时间的观念

七、迈耶松

在结束哲学家们对物理时间的哲学讨论时，我要特别提一下活跃在本世纪前半叶的法国科学哲学家迈耶松(Emile Meyerson，1859- 1933)，他所代表的完全是另一种科学哲学传统。在所有的科学哲学家中，迈耶松最明确地揭示出物理时间的非时间性，指出古典科学的本质在于消除时间。

迈耶松认为，古典科学基于莱布尼兹表述过的因果可逆性原理，即由果可以完全溯因。方程一词的本义是等式，描述的是前因与后果之间的某种同一性(identity)，这种同一性是对时间的取消。“由伟大的数学家规定了的科学，远不是一组经验规则。它是心灵的一种理解的努力，是理智将事物理性化的努力，这正是理智的标准功能，它唯有在时间中的同一性原理帮助下才能够完成其使命。”（3〕

时间中的同一性原理在自然科学中的表现，是各种守恒定律和各种均匀各向同性定律。在这些定律的保证下，自然过程被同一化，前因与后果被同一化。一切事情都被维持着，维持着其固有的状况，时间对它们不施加任何影响。“基本的物质先于现象而存在，现象之后亦一直存在，由此看来，并没有发生什么变化。重量亦保持不变，于是，并没有什么被改变。最后，能量也一直守恒。总而言之，就我们的解释所及，没有任何事情曾经发生过。由于现象是仅有的变化，所以按照我们的解释方式，很显然我们使它们消失了。对现象的每一个解释都是一个消除；解释就是将之消除掉。”〔1〕

第七章/物理时间的哲学反思

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（1〕爱因斯坦：“对康德哲学和马赫哲学的看法”，《爱因斯坦文集》第一卷，许良英等编，商务印书馆1976年版，第169页。

(2〕爱因斯坦：“几何学与经验”，《爱因斯坦文集》第一卷，第140页。

( 3 ] E. Meyerson, Identity and Reality, trans. by Kate Loewenberg, Allen and Unwin, London, 1930, p.226.

然而，古典科学的同一性原理是无法真正贯彻的。果真前件与后件相混同，原因与结果相混同，过去与未来相混同，世界将没有进步，宇宙将成为一个永恒的不动者，这时还会有原因吗？我们还有必要追究因果吗？

在解释爱因斯坦相对论的时间观时，迈耶松不赞同明可夫斯基将时间彻底空间化、成为第四维空间的主张，他举出物理学家中持有的一些不同看法，来表明明可夫斯基的时间观只是一种个人的看法，尽管是一个对相对论贡献甚大的人的看法。郎之万说：“我们并不是说时间是空间的第四维，那将是没意义的。”维恩说：“尽管由相对论所揭示的空间与时间之关系相当重要，但人们应该永远记住，在这里我们涉及的是纯粹形式的联系，事实上，并不是时间本身而只是虚时间担当这里的角色。”但迈耶松发现，对相对论做出过重大贡献的物理学家一般都倾向于支持时间的空间化，尽管他们的用语和说法经常变动，有时也表现出对时间之独特性的同情。但总的看来，包括爱因斯坦在内的相对论家们倾向于时间的空间化解释。他说，“必须指出的是，如果时间和空间或多或少的融入一个单一的连续统中，空间显然被摆在一个优越的位置。……如果演化被转化成存在(按爱因斯坦)，那么，出现这种动作便是一个事件的一种极不重要的表现形式(按爱丁顿)；如果接续(succession)仅仅只是一种假想(按马莱斯)，如果每一物理系统构成了一个不变化的整体(按康宁汉)，那么所有这些只意味着一件事情：时间的放弃和消失。”（1〕

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时间的观念

[ 1 ] E.Meyerson, Identity and Reality, p.227.

