流逝。那么当我们说时间在变化时,指的是第一级还是第二级变化呢?或者两者都是呢?时间至少部分是由二级变化构成的,这肯定没错,因为如果时间没有流逝那它又怎么能存在呢?时间的流逝确实是它最显著的特性。不过,在后面的章节里,我们将考虑某些理由来支持一种奇怪的假说:尽管时间是真实的,然而它并不流逝,而是仿佛处于一种“凝固”状态。

但是,在这章的其余部分我们关注时间是一级变化的观点。现在,我们似乎可以想象宇宙的每个过程都达到一个终点——也许就在所谓的宇宙热寂之后,这时所有的能量都平均分散在宇宙——但时间还在继续流逝。无尽的永世的时间也许流逝在完全死寂的、静止的宇宙里,所以,即使没有一级变化,时间也可能存在。但真有这种可能吗?