物理学在时间中迷惑
作者： 王达水 |

【内容提要】物理学的八大分支学科对时间的描述各不相同，并各说各有理，而且都与天文学揭示的时间本质相去甚远。更有时钟快慢则意味时间快慢的普遍说法，进而以时钟等同时间，以至使整个物理学体系迷惑在时间之中。  一、时间的本质

    1、并非耸人听闻

    物理学是研究从宏观天体到微观粒子运动规律的一门严密的学科，自14世纪以后的经典物理直到当今的量子论、玄论，其间经历了大约700年的历程。物理学的发展使人类对自然及运动的认识实现了一次又一次的进步与飞跃。然而，此时此刻，本文却提出了“物理学在时间中迷惑”的论题甚至是判定，显而易见，必将自然而然地引起人们的怀疑甚至是反对。因为每个人都生存于时间的长河之中，人们无时不刻不在深深地感受时间脉搏的跳动。因此，人们决不会认为自己在时间中迷惑，物理学更不可能在时间中迷惑。

    可是，当我们通观物理学（尤其是理论物理与天体物理）的世界性前沿领域，就不难发现，从牛顿力学、电磁学、相对论、量子论、超弦论、黑洞直到宇宙论，其中没有一个理论体系对时间的本质给予了深刻的认识与把握和揭示，进而给出一个关于时间本质的圆满的准确定义。因为，各个学术观点对时间的理解各不相同：正时间、负时间，顺时间、倒时间，实时间、虚时间，扩张的时间、卷曲的时间，压缩的时间、膨胀的时间，等等。窥豹见斑，对时间的如此众多学说，彼此之间似乎还没有找到统一的焦点，距一个统一的时间学说就更是相差甚远。时间究竟是什么呢？

    至此，不难看出“物理学在时间中迷惑”之学术观点并非危言耸听，也并非妄言惑众甚至于扰乱视听，而是对物理学发展中的一个清晰地思维与疾呼。

    显而易见，从物理学几百年以来的发展历程中，从各大力学体系中，理顺对时间感受的思路，寻找或探索时间的本质，无疑对整个物理学乃至人类的科技与文化的发展都将是现实的、迫切的、划时代的。

    2、时间的主体

    时间，一个极其普通的事实和物理量，是从古到今就被人类真实地感知和广泛应用的自然规律。但是，时间的本质究竟是什么，为何是单向不可逆的，等等，在人类的科学理论和科学技术相当发达的现代，这是一个并非很小的小问题，而是一个仍然没有彻底解答的一个事关全局的大问题。

    天文学虽然给时间予以了准确定义，但是，物理学领域里，无论是牛顿力学、电磁学、相对论、量子论、弦论乃至人们的心理上仍然仅仅限定于时分秒的表象来认识时间、理解时间，而没有从时间的本质上来深刻地理解和把握时间，更未对时间达成统一的认识。以至于时间在几百年以来迅猛发展的物理学中，总是存在那么多的佯谬甚至是迷盲。已经是21世纪了，为找到时间的准确圆满答案，人类在对时间的本质认识上是应该理出一个清晰思路的时候了。

    时间，既是地球上的自然现象，也是星系乃至宇宙整体的基本规律之一。因此，在对时间的本质认识的历程中，我们首先应该确认时间的主体，这是物理学从来就忽略的，甚至是不以为然的。正因为如此，才在不经意间留下了许许多多的偏差或障碍。

    关于时间的主体，就是我们平常所说的时间，究竟它是指宏观上的地球时间还是月球时间，是行星时间还是恒星时间，是星际时间还是宇宙的整体时间？是微观上分子的时间还是原子的时间，是亚原子的时间还是介子的时间？是心理时间还是自然时间？显然，确认时间的主体，是讨论时间、研究时间本质所必须的第一步。随之而来，才可能探讨不同的主体，不同的天体系统彼此之间的时间及相互关系。

    3、天文学时间

    我们人类在地球上生息和繁衍，最熟悉不过的时间自然是地球时间。可是，地球时间深刻的本质究竟如何，不是大众乃至广大科学家们想象的那么简单，也并非那么复杂，因为人们在地表上感受的时间概念太根深蒂固。为此，我们不妨对地球时间的天文学权威性准确说法在此回顾：地球时间，宏观上由两个部分组成，一是天，二是年。其中，天是年的组成单元。

    天。人们把地球围绕自身转轴转动一周的运动经历，称之为一天。地球每天自转的快慢（节奏、频率、速度、变化量）程度是一样的。其中，地球在自转一周的一天中，分为24小时单位（地球自转周期实际为23小时56分4秒）。也既，地球每转动15度圆周角（360度圆周角的1/24）就定义为一个小时。一小时又分为60分钟（地球每一分钟自转0.25度圆周角，也为15分角）；一分钟又细分为60秒钟（地球每秒钟自转0.25分圆周角，也为15秒角）。显然，天及其中的时分秒的本质意义，是对地球自转运动这个过程本身的整体性和局部性规律的准确揭示、定义与描述和记录方式。

    人类在地球上对一天时间的感受方式，是借助于日出日落、月升月沉而引起的地表上昼夜的平稳交替之自然现象作为参照和对比，随之感受时间的存在和流逝。

    地球时间中的“时、分、秒”的本质天文物理意义，是地球上的任意一点在自转过程中相对于太阳的夹角。“时、分、秒”的延续、递进或者是习惯上称之为的流逝（流程），实际上是地球的自转运动过程。

    简言之，时间就是天体在宇宙空间中的位置及运动过程。

    年。人们把地球绕太阳公转一周的历程，称之为地球的一年。一年有365天再加上大约6小时，意味着地球在公转一周中必然要自转365圈，再加上自转90度。所以，每四年要因为润年而多加一天。显然，年的本质意义，就是对地球公转运动规律这个过程本身的整体性的准确揭示、定义与描述和记录方式。

