时间的观念
对待时间之矢的态度:时间的方向性,过去与未来的不对称性,只是一种幻觉。
经典物理学的时间概念是测度时间,而且是绝对坐标系下的标度时间。牛顿力学对待时间的基本态度是,将时间作为一个基本参量加以应用,而不是对它进行解释。时间在牛顿力学中,是一个先定的而且不再更动的框架。
绝对时间虽然均匀地流逝着,但它并不能强迫其中的物质运动以某种方向进行,因为物质及其运动不能对绝对时间(还有绝对空间)发生作用,同时,绝对时间对物质及其运动也不能发生作用。时间只是某种指示性的坐标。
牛顿开创了动力学,此后,动力学一直是物理学对待物理世界的典型模式。动力学模式是:已知一个物体现在的运动状态和位置,求得该物体空间位置和运动状态的变化。时间在动力学中,只起一个坐标的作用。
作为坐标的时间本来是有方向的,然而,牛顿的动力学方程将这一方向的因素消掉了。在牛顿第二定律中,时间以平方的形式出现,因此方向性被平方抹掉了。用-t代入方程得到的是与+t一样的结果。这意味着,在牛顿的物理世界中,物理过程的时间方向性是无关紧要的。一个物体在某个力的作用下的运动是指向过去还是指向未来,在牛顿力学这里是不可分辨的。
在牛顿方程中,过去与未来是完全对称的。人类生活经验中那些时间性的东西,比如,我们走向未来而回不到过去,我们只记得过去而不记得未来,人不可能返老还童,人死不能复活,泼出去的水收不回来,等等,在以牛顿力学为基础的近代科学看来,只是一种人类固有的与其物种相关联的幻觉,对于实在世界而言,并不存在这类被称做时间的东西。
经典物理学拒绝时间之矢的一个根本原因还在于,它是一个完全决定论的体系。在掌握了力学方程和宇宙初始条件的人看来,世界的过去、现在和未来一目了然。这里面没有偶然性,没有新奇之处。牛顿的世界体系被他最杰出的后继者拉普拉斯精心地构造出来,在这个体系之中诞生了拉普拉斯妖,一个精灵:
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