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时间的观念 · 第 154 页

PDF 物理页索引 175 · 第九章物理时间之矢的发现

书名
时间的观念
作者
未记录
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154
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175(从 0 开始)
章节
第九章物理时间之矢的发现
UUID
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来源类型
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页面 SHA-256
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时间的观念

火的神话故事,说明了“火”在人类进化中的重要作用。几千年的思想史上,“火”作为“光明”的一方面受到了重视,但作为“力量”的方面一直未引起注意。“火”不仅发“光”,而且发“热”。热就是力量。这一点直到19世纪才成为一个思想史的题目。热力学的出现是其标志。

18世纪工业革命中蒸汽机的发明和大量使用,使人们对“热”的力量有了深刻的认识。然而热的本性一直未予澄清。希腊自然哲学大概模模糊糊地认为热是一种物质,也具有原子结构。近代以来,物质说演化成流体说,认为热是某种很稀薄的流体,以解释热的传递。量热学发展起来以后,热量守恒的现象进一步支持了热是某种物质的说法,形成了热质说。伦福德伯爵的实验给热质说致命的一击,既证明热无重量,又证明热并不守恒:通过摩擦,几乎可以无限地产生热。经过非常曲折的思想交锋,接近19世纪中叶的时候,热被认为是物体微粒运动的宏观表现,是能量的一种形式。此时,各种能量形式之间相互转化的研究已经大量出现。明确的测度化的能量概念的呈现之日,其实也就是能量守恒定律确立之时。

热力学第一定律即能量守恒定律的确立,是牛顿力学的一次伟大的扩张。一切能量包括电能、热能、化学能,都可以还原为分子或更低层次的原子等的动能或势能,动能或势能则完全由牛顿力学掌握。能量守恒定律加强了宇宙是一架机器的观念,这架机器永无磨损,永不停息。能量从一个形式转化为另一个形式,再转化为另一个形式,永无休止,没有界限。循环运动将是主要的运动形式,而有方向的发展不被纳入宇宙图景之中。牛顿世界的可逆性通过能量守恒与转化定律,再次得到宣示。

历史的微妙之处在于,以牛顿命名的宇宙机器概念,也许并不是牛顿本人的想法。在《光学》中,牛顿指出,由于我们的世界并不处处发生完全弹性碰撞,所以满足动量守恒定律的结果是失掉运动比获得运动容易,从而运动处在衰减之中。牛顿接着说:“看到我们世界上所发生的各种运动总是在减少之后,就有必要通过一种积极的本原来保持并弥补这些运动,例如重力这种原因,它使行星和彗星在它们的轨道上保持它们的运动,并使物体下落时获得大的运动,再如扰动这种原因,它使动物的心和血保持在永恒的运动与热之中,使地球内部不断变热,并在有些地方变得很热,使物体燃烧发光,山上起火,岩沿炸毁,太阳保持极度的热和明亮,并用它的光使一切物体热起来,因为在世界上除掉由于这些积极的本原而发生的运动之外,我们所遇到的运动就很少。并且,倘若不是由于这些本原,那么地球、行星、彗星、太阳这些物体,以及它们内部所有的东西,都将冷却而凝冻,变成不活动的物质;并且所有腐烂、生殖、生长和生命都将停止,所有行星和彗星都将不能保持在它们的轨道上运动。”(1〕

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