    人类对年的直观感知方式是以地表上的春夏秋冬、花开花落、枝繁叶茂、果实累累等等自然景观的平稳交替为参照。坐地日行八万里，遥看星河一万年，就是中国古代人对地球的星际旅行、星际时间的具体描绘。

    月，是人类在公历365天一年的这个较长时间周期中引入的一个中间度量单位。在中国农历中的月，是根据地球的卫星——月球，在绕地球转动的过程中由圆而缺、由缺而圆的一个周期，借以作为确定的参照体系而给定一个计时单位，并可以适时参照。月球绕地球一周的天数大约29.53天。

    通过对天文学时间的本质及规律性的回顾，我们就不难看出，“年、月、日、时、分、秒”之时间单位的天文物理意义，是对地球自转及公转运动过程（趋势）的描述或记录方式。可见，地球时间的本质，实际上就是地球在太阳系空间中的运动进程。

    总而言之，时间就是天体在轨道空间中的位置及其连续不断地改变的过程，时间的流逝就是天体在太空空间中的运动及其变化和勇往直前地推进过程。进一步地，时间的天体运动本性，必然表现为单向不可逆并持续不断的特性。因此，时间的概念是对天体运动规律及特性的一种描述方式。

    结论一：时间就是天体的空间位置及运动。

    二、时间是并列的

    1、时间并列的概念

    地球上一切事物、事件的发展、变化、递进等等，各种各类运动或事件乃至生命的进程，都与地球的运动相对应或并列地进行着。建立一个全球性的、统一的、与地球同步的时间感受方式和观念，以及关于时间本质的知识体系，是完全必要的，进而让人们不要片面地再以时钟等同于时间。因为，时钟只能揭示或描述时间，不能等同于时间的本质——天体的空间位置及运动。这是理顺各个学科的时间关系，消除时间迷惑的一个基本前提。

    诚然，地球上万事万物被地球承载，这是万事万物存在的基本条件。因此，其发展变化总是不能脱离地球自转和公转运动的基本规律或前提。进一步地，万事万物所具有的时间特性，自然就是在地球运动的这个时间体系中同时性地并列地进行着的，并随着地球的空间运动而进行着宏观的空间运动。也即，地球上万物所拥有和经历的时间，实质上就是地球时间本身，是随着地球的运动而不可避免地拥有和经历的时间，是地球在空间的宏观运动进程中的客观体现。

    结论二：地球上万事万物的时间是地球时间。

    必须明确指出，行星时间是与恒星时间相并列的部分，恒星时间是与星河时间相并列的部分，星河时间是与宇宙时间相并列的部分。即：小系统被大系统所包容，小系统的运动属于大系统的其中部分。显然，小系统中的时间是与大系统中的时间相并列并一体化的。这种描述如果难以的理解话，不妨通过下面这个实例来帮助我们领悟：

    一列载有上千名旅客的列车向前疾驰着，车上的人们各自做着自己的事情。有的在看书、有的在聊天；有的在上网、有的在浏览窗外移动的景物；有的在打牌、有的在睡觉；司机在驾驶，列车员在服务、炊事员在做饭；甚至有位妇女在运行的列车上产下一名婴儿，人们为她提供帮助并为之祝福；等等、等等。可见，每个人的运动及时间都是与列车的运行及时间并列着进行的，尽管是限定在这次列车内固定的空间中。本次列车与其它列车彼此之间的运行又是并列着进行的，只是限定在地表陆地上的铁路轨道上。列车被地球承载，不可避免地必然参与地球的自转公转运行。所以，列车运行与地球的运行又是并列的，尽管限定在地球地表上。所以，小系统被大系统所承载，小系统中的时间是与大系统中的时间相并列且一体化的。这种并列且一体化的规律，简单来说就是“你在走、我在走、他也在走，同在宇宙空间里有规律地走”，所以体现为同时性且并列。时间并列的实质，就是不同的系统彼此在宇宙空间的运动都同时性地进行着。

    地球上万事万物的发展与成长是与地球的运行并列着进行的，只是限定在地球空间之上；行星与行星彼此之间的运行也是并列着进行的，只是限定在恒星系的空间轨道之中；恒星与恒星彼此之间的运行也是并列着进行的，只是限定在星河系的空间轨道之中；星河系与星河系彼此之间的运行也是并列着进行的，只是限定在宇宙的空间轨道之中。总之，无论宏观还是微观，时间就是天体或物体在宇宙空间中的运动过程本身，万事万物的时间都是彼此并列着进行的。我们只是在对时间的准确认识、理解、把握、应用中必须找出或制定一个统一的时间标准，地球时间就是这样的一个时间标准体系。当然，如有可能或必要的话，我们所熟悉和正在应用的地球时间之标准尺度，可以同宇宙中任何其它标准尺度的时间（行星的、恒星的、星系的甚至是宇宙整体性的）进行准确地换算，就像美元与其它货币的兑换一样简单和可行。

    物理学不仅没有正确地认识到时间的并列关系，而且连时间的基本定义，从来也就是不清晰的，只是一贯地沿袭从古到今形成的时间表象概念而已。

    宇宙中大小系统之间时间的并列特征及换算，更是物理学从来就忽略的，甚至是视而不见的。时间的并列关系，实质上就是不同天体系统运动过程的并列进行状态。也即，一方面，地球在自转的过程中，在围绕太阳公转；同时，太阳系的其它行星在自转的过程中，也在围绕太阳公转。另一方面，太阳在自转的过程中又在围绕比它更大的系统——银河系的中心公转；银河系在自转的过程中又在围绕宇宙中心公转。宇宙的中心也在自转，并带动整个宇宙系统在旋转。这是现代天文学已经充分肯定的宇宙天文规律。显然，行星与行星的运动是并列的，恒星与恒星的运动是并列的，星系与星系的运动是并列的，天体之间的时间是并列的。

