时间的观念
公理4:在同一时间间隔里,穿过较长的距离需要较大的速度。
定理1(命题1):如果一个运动粒子保持匀速穿过两个距离,则所需时间与距离成正比。(1]
这里的定义、公理和定理,在今天看来显得相当烦琐和没必要,这是因为,对于伽利略时代全新的那些概念在今天已是老生常谈。我们需要明白,在伽利略创立运动学时,当时连速度的定量概念都没有,匀速运动、匀加速运动等概念都是伽利略创造出来,以建立一个与亚里士多德全然不同的对运动的理解体系。
伽利略在研究运动问题时,首先明确地将时间作为基本的运动参量。运动的几何化带来了时间的几何化,时间、空间与运动速度三者之间的数学关系已经建立起来。
在运动的数学化方面,笛卡尔也做出了很大的贡献。他明确地指出,所谓运动就是指可以量化、几何化、数学化的位移运动和机械运动,“就一般意义来说,运动(我此处所谓运动,即是指位置的运动,因为我们不能想到有别的运动,所以也就不必假设自然中有任何其他运动)只是指:一个物体从这一个处所到那一个处所的动作。'”〔2〕如果一切运动本质上都是位移运动,都可以归结为物体由一个位置向另一个位置的移动,那么,一切运动就都是空间和时间的函数。笛卡尔发明的直角坐标系为运动的几何、数学的描述提供了最好的工具,同时,它也为对世界的描述提供了新的视角:世界不是别的,它是时间和空间中的存在。
经典力学一开始就将时间作为一个测度量,作为钟表这种技术时代典型机器的读数,它与本真的标度时间已经没有关系。钟表只指示量,并不告诉时间的含义,是中午或午夜,是夏天或冬天,它不能说明。时间一旦与测量相联系,时间的空间性就被充分唤起。“当我们说起时间间隔和持续,或者时间秩序和序列,我们在心中就有一个时间长轴的想象,直线上面的点中事件定位,点点之间的距离标志事件与事件之间的延续的度量。实际上,间隔、持续和序列这些词总是唤起空间想象,它帮助我们思考时间和它的测量。换而言之,为着量化和相关的概念化的目的,我们将时间图象化为一种一维的连续空间。在科学文献中,人们到处可以发现这种空间化的时间观。”(1〕
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[ 1 ) Galileo Galilei, Dialogues Concerning Two New Science , in Great Books of the Western World, vol.28, p. 197.
(2〕笛卡尔:《哲学原理》第二章第24节。