物理学中时间的空间化有其历史的渊源，笛卡尔将时间看成一维的时候，是将维度看成本质上可测量的；达朗贝尔说，如果我们不能精确地测量时间，我们就不能清晰地表述它各部分之间的关系，时间作为绵延实际上是第四维；拉格朗日则认为，力学可以看成四维几何学，力学分析可以看成几何分析的扩充。

不仅物理学如此，近代哲学也如此。布伦希维奇(L. Brunschwicg)正确地指出：“一般而言，近代哲学已经预设了空间与时间之间的对等性。斯宾诺莎给路易·迈尔的信，莱布尼兹一克拉克通信中的格式，以及先验感性论中的关键概念，都显示出在古典理性论中，时间享有与空间相同的命运。”〔2〕

迈耶松坚决反对时间的空间化，指出不可逆性是物理世界的一个基本的事实，热力学已经充分证明了这一点。他反复强调热力学第二定律的哲学意义尚未得到应有的重视。事实上，我们将在第九章看到，迈耶松的哲学洞察已经在本世纪中期以来物理学本身的发展中找到了回应。

第七章/物理时间的哲学反思

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{1} E. Meyerson, La deduction relativiste, p.102.转引自 Capek ed. , The Concepts of Space and Time, p.355.

[2〕 转引自 Capek ed., The Concepts of Space and Time, p.359.

第八章进化与深时的发现

在时间观念史上，深时(deeptime)的发现具有划时代的意义，它使启蒙运动的精神成果—进化的观念、发展的观念、演化的观念—得以可能。

所谓深时，指的是地球历史的漫长时间尺度。地球有历史吗？这个问题对希腊人而言，结论是否定的。即使像柏拉图那样的哲学家主张宇宙是被创造的，地球的起源和历史也是一个非常含糊的概念。柏拉图的创造很难说是一种时间中的历时行为，毋宁说是某种超时间的逻辑行为。以亚里士多德为代表的希腊自然哲学家，认为包括天球和地球在内的宇宙是一个永恒存在的自足的实体，虽有小的变化，但总的保持现有的样子不变。人类也是，既没有明确的开端，也没有明确的终结。局部的循环和轮回是有的，但整体没有变化。时间在前后两个方向上都是无限定的(indefinite)。

基督教改变了这种看法。上帝的创世如同耶稣的诞生，是一个真实的历史性事件，在时间的标度上绝不含糊，有案可稽。中世纪以来的学者们普遍相信，地球是在某一个确定的时间被上帝从无中创造出来的，因此，地球有它自己有限的年龄。

地球的年龄究竟有多大？这是基督教编年史家们努力要回答的问题。基督教第一个著名的编年史家尤西比乌(Eusebius)在他的《编年史》中做了第一次尝试，但由于远古的材料太少，牵涉的问题过于复杂，他只将编年表推算到了亚伯拉罕，而回避了创世的时间表这个更重要的问题。

将尤西比乌的《编年史》译成拉丁文的杰罗姆(Jerome)，算出从亚当到大洪水是2242年，从大洪水到亚伯拉罕是942年。后来，杰罗姆又将上述数字分别改为1656年和292年。尤西比乌一杰罗姆的编年体系，构成了西方世界的第一个年代学体系。〔1〕

但是中世纪流行着的另一个年代版本，是比尤西比乌一杰罗姆体系更简单的千年之周说。千年之周说是朱利(Julius Africanus)由旧约圣经总结出来的，他认为宇宙的历史就是一周，宇宙周的第一天相当于世间一千年。《旧约·圣歌》90中有这样的诗句：“千年于你有如一日”(A thousandyears to you are like one day)。从创世到基督再次降临，世间已过去了一周之中的六天。这次再临开始最后一个千年。朱利认为，从创世到基督诞生经过了5500年，这意味着基督再临当在公元500年。尽管公元500年并无什么千年之周来临的征兆，但中世纪的人们还是接受了这一比较简单的说法。

这一简单的说法尽管在民间流行，但从未被视为正统。奥古斯丁在他的《上帝之城》中很明确地否定在地上建立永久和平之城的说法，真正的和平之城只有在天国中才有。他同时也否定了最后一个千年之日人类将享受人间天堂的说法。

路德所发起的宗教改革运动，在西方人的时间观念方面造成了一个重大的影响。路德为否定教会的权威，更认真地看待《圣经》本身的字句。作为后果之一，他更认真更严格地规定了根据《圣经》所推算出的编年表。他认为世界是在公元前4000年创造出来的，人类正行进在第六个千年之日，这一千年之日将持续到2000年。

开普勒根据《新约》中对日蚀的记载与有关年代进行比较，发现耶稣诞生的年代有4年的误差，圣诞年份应提前4年，即公元前4年。英国圣公会的大主教乌塞尔(Ussher)根据路德和开普勒的计算，确认创世的年份

第八章/进化与深时的发现

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( 1 } S. Toulmin, The Discovery of Time , Hutchinson of London, 1965, p.60.