    天体并列的运动形式，可以用一个简单明了的换算方式揭示出来，下面详细介绍。

    2、宏观天体纵向并列时间的换算

    地球的一天，数学符号是：D
    地球的一年，数学符号是：Y，Y=365D
    太阳(sun)的一天，数学符号是：Ds，Ds = nY
    意思是太阳自转一周时，地球必须围绕它公转n周。也即，一个太阳天，是n个地球年。
    太阳(sun)的一年，数学符号是：Ys，Ys=mDs
    意思是太阳围绕银河中心公转一周时，太阳必须自转m周。也即，太阳的一年是m个太阳天。

    银河(milky)的一天，数学符号是：Dm，Dm=iYs
意思是银河自转一周时，太阳必须围绕银河系的中心公转i周。也即，银河的一天，是 i 个太阳年。

    银河(milky)的一年，数学符号是：Ym，Ym=jDm

    意思是银河系围绕宇宙中心公转一周时，银河系必须自转 j 周。也即，一个银河年等于 j 个银河天。

    宇宙(astro)的一天，数学符号是：Da，Da=kYm
意思是宇宙自转一周，银河系必须围绕宇宙中心公转k周。也即，宇宙的一天是银河系的 k 年。

    其中，n、m、i、j、k 是换算系数，也就是小系统在围绕大系统公转一周的同时的自转圈数之值。如果人类目前的科学技术，暂时还不能对太阳、银河系中心、宇宙中心的自转或公转予以比较准确地测量的话，那么，我们也没有半点理由否定它们的自转及公转规律，进而否定天体时间的纵向并列和换算关系。况且这种换算关系在天文学中是早已运用的基本方法和规则，其中一个典型的换算标准就是光年单位。光速的秒时间单位，显然是地球时间的单位。可见，天文学上对天体间的时间换算及一体化并列关系的认识是非常成熟的、成功的、符合实际的。遗憾的是物理学却对其视而不见、见而不理、理而不用。

    因此，宇宙天可以纵向而下，直接换算为地球天，或者是地球的时分秒的具体形式：
Da=k*Ym（银河年）
=k*jDm（银河天）
=kj*iYs（太阳年）
=kji*mDs（太阳天）
=kjim*nY（地球年）
=kjimn*365D（地球天）
=kjimn*365*24(小时)=8760kjimn(小时)
=kjimn*365*24*60（分）=525600kjimn（分）
=kjimn*365*24*60*60（秒）=31536000kjimn（秒）

    显然，时间是纵向一体化并列的。

    3、宏观天体横向并列时间的换算

    火星是太阳系中与地球并列的一颗行星。可见，火星时间可以是研究行星并列时间的一个具有代表性的研究对象。通过它与地球时间及太阳时间、银河时间的换算，也可以类似地揭示出所有的天体（行星、恒星、星系）在宇宙中的运动，以及与地球时间的横向并列关系。

    火星在围绕太阳公转一周的历程中，自转686.98周，此时，地球平均要经过780天。火星的一天（一个自转周）大约相当于地球时间的24小时37分22秒。

    同时，由于建立了宇宙一体化时间的纵向换算体系，因此，一切天体彼此之间的横向一体化时间关系及换算，可以通过向上一级的天体系统的时间进行换算，是可以掌握和应用的规律。其实，太阳系内各大行星彼此之间的时间换算，在人类的太空实践中早已广泛应用。奇怪的是，物理学八大学科总是要以自己的感受和观点，提出不同的时间观念和时间体系。

    毫无疑问，时间的本质，既是天体系统沿上下关系而纵向一体化并列的，又是沿左右关系而横向一体化并列的，是综合的运动体系、时间体系。

    4、日常时间的换算

    地球的一年是365.256天，一天是23小时56分4秒。一小时等于60分钟，一分钟等于60秒钟。

    5、微观粒子与并列的日常时间的换算

    运动是物质的基本属性，微观粒子体系同样存在自转和公转以及脉冲式振动。微观粒子的一切运动类型或历程，都可以和地球时间的“秒”标准单位进行换算。

    例如，在“原子时”计量的基本单位中，对“原子时”的秒长度时间的定义：铯原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间，为地球标准时间的一秒钟。

    可见，时间是从宏观到微观而纵向和横向一体化并列的。其间，可以找到一个共同的焦点而进行相互换算。其中，天文学中以光年的计时测距单位，是地球时间之计时单位的换算方法。因为，光速中的时间单位是地球时间的秒单位，尽管以光速运行一年（地球年）作为基本度量单位，其时间必然也是地球时间放大后的形式。

    时间是天体的运动特性。运动的系统与系统之间的时间具有可比较的特性。时间的并列关系，就是这种可比较性的本质。天体系统彼此之间的时间及并列特性，是指系统与系统的同时存在、同时运动规律，这种同时性是绝对的。并列，意味着同时存在，同时发生各自的运动，这个同时性是站在宇宙的角度而统览的。

    显然，由于天体间的运动是纵向和横向同时性地并列地进行着的，所以，天体间的时间是并列的、是可比的。

    结论三：时间是并列的。

    6、可视的时间及图解

    由于运动是宇宙的基本规律，无论是宏观的天体运动，还是微观的粒子运动，通过一定的技术方法和工具，无疑可以直观地观察其运动的过程及规律。从这个意义上讲，时间是可视的。时间的纵向和横向并列关系，也是可视的。即，俯视天体系统的整个运动规律及进程，就是直观其天体的时间。可见，时间并不是人们从前认为的那样——既看不 见、又摸不着的神秘特性。因此，时间的一体化及并列关系，可以通过对宏观和微观系统的运动规律的揭示，予以简洁直观地图示：

