Page 53 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

子自旋的每一次旋转运动都不是孤立的、无缘无故发生的，而是在过去的无数次旋转的基础
上发生的，所以，“现在”不过是“过去”的历史的积累，所有的“过去”也就成为了“现
在”得以涌现的原因，时间箭头实际上也是这种因果关系的反映。
时间运动的不可逆性可能还与粒子内部的非线性机制有关，因为所有物质实体都是由夸
克和轻子等非线性粒子组成的，这些非线性粒子内部的物质运动都是非线性的，意味着粒子
的时间运动是非线性的。非线性物质运动涉及复杂的非线性机制（详见第十章），其中最突
出的一点就是，非线性物质运动是不可逆的，也就是说粒子的时间运动是不可逆的。时间运
动的不可逆性规定了时间箭头的方向，它永远指向“未来”，所以，时间运动可以看成是“一
维”运动，它与三维空间共同构成了统一的四维时空。
所有的粒子都有自旋，每一个粒子就像一个“粒子钟”，它为粒子自身的运动计时。粒
子钟的转动速度就是粒子的时间运动速度 ui，粒子钟的转动距离就是粒子的时间位移 sui，
二者的比值（sui/ui）就是粒子时间 ti。对于粒子的时间运动来说，时间运动速度 ui 和时间位
移 sui 是必须的，而粒子时间 ti 并不是必须的，因为 ui 和 sui 是客观实在量，ti 只是一个派生
的量。至于人为引进的标度时间 t，则完全是为了定量描述速度而设计的一个数学工具，t

与粒子的时间运动和空间运动都没有任何关系，它的作用就是为粒子时间 ti 设定了一个度量
标准。标度时间 t 和粒子时间 ti 的关系类似普利高津的外部时间和内部时间的关系，标度时
间 t 是外部时间，粒子时间 ti 是内部时间，普利高津认为，外部时间是人为引进的一个运动
学参量，是可逆的动力学时间，而内部时间是系统客观存在的演化时间，是不可逆的热力学
时间。事实上，无论是内部时间（粒子时间）还是外部时间（标度时间），都没有反映“时
间”的全貌，要把握时间的本质，就必须全面了解物质的时间运动。以往的物理学把时间 t
（ti）等同于“时间”，这是不完备的。虽然闵可夫斯基曾把四维时空（x,y,z,ct）的时间轴标
示为 ct，但他并没有搞清楚其中的物理意义，仅把 ct 当作保持时间轴和空间轴的单位一致
的一种数学手段，而没有建立起“时间运动”或“时间位移”等概念。
描写粒子的时间运动的三个参量（ui、sui、ti）中，时间运动速度 ui 和粒子时间 ti 是相对
的，与参考系的选择有关，而时间位移 sui 是绝对的，与参考系的选择无关。关于“时间的
流逝”，我们现在有两种衡量标准，一是用粒子时间 ti 来衡量，二是用粒子的时间位移 sui 来
衡量。如果用时间 ti 来衡量，就会得出时间流逝是不均匀的结论，同一物体在不同运动状态
的参考系中具有不同的粒子时间，运动物体的时间流逝会变慢，由此可能会出现双生子佯谬
等悖论。如果用时间位移 sui 来衡量，就会得出时间流逝是均匀的结论，同一物体在不同运
动状态的参考系中具有相同的时间位移，这就意味着时间的流逝与物体的空间运动速度的大
小无关。事实上，粒子的时间运动是相对性和绝对性的统一，以上两种描述不过是从不同的
侧面对时间运动的描写，问题可能出在对“时间的长短”的理解上。通常情况下，我们采用
空间位移的大小来衡量“空间的长短”，以此类比，我们也应该采用时间位移的大小来衡量
“时间的长短”，“同时性”应该是指时间位移相等，而不是指时间 ti 相等。
物质的时间运动是普遍存在的运动形式，但却是不可观察的运动形式，粒子的时间运动
速度 ui、时间位移 sui 和粒子时间 ti 都是不可观测量。标度时间 t 是可以直接测量的，它是在
地球参考系中根据地球自转和公转周期而设计的一个参考时间，也就是所谓空间化了的时间。
人之所以对“时间”有感知，首先是因为人和大自然一样都是由相同的物质或粒子组成的，
其次是因为人具有大脑这种特殊的器官。大脑对组成自身的粒子的时间运动可能具有某种
“自觉”，而其它物质实体则不存在这种“时间自觉”。康德、胡塞尔、柏格森等强调的主观
的非理性的时间实质上就是指人的这种时间自觉，譬如康德所说的“内感觉”，精神借助于
内感觉直观自己或直观自己的内部状态，由此产生了人的时间经验即时间自觉。在这里，内
感觉的直观对象应该就是粒子的时间运动，而时间自觉就是粒子的时间运动在人的意识中的
反映。虽然粒子的时间运动是不能够直接观测的，但却能够被人的意识所感知，人脑对自身

49