encienmeito 二 g 观

是公元前4004年10月22日下午8时。这一数字成了英国国教编年表的权威起点。

上帝一次性的创世时间被确认，地球有了一个有限的年龄。《圣经》的权威被强化，圣经中记载的事件用来作为日后地质学的根据。这就是近代早期的思想状况。

一、地球演化的观念

地球既然有开端，便有形成问题。近代早期的思想家们开始探讨地球的物理成因。

笛卡尔在其《哲学原理》1644年版的第四章中，最早提出了一个较有意义的地球成因理论。笛卡尔设想，地球早期像太阳一样，是一个发光的火热的球体，后来随着地球的冷却，地球表面形成了一层固体的地壳层。地球中心依旧是火热的物质，中层区起初是液态物质，后来凝固成不透明的固体。地壳层按照各种物质密度的不同分化成许多层次，最下面是岩石、砂土，再是水，水上面是空气。太阳光穿透地壳，使地壳发生破裂，于是，地球内部的物质冒出水面，形成大陆。地球内部火热的物质还是地震和火山喷发的原因。

笛卡尔的理论中，如下的观念一直被后世的地球演化理论所继承：地球形成的过程是一个由原始火球慢慢冷却的过程，地球的中心是炽热的高温物质，正是这些高温物质构成了地球演化的内在动力。地球中心高温的观念，可能与中世纪流行的地狱之火观念有关系。

莱布尼兹在其《原始地母》(Protogaea，于莱布尼兹死后的1749年出版)中提出另一个类似的地球形成模型。继续笛卡尔关于地球冷却的观念，莱布尼兹进一步描述了地球上岩石的形成机理。他认为，地表岩石有两种，一种是火成岩，是地球内部溶岩爆发冷却形成的，另一种是沉积岩，

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是地球表面大洪水时期沉积的。

莱布尼兹提出的地表岩石的两种形成机理，后来被火成论和水成论各执一端，造成了旷日持久的争论。由于水成论能够更好的附合圣经上关于大洪水的记载，因此受到神学界的支持。与牛顿出版《原理》差不多同时，英国学者托马斯·伯内特(ThomasBurmet)出版了他的《地球的神圣理论》，将地质学上的新发现与圣经进行了调和，奠定了水成论的基本框架。他表达了当时一般有教养阶层的看法，即圣经与自然必须一致，因为前者是上帝的言语，后者是上帝的作品。基督教会的介入，使火成论和水成论之争染上了宗教色彩。到了18世纪，德国地质学家维尔纳和英国地质学家赫顿分别成了水成论和火成论的代表，两种理论有了自己的经典表述。

水成论在岩石学上有更多的证据，也承认火山爆发是一种地质力量，但维尔纳认为，火山是地底下的煤燃烧造成的，因而是地质岩层已经形成之后的事情，不承认地壳有什么根本性的变动。火成论者赫顿则认为，结晶岩肯定是溶岩冷却后固化形成的，至于结晶岩上面的沉积岩，由于它的多层次，表明沉积岩也不是一次大洪水沉积的结果，而是在一个漫长的时期多次沉积的结果。

水成论基本延续教会的地球年代学，而火成论者则必定要突破4000年的创世年代。不过，赫顿十分谨慎地没有给出地球年龄。只是说，“在自然界中，我们既没有发现时间的不足，也没有发现任何力量的限制”；“我们既没有发现世界开始的遗迹，也没有发现世界末日来临的征兆”。赫顿似乎相信，地球是一个有生命的机体，具有自我修复的能力。地球上毁灭的地质力量和创造的地质力量永远是平衡的，地质运动基本上是一种循环运动。因此，地球的年龄不应该有什么明确的数值。

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二、化石的意义

水成论者往往重视岩石而忽视化石，因而强调地球壳层的共时结构，而忽视它的历时性。在有史记载的古代，人类就已经发现了生物化石，并将之正确地解释成生物体的遗骸。但基督教中世纪受创世教义的影响，居然对化石的意义产生了怀疑。16世纪中叶，意大利沃罗纳(Verona)城修建中发掘出了大量的化石，引发了经院学者对化石问题的大讨论。有的说化石是造物主开的一个玩笑，将无机物塑造成有机物的模样，自我解闷。