    （1）、地球时间直观图。
    是地球轨道运动的自转、公转轨道俯视图，宏观上体现为平滑圆形轨迹，微观上整个圆形轨迹呈365个正弦波曲线轨迹。因为，地球公转一周的过程中，赤道上的任意一点的实际轨迹，是一个在微观上有365个以地球赤道直径为最大振幅的正弦波，这与量子力学揭示的原子的运动轨迹图类似。借此图示，可以表示小系统的时间与大系统的时间，在纵向上的并列关系。

    （2）、太阳时间直观图。
    是太阳系的九大行星的自转、公转轨道俯视图。宏观上体现为平滑的圆形轨迹，微观上表现为正玄波曲线轨迹。借此图示，可以表示并列的九大行星系统彼此之间的时间，在横向上的并列关系。

    显然，当人们总是以俯视天体系统的运动状态，并以天体的宏观运动之天文学时间观念来认识时间、理解时间、应用时间的规律之际，时间的真正本质将被准确和轻而易举地把握。进一步地，那些脱离天体及粒子的运动属性（一体化且并列地）而研究时间的理论和观点，以及随之而产生的对时间的误解或迷惑将迎刃而解。

    结论四：时间是可视的。

    三、对时间迷惑的现状

    1、迷惑不解的原因
    天文学对时间的认识、描述、划分方法无疑是实事求是的、科学并严密的、本质的。同时，无论是科技工作者还是普通大众，对天文学准确时间的揭示也是非常清楚或了解的。可是，当人们在生活中、在感觉上、在心理上、甚至在工作或学术研究中，对时间的认识、理解、特别是应用却往往表现为另外一回事。因为大家没有把时间与地球的空间轨道运行这个不可避免的自然特征，进行相互地、紧密地联系，也没有进行不间断地比较、感受和系统地思维。这是严重地受到客观与主观两个基本因素影响所导致的普遍结果和现象，其本质原因不外乎三个方面。

    第一：是人们生存领域的自然条件的限制。因为人类生存在地球的表面（陆地表面），对每一天时间及流逝的感觉依赖于昼亮夜黑、日出日落、月升月沉之自然景观的变化为参照和尺度。对年度时间及流逝的感觉、体会，依赖于日立日斜、春夏秋冬、落花流水之自然变化和交替变化为参照或刻度。又以事件发生的先后次序及前因后果的现实展现，为感知实实在在的时间的又一种标尺。显然，人们在地表上感知的时间，往往自然或不自然地、主动或被动地都要以地表上的变化作为依据和参照。从而必然导致人们在对时间的认识与把握上，自然而然地、自觉或不自觉地容易与地球的自转和公转特性以及进行过程相脱离，进而使感觉和习惯以及知识体系都远离地球时间的本质，并在心理上根深蒂固，进一步地则指导其思维和行动乃至科技探索。可见，人类对时间的认识现状是：坐地观天，难以领悟时间；于天观地，运动清晰，时空统一。

    第二，时钟的计时方法让人难以直接感受时间的本质。人类发明的计时工具主要有两种，一种是古老的日晷，以立竿见影的方式，通过日照对垂直于地面的细竿产生的影子的旋转移动而读识时间。它是一种早已被淘汰的计时工具，尽管形象直观。另一种计时工具就是当今广泛普及并应用的钟表。可是，钟表的计时方法只是在速度的数字精度上与地球时间吻合得非常好，而在形式上却与地球的自转相脱离。主要表现为时针与地球的自转既不同步又不同向（每日转两周），也不能同时揭示全球24个时区的当地时间，又不能揭示地球上昼夜之自然特征，更不能揭示当地与太阳的方位，特别是太阳在动态中的方位及变化进程。进而让人们的时间观念与天文学上彻底自然的时间本质相脱离，以至于人们长期以来就自然或不自然地、间接地以时钟等同于时间。

    这种以钟表等同时间的现象，不仅在普通老百姓的思想中表现频繁和根深蒂固，而且特别是在许许多多的科学家心目中，甚至是大名鼎鼎的世界级的大科学家，也自觉或不自觉地以时钟等同于时间。其中，爱因斯坦的相对论、霍金的《时间简史》中就是以钟表的快慢来证明或表示时间的膨胀，进而被众多的科技理论和科技人员（包括科学家们）所接受，并写进许许多多的教科书或科技论文或科普读物之中。

    时钟只是揭示地球时间的人造工具，可以揭示时间，而且可以非常准确地揭示时间，但是，时钟无论如何也不能等同时间，也不能替代时间。正如称量物体重量的工具——称，它是计量工具，无论精度怎样，无论称量什么，它仅仅只是计量，不可能等同于该物体及其重量的本身。无疑，钟表也仅仅只是计量时间的一种工具，是记录地球时间的工具。无论它以怎样的形式或精度计量时间，也无论它是否正在运行而计量时间，它都不可能等同地球时间本身。

    固然，无论是机械钟表还是电子钟表，其走时的精度受到一些自然条件的影响，如温度、压力、引力、电磁场等等。因此，不论搭乘飞机的时钟在空中的飞行速度如何地快，不论钟表位于不同的海拔高度，我们都不能因此以钟表展现出来的走时的微小误差，进而理解为是时间的膨胀或压缩。

    地球时间总是与地球自转公转运动而一体化的。太阳系的时间，就是与太阳系围绕银河系中心旋转运动的进程。银河系时间，就是银河系围绕宇宙中心旋转的运动进程。这几种时间体系是可以相互换算的。所以，钟表的精度与时间的本质没有关系，无论多么精确的钟表，都不可能等同时间，更不能代替时间本身。在此需要提示的是：人类至今使用的钟表计时工具，也仅仅只能记录或揭示地球时间而已，不能直接记录或揭示其它天体的时间；大多数钟表在记录地球时间的工作中，往往也只能直接记录一个时区的当地时间。

