时间的观念
一子午线的时间间隔作为基本的天文时间单位。这种时间计量方式假定了地球自转的均匀性。然而,越来越多的科学家说地球的自转速度并不是均匀的,这意味着什么呢?在做这样的断言时,他们一定设立了另一个关于均匀周期运动的定义或假定。实际上,他们诉诸牛顿定律或能量守恒定律,时间被假定应该这样定义,它能够使牛顿定律和能量守恒定律成立。可是,牛顿定律可以表述成不同的形式,每一种形式都可以对应一种测量时间的方法。显然,人们将会采用这样的时间定义,它使牛顿定律的形式以最简单的形式出现。于是,“没有一种度量时间的方法比另一种更真实;普遍采用的方法只不过是更方便而已。我们没有权利说两个时钟一个运转正常,另一个运转不正常;我们只能够说,与第一个时钟的指示一致是有利的。”(1〕
不仅时间的间隔的计量取决于约定,而且同时性也是如此,这是彭加勒的相对论思想,它更富有哲学味道。彭加勒指出,同时性的约定需要借助光信号的传播,而光速的不变而且各向同性是一个先决条件。这个先决条件绝不可能被实验证明,因为任何试图证明这一点的实验都必预先假定了这一条件。像速度不变这样的假定,必定包含着对时间量度的某种假定,因为没有时间的量度就没有速度的量度。因此,彭加勒说,同时性的定性问题与时间度量的定量问题是紧密相联的。“两个事件同时,或者它们的相继顺序、两个持续时间相等,是这样来定义,以使自然定律的表述尽可能简单。换句话说,所有这些法则、所有这些定义,只不过是无意识的机会主义的产物。”〔2〕
爱因斯坦曾经评论说,“有两个相反的观点:一个是康德的先验论,依照它,某些概念是预先存在于我们的意识中的;另一个是彭加勒的约定论。两者在这一点上是一致的,即都认为要构成科学,我们需要任意地概念;至于这些概念究竟是先验地给定的,还是任意地约定,我却不能说什么。”〔1〕在另一处,爱因斯坦承认彭加勒约定论的真理性,“我认为,从永恒的观点来看,彭加勒是正确的”。2〕尽管,物理学的发展实际上只容许那些暂时能带来成果的发展方案。在时间观上,彭加勒的约定论与康德的先验论具有同样的意义,时间都被他们作为自由构架的概念。
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(1〕彭加勒:《科学的价值》,李醒民译,光明日报出版社1988年版,第211页。
〔2〕彭加勒:《科学的价值》,第219页。