丹麦医生尼古拉·斯坦诺(Nicolas Steno,1631- 1687)在解剖了现代鲨鱼和狗鱼并与化石进行比较之后，明确地表示，化石就是以往生物的遗骸。他指出：“含化石的地层是地球史的记录，化石生物与现代生物的生存方式相同；若化石生物与现代海洋生物相似，证明其所在地层为海洋沉积，若与现代陆地生物相似，则证明地层是陆地沉积，这是最早的岩相概念。”〔1〕

斯坦诺尽管十分重视化石对确定地质岩层的意义，但他并不关心形成化石所需要的时间。所有的化石都被认为是在创世以来的几千年里形成的，所有的海洋化石都形成于诺亚大洪水时期。英国物理学家胡克对此提出异议，认为大洪水的持续时间，还不足以产生这么大量的贝壳。“贝壳，多次发现和砂层混合在一起，而砂层的数量和厚度证明，海洋存留在它上面的时间必须远比所能提供的这么短时间为长”(PosthumousWorks，p.341)。胡克特别重视化石对于了解地球史的意义，称它们为“遗迹和象形文字”，“作为物证，它们比任何可用钱币或奖章或者用任何其他已知方式所获取的古物不知要确凿多少，因为这些古物大都可以假冒……而那些象形文字[化石]却是世界上一切工艺所无法假冒的。但很难从它们理出年代顺序，也很难说明发生这种那种灾变和突变的时间间隔；不过这也不是不可能，而即便这点资料也已经可以做这么多了。”(Posthu-mous Works, p.411)[1}

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[1〕孙荣圭：《地质科学史纲》，北京大学出版社1984年版，第7—8页。

三、地质深时的确立

化石和地层的发现，逐渐指示出，它们的形成可能经历了漫长的变化，而不是一举形成的。18世纪法国启蒙思想家孟德斯鸠在《波斯人的信札》中写道：“让那些了解自然并对上帝怀有理智的人去相信物质和万物只有6000年的寿命，这怎么可能呢？”狄德罗曾猜想过世界的寿命为几百万年。第一次系统提出地质和生物进化思想并估算地球年龄的是法国生物学家布丰(1707—1788)。

在44卷的《自然史》前几卷，以及《地球理论》(1749)和《自然的世代》(1778)两本地质著作中，布丰表述了地球七阶段发展理论。第一阶段，由于太阳与彗星相撞分裂出包括地球在内的众多行星，炽热的熔岩冷却形成地球；第二阶段，地球表面发生造山运动，形成山脉和海床；第三阶段，海洋出现；第四阶段，海水冲蚀地表形成沉积层；第五阶段，出现陆地及陆上植物；第六阶段，陆上动物出现；第七阶段，人类诞生。布丰为了推算地球年龄，用铁球做了一个物理实验。他将铁球烧红后计算它冷却的时间，通过比较，算出地球年龄不少于74800年。这样就比圣经学家们推算的地球年龄大十多倍。

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〔1〕转引自亚·沃尔夫：《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》，周昌忠等译，商务印书馆1985年版，第422页。

时间的观念

18世纪末，英国地质学家威廉·斯密斯开始对各个地层的化石进行整理，发现每一地层中都包含有不同的生物化石。他相信，“岩层中化石分布不是偶然的，而是每一特殊的物种都在某一特殊层位中获得它固定的、必然的位置；有几种化石贝类可作为英格兰大部分地区地层统一的标志。”（1〕1812年，斯密斯出版了自己的《用生物化石鉴定地层》一书，书中详尽地描述了英格兰地区地层中的化石分布和岩性特征。重要的是，斯密斯确立了生物地层学的基本原理和方法。事实上，斯密斯已经找到了测量大尺度时间的工具，即地质时计。遵循斯密斯的分层方法，19世纪初地质学家建立了初步的地层系统表，到这个世纪末年，地层表更加丰富。地质分层及其建立的时间如下：

新生代 第四纪(1829)第三纪(1759)

中生代 白垩纪(1822)侏罗纪(1829)三迭纪(1834)

古生代 二迭纪(1841)石炭纪(1822)泥盆纪(1837)志留纪(1835)奥陶纪(1879)寒武纪(1836)

元古代 休伦纪(1863)阿尔冈纪(1893)

太古代 劳伦纪(1863)太古纪(1872)

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〔1〕孙荣圭：《地质科学史纲》，第38页。