    结论五：时钟不等于时间，仅能揭示或描述地球时间。

    第三，是地理知识习惯的局限。因为上千年以来人类的地理知识习惯取决于地图，而平面地图往往总是揭示地表上局部的自然地形。即使是一张全球性的世界地图，也主要是以对地球的平视方式来描绘地图。因此不可能直观地揭示地球的自转规律，以及各地在地球的自转过程中与太阳的动态的空间关系，以至背离了地球时间在流逝进程中的整体性关注方式，进而无法让人们在认识与心理上以站在太空的角度和观点来读识时间、感受时间、特别是目视时间——地球的自转与公转。

    地球仪尽管已经*真地揭示了地球的整体结构，可是，在对地球自转公转特征的全面准确揭示方面却无能为力。人类并没有借助地球仪而建立正确的对时间本质的感受方式。人类在对时间的认识上，特别是在钟表的应用上，至今似乎也仍然没有找到一个既准确实际又简单直观的最佳方法。不是吗，全球24个时区以及时区之间的倒换，就已经让人们够烦恼的了。

    显而易见，主观与客观因素的限定，自然而然地导致了人类对时间本质在认识、感悟、应用方面必将产生不可避免的偏差。当然，消除偏差的办法只有一个，那就是让人们以站在北极上空的观点来目视地球的自转与公转之态势和规律，进而从思想上、观念上牢固形成由于地球转动而形成地球时间的本质性概念和真切感受。

    2、迷惑的具体形式

    在物理学的八大体系中，对时间的描述各不相同，而且都与天文学揭示的时间本质相脱离，随之而迷惑在时间之中。现分别简介如下：

    牛顿的时间观：空间是绝对的，时间是绝对的，不受任何外界因素的影响，它持续不断地从过去进入未来。显然，只是肯定了时间的存在及特征，但是却没有回答时间究竟是什么，也未说明时间不是什么、或者什么也不是。显然，这与时间就是空间及运动的天文学本质在大部分上基本接近。

    相对论的时间观：空间是相对的，时间是相对的，取决于运动的参照系。时间对不同运动状况的观察者是不同的，一台时钟如果本身在空间中移动得越快，它的时分秒针就会走得越慢，因此，时间放慢。时间可以超前可以滞后。引入了时空的概念，以一个引力公式来描述。最大的特点是以时钟的快慢等同于时间，或者说是反证时间。也就是用时钟来等同时间本身，特别是在所谓的高速运动中。显然，这与天文学揭示的时间本质不相符合。

    量子论的时间观：量子力学建立在统计学基础之上，时间似乎可以向前也可以向后，时间是可逆的。量子世界到处都是佯谬。量子论的核心不区分时间的两个方向。高速运动的K粒子的寿命延长。没有时刻的概念，是一个给定的足够长的时间，对一个孤立系统的波函数。这样一来，量子力学并没有提供一个令人满意的基本原则，来解释时间的客观流逝，或者至少能把时间有意义地区分为过去、现在和将来。显然，它与时间就是空间及运动的天文学本质相去甚远。

    热力学的时间观：认为系统的熵总是不断地增大，进而给出了事件发生的时间箭头。尽管也认为时间是单向不可逆的，但是，却以系统熵的增加而等于时间的本质。显然，与时间就是空间及运动的天文学本质毫不相关。

    弦论的时间观：同相对论的时间观基本等同，并且进一步地认为时间可以卷曲或舒展，甚至认为不能给时间一个准确的定义。显然，这就与时间是空间及运动的天文学本质也不相关。

    黑洞的时间观：黑洞是体积无限小，质量、密度、温度都无穷大的旋转的天体，一切物理定理在其中失效。它吞噬万物，时间停止。显然，这与时间就是空间及运动的天文学本质相背离。况且黑洞本身就是旋转的天体，因此，人们凭什么就一定要非常肯定地确定黑洞没有时间呢？这种人为地肯定只能说明其判定太武断、太专横，或者说是唯心与想当然，甚至是急功近利的个人行为。

    宇宙学的时间观：宇宙由大爆炸开启，宇宙在不断地膨胀。宇宙的将来会收缩，最终回到大爆炸的起点。时间从大爆炸开始，至坍缩为奇点止。时间从无到有，经过慢慢旅行，然后从有回到无，如此循环往复。时间可以拉长、可以压缩，这是现代宇宙学的时间观。显然，它与时间就是空间及运动的天文学本质比较接近。

    3、迷惑导致的负面效果

    时间是一个很简单的大家早已熟悉的天文现象，是与天体的运动和空间密切相关的。可是由于人类在地表上对时间的直接感受的实际状况与局限，因此，造成了对时间的不同理解或描述方式，尤其是在应用方面。这种不同的理解和描述方式，就使得物理学的各们分支科目，沿着一个有些偏移的视角而运行、而探索。不是吗？用钟表等同时间的普遍说法和认识，就是严谨的物理学不应该发生的失误。我们或者可以毫不客气地说这是天大的笑话，而且是持续了几乎一个世纪之久的大笑话。

    一个具体的事例是：大名鼎鼎的天体物理学家霍金，在所著并于全球广泛发行共计近千万册的《时间简史》一书中，对时间的所谓“时间锥”理论观点，把击石成波的叠加效果延伸为揭示时间的理论工具，进而推演出负时间。在理论化上，“时间锥”尽管是那么地高深与美妙，可是地球不可能负转动（反向转动）的呀！退一万步说，即使地球反转，但也并不是过去顺转经历的回复，进而必然不是时间的倒退或反向。显然，“时间锥”及负时间理论，是一个背离时间之天文物理本质的地地道道的美丽的谬论。

    第二个具体的事例是：无论黑洞还是白洞，二者都是宇宙中的天体。当我们明确了“时间就是天体在宇宙空间中的位置和运动进程”这个物理意义之后，那么，人类是否还有制造时间机器的可能性呢？我们姑且认为时间机器的速度可以达到光速的一万倍，但是，它无论如何飞驰也不能改变宏观天体的空间位置及其运动的进程。因此，它不可能回到某个天体的昨天或者是超越到明天。况且，时间机器在运行中也是空间位置的改变，也是时间流逝的一种表象或形式，其流逝的时间是与宇宙的整体运动的时间同步且并列的。退一万步说，即使时间机器的运行可以改变天体的空间位置及其运动进程，但也是在宇宙空间中的位置变化，因此，与这个天体过去的时间或者是将来的时间（天体在宇宙空间中的位置）没有关系，时间机器的运动与天体的空间位置是不同的两回事情。所以，时间机器的所谓超越时间或返回过去时间的设想是极其不现实的。

    结论六：时间机器不可能存在。

    第三个具体的事例是：爱因斯坦的相对论时间认为时间不是绝对的，它以相对运动系统的速度和方向为前提，以运动的系统A观察到别的系统B发来的光波信息，作为确认时间的依据，通过相对论方程计算。其中，令人感到其理论的不合乎基本逻辑之处在于：当运动的系统A没有接收到别的系统B发出的光信息之际，那么，这个运动系统A上的人（或者是智慧生命体）则确认系统B上没有什么事件曾经发生；当接收到信息之际，则确认该事件与接收体的速度和接收当时的时间相关。因此时间不是绝对的，它以相对运动的参照系为准，以接收信息者的接收与否为基准，以接收信息者的运动速度和接收信息时间为基准。特别是以事件发生的信息被对方接收，方被确认为发生和发生时间的延迟。但是，事实上即使某一星体A发出的光信息不被别的以光速运动的系统B接收到，或者是延迟很久一些时候才接收到，也不能因此而否定或延迟星体A在宇宙空间的实际的运动历程以及发出光信息这个事件本身呀？可见，系统A的时间（空间位置及运动）和事件，怎么会因别的系统B反过来对其的观察与否、以光速相对运动与否而被认可甚至是决定呢？

    明显地，相对论时间是以观测结果来决定发生原因的一种不合乎基本逻辑的思维方式。也即，是一个地地道道的以儿子决定父亲的非逻辑思维方式和结论。如此理论，难道它还不足以滑稽与可笑吗？难道它还不与天文学的时间本质（天体的空间位置及运动的绝对性与唯一性）相去甚远吗？当然，由于相对论近百年的巍然屹立，因此，在澄清“物理学在时间中迷惑”的艰难进程中，相对论是巨大的屏障。

    由于在对时间自然规律或本质特性的认识上产生的不同学说体系，导致了物理学领域里学科间对同一事物的不同揭示，甚至产生了相互矛盾的理论观点。例如，牛顿的绝对空间和绝对时间的学说，与爱因斯坦的相对空间和相对时间的矛盾；相对论与量子论在揭示微观粒子的运动规律的矛盾；真空中的涨落与古老的以太观之间的矛盾；引力信子与以太之间的矛盾；弦理论与相对论和量子论的不融合；超弦理论（M理论）中五大观点彼此之间暂时的分歧。

    可见，当一个统一的时间观念及理论体系建立之际，特别是宇宙时间与星系时间、恒星时间、行星时间、量子时间和超弦时间之可比较的统一的时间体系的建立与换算；更加进一步的，是能量与空间的本质关系的理论体系的建立与换算。随之而来，必将导致整个物理学蕴藏了几百年的强大的探索能量的汇聚与爆发和突飞猛进。

    四、绝对空间

    从相对论开始，既然一个实际上并不存在的“真空”的概念，在物理学上都可以被接受、认可、应用，并在此基础上研究和拓展出一系列的物理课题及成果。那么，一个可以容纳整个宇宙及膨胀的绝对空间的概念，为何却要在“真空”概念的诞生之后而被随之否定呢？

    况且，整个宇宙空间充满着磁场磁力线，并没有所谓的空无一物的绝对地真空所存在的一点点空间领域。可见，确认那个无中生有的，没有其存在空间的绝对真空，进而否定绝对空间，那么真空位居何处？物理学后来的理论认为，真空并不空，其间有能量的涨落，有引力信子等等，它存在于宇宙之中。真空并不空，尽管如此，那么，显而易见的是，否定绝对空间的理由不是完全充分的，是当时物理学中占领主导地位的个别科学领头人或学术权威的个人爱好与决断所导致的错误结果，是人类在认识空间本质的道路上的蔓延至今的畸形探索轨迹。

    尤其值得物理学高度重视的是，研究整个宇宙结构及天体运动的天文学似乎从来对绝对真空没有兴趣，或者说是不消一顾。天文学有自己的一套完整的宇宙坐标体系、坐标框架、天体运动的时间体系。可见，否定了绝对空间后，于整个物理学的发展其实并未带来什么方便与好处，反而是不方便和阻力与限定重重，甚至是思维与逻辑紊乱。可见，承认真空，否定绝对空间，是现代物理学的极其不正常的病态行为，必须予以及时彻底地纠正。

    1、绝对空间

    绝对空间是牛顿的物理学观点。他认为空间绝对存在，时间绝对存在，时间以它自己的规律或特性运行着，不受别的事件的影响。1905年，爱因斯坦的相对论诞生后，牛顿的绝对空间和绝对时间的学说被否定，继而以相对空间和相对时间的理论取代并挺立于整个物理学界，且指导着物理学近一个世纪以来的探索进程。

    1929年，哈勃通过天文长期的观测发现，那些距离我们遥远的被认为是独立的银河外星系正远离我们而去，而且是越来越快、越来越远。膨胀的宇宙学说由此揭开序幕，并发展成为当今的宇宙论体系——大爆炸、黑洞、时间的起点。显然，一个膨胀的宇宙必然是在一个比它更大的、并绝对是可以容纳它的空间中爆炸并连续不断地膨胀的。可见宇宙外必然存在一个比宇宙任何状态都更大的绝对容纳宇宙的空间。因此，绝对空间怎么就不存在呢？绝对空间毫无疑问是必然存在的，只是其中不具有任何物质（颗粒状的物质、能量状的物质、磁场态的物质、光粒子态的物质）而已。

    地球上本来不存在实际的经纬线坐标，可是，智慧人类为了在地球上的活动与生存发展，就把地球表面巧妙并准确地划分为经度线和纬度线网络所包围的区域或点。地球经纬度坐标，正是人类对地球表面进行详细划分和定位的地理方法，也可以说是天文学的方法。当然，在实际的观测和确认中，必须借助于太空中的星球为目标参照，进而确定地表上某一点的经纬度数值。也可以与已经确定好了的已知的地表上的经纬基准点与基准线进行比较而确认目标地的经纬度坐标。

    同理，建立一个类似的宇宙坐标体系，是可行并实际的，也是必要的，甚至是迫切的。绝对空间及宇宙这个庞大的坐标体系，比起地球经维坐标体系而言当然要庞大许许多多倍，其间涉及的参数、相对目标和系统及相互的运动必然更加复杂化。尽管如此，但是也并不能影响人们建立一个类似于地球经纬度与海拔高度相结合的、一个确定的宇宙坐标体系——宇宙球坐标。

    另一个事例也可以帮助人们树立建立宇宙坐标的信心。绝对空间空无一物，人们难以对其进行描述甚至是定位。然而，地球在轨道运行之际，地球轨道其实同样空空如也，可是人们还是巧妙地找到了对其定位与准确描述的精确的方法——天文观测比较法。当然在这种观测和比较之际或之前，必须要建立一套完善的、准确的、实事求是的、可行的轨道理论和观测比较方案或准则。同理，对看不见的宇宙绝对空间，人类是可以建立一个理论上的坐标方案的。建立这样的宇宙坐标存在一个难以逾越的障碍，是因为在绝对空间中找不到一个可以为之参照的基准目标点，因此只能从宇宙内自身的理想目标着手，寻求可以满足要求的相对静止的参考点与线，或者是理论上的参考点或线。

    由于人类已经探索明白宇宙的形状是碟盘型，因此，建立宇宙的空间坐标体系。其坐标圆点自然应该以宇宙中心为基准。横轴在宇宙碟盘横断面的中心线上，纵轴就是宇宙的碟形中心对称轴本身，进而建立一个宇宙坐标体系。当然，可以是直角坐标系、也可以是球坐标系的方式。显然，这样的宇宙坐标，对宇宙及结构分布和运动，对宇宙外的绝对空间，也就有了一个明确的揭示方案，进而易于让人们理解绝对空间和宇宙的实际占有空间，以及天体在空间内的绝对运动，甚至是宇宙大爆炸在绝对空间中的整体性扩散过程。

    结论七：存在绝对空间，描述绝对空间的坐标体系可以建立。

    2、物体的大小所占的空间

    物体的大小，是指物体在我们所说的长宽高三维空间中的具体尺寸。是物体的自然属性或特征在空间尺度上的外在体现。物体占据一定的空间，是物体大小本身，但是并不等于是空间中的空间部分。正如一艘浸没在水中的潜艇，其整体体积必然排开同等体积的水。人们知道潜艇的体积仅仅是它的大小而已，尽管在水中也并不意味着是同等体积的水。再如：盛满食物的罐头，尽管罐头中全部食物的体积正好等于罐头的容积，但是食物的体积并不是罐头的容积本身。所以，物体的大小及所占据的空间，并不等于是绝对空间本身。

    结论八：物体的大小及所占据的空间，并不等于是绝对空间本身。

    近一百年来，物理学上由于没有了绝对空间的概念，因此，人们在对空间以及物体所占空间的描述和定义上，往往混淆，造成了许多的误解。可见，明确绝对空间和物体所占据的空间，是物理学再也不能忽视或者是掉以轻心的现实课题。

    否定绝对空间后，探索物理课题中不可避免地遇到一些难处，其突出表现在于：一方面，在对时间的描述与应用上误会重重。因为，地球时间是指地球在轨道上空间位置的移动。其分分秒秒就是准确的一个个空间位置，因此，时间又往往被描绘成是空间，进一步地让人们把时间直接理解为就是空间，再进一步地则容易让人们把在地表上所能够感受到的实实在在的空间又错误地理解为或混同于时间。

    另一方面，真空与空间不等价。可是人们把宇宙空间理解为真空的现象是非常普遍的，这是一种共同的广泛的认同现象。空间其实是一个数学上的几何概念，是在哪里、不在哪里，包括哪里不包括哪里的几何定位。而物理学所说的“真空”，是指宇宙中没有被天体占据的那些实际的空间，其间并不是绝对空的，其中有磁场、有现代物理理论所认定的量子涨落、有引力信子等等。也即真空中并不空，其中可以有能量的存在，甚至是物质在其中诞生。显然，真空与空间不等价，宇宙中的真空区域小于整个宇宙空间，小于绝对空间。而绝对空间却远远大于整个宇宙空间，它甚至可以是无穷大。绝对空间也可以理解为一个绝对的坐标体系。

    可见，人们在否定牛顿绝对空间的概念之后，一是不符合客观实际。二是不但未给物理学带来方便，反而是频添了许多的误会。因此，恢复绝对空间的说法与观念，是理解时间本质的一个前提和要因，是物理学必须正确面对和亟待解决的现实的基础课题。

    3、空间中磁场能量的分布

    磁场是宇宙中的基本特性。大到宏观宇宙天体（包括黑洞），小到微观粒子，无论是有机物体还是无机物体，无论是细胞还是细菌，宇宙万物都包含磁场或者说是磁畴、磁矩。

    磁场在宇宙万物中的分布具有普遍性和共同性。磁场从天体、物体、粒子的北极输出，从南极输入。磁场在天体、物体、粒子的内部凝聚，在它们的外部球形弥散但又环绕。磁场磁力线是单向螺旋线。磁场磁力线具有“同极相斥、异极相吸”的基本特性。磁场是能量场，是可以做功的。

    整个宏观宇宙空间充满着磁场。磁场在广阔无垠的宇宙空间的分布密度，具有不均衡性。天体之间的磁场彼此相互吸引、相互排斥、或者是相互挤压。宇宙空间中的磁场密度与天体的质量成正比，与天体的距离成反比。在宏观的宇宙空间中，磁场凝聚处必有一天体，无论它是可见星、不可见星、甚至是黑洞。在微观的粒子空间，或者是现代超玄理论探索的微小的卷曲的空间，其磁力线卷曲之处，必有一量子。因此，磁场凝聚处必有物！

    总之，整个宇宙空间充满着磁场，磁场是形成万物的基础和纽带，是运动的力量源泉。人类，尤其是物理学，不应总是对此视而不见、见而不认、认而不深、深而不全，从而一意孤行。

    4、明确空间三大特征的现实意义

    空间的上述三大物理特性及意义，在物理学的四大理论体系中，即：无论是在几百年前产生的经典力学（1），还是近一百年的相对论（2），以及近半个多世纪的量子理论（3），甚至是近二十年发展迅速的玄、超玄理论（4），它们都没有对空间予以明确的定义和划分、区分。既然那个毫不存在的所谓“真空”在物理学上都要肯定，难道对宇宙空间还不应该详实地肯定与划分吗？既然人类对地球空间都早已及时地进行了划分，并建立了经纬度坐标体系与海拔高度形成的地球空间划分方案。因此，由于人类早已经探索太空，甚至是已经开始进入准太空，或许不久的将来又将进入深太空之际，当人类已经在建立太空部队之际，当人类的太空时代即将到来之际，物理学难道还不需要对整个宇宙太空及时地建立一个坐标体系吗？难道人类永远心甘情愿要在太空中迷惑或谜藏吗？

    可喜的是，天文学通过哈博望远镜的长期观测，已经获得了整个宇宙的结构数据和图片，并建立了宇宙的绝对坐标体系——宇宙结构球坐标；可憾的是，物理学（包括天体物理学），对时间的认识却越来越模糊、越来越主观与片面，甚至产生了远离时间本质的研究时间的一系列不同观点的理论。

    另一方面，整个物理学至今也没有对“时间”进行科学的准确地定义，更没有在整个宇宙空间并直至超玄空间，建立一个可以对等互换的时间计量体系、空间计量体系。毫不客气地说，整个物理学体系，甚至连时间的真正本质属性或许都没有彻底地搞清楚。以至自然或不自然地就产生了一系列不可回避的、必然的困惑或矛盾，人为地产生了许许多多与时间本质相偏离的甚至是主观片面的理解和描述。

    显而易见，彻底地区分空间的属性和特点，彻底地理解时间的深刻本质——天体在空间中的确切位置及连续运动过程（天文学对时间的准确定义，也是天体上的万事万物不能逃避的现实的自然规律），是物理学迫在眉睫的必须正确面对和解决的重大的基础性课题。

    五、结语

    总而言之，本文通过“时间的主体、时间的本质，天体运动与时间并列，迷惑的现状分析，空间三大特征”四大部分深入浅出地论述，一是对时间予以了系统全面并详实地论证，得出了八个结论：
    结论一：时间就是天体的空间位置及运动。
    结论二：地球上万事万物的时间是地球时间。
    结论三：时间是并列的。
    结论四：时间是可视的。
    结论五：时钟不等于时间。
    结论六：时间机器不可能存在。
    结论七：存在绝对空间。
    结论八：物体的大小占据的空间不是绝对空间本身。

    二是最终阐明了时间的本质——天体在空间的位置及运动过程，并与天文学时间达成一致。三是对物理学中关于时间之迷惑的表象和本质进行了全面的透析。

    综上所述，直到人类已经进入21世纪的当代，整个物理学迷惑在时间之中是显而易见并毫无疑问的事实。除本文之外，似乎至今还没有找到解迷的清醒剂。甚至更为严重的是整个物理学体系，似乎还仍然不知道自己处于时间的迷惑之中，而苦苦地探索着、奋进着。

    显而易见，当物理学从迷惑中走出来之际，必将迎来一片晴朗的、开阔的、亮丽的天空，并开启一个崭新的科技新纪元！

                                                   作者：王达水
                                            [email protected]
                                     二○○二年五月六日  第五稿

主要参考资料：
    《中国大百科全书——天文学、物理学》............中国大百科全书出版社
    《莎士比亚、牛顿和贝多芬——不同的创造模式》......[美]S.钱德拉塞卡 /著  杨建邺、王晓明 等/译
    《时间简史——从大爆炸到黑洞》及续编.....[英]史蒂芬.霍金 /著  许明贤、吴忠超 、胡小明 / 译
    《宇宙的琴弦》........................[美]B.格林 / 著  李冰 /译
    《时间空间和万物》..........[英]R.K.LI里德雷/著 李泳/译
    《可怕的对称》..............[美]阿.热/著   简坤、劳玉军/译 

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