有關(guān)時(shí)間本質(zhì)的討論

楊升山

擇要：現(xiàn)在人們對(duì)時(shí)間的概念存在兩種不同的敘述，一個(gè)是哲學(xué)上的，就是把過程的始終看成時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是沒有數(shù)值的。另一個(gè)是物理學(xué)上的，物理學(xué)上的時(shí)間是要參與計(jì)算的，因此是有具體數(shù)值的。可以說，物理學(xué)上的時(shí)間是對(duì)哲學(xué)上的時(shí)間的度量結(jié)果。時(shí)間數(shù)值表示的是一個(gè)過程的長(zhǎng)短。人們習(xí)慣的使用時(shí)鐘指示的數(shù)值來表示時(shí)間，對(duì)于為什么時(shí)鐘可以指示時(shí)間，過問的很少。加上經(jīng)常使用混合的時(shí)間表示方法，給人們一個(gè)錯(cuò)覺，好像時(shí)間就是天生的一樣。其實(shí)，人們常用的表示時(shí)間的方法中，各種不同的比較基準(zhǔn)都是可以單獨(dú)使用的。人們使用的時(shí)間數(shù)值，都是人們使用自己選定（或認(rèn)可）的周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)與事先設(shè)定的取樣周期數(shù)的比值。是一個(gè)純數(shù)值。只是人們根據(jù)使用的周期運(yùn)動(dòng)不同，分別賦予不同的單位的。時(shí)鐘不過是人們制造的周期運(yùn)動(dòng)發(fā)生器與周期計(jì)數(shù)器的組合設(shè)備，它是可以停止的，人們對(duì)過程的計(jì)量卻不能停止。所以人們就設(shè)置了一個(gè)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：時(shí)間;時(shí)鐘;比較基準(zhǔn);取樣周期數(shù)

人們習(xí)慣使用時(shí)鐘的讀數(shù)表示時(shí)間，于是，有人寫出《時(shí)間簡(jiǎn)史》，《時(shí)間的形狀》，《中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間》等很多敘述時(shí)間的文章，但是都沒有涉及到時(shí)間的本質(zhì)。

這些文章都是寫的人們?cè)趺粗谱鞲呔鹊挠?jì)量過程長(zhǎng)短的設(shè)備，以及時(shí)間概念定義的變化。并沒有敘述人們?yōu)槭裁匆x擇周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)來表示一個(gè)過程的起始，運(yùn)動(dòng)，終結(jié)。選擇周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)來表示運(yùn)動(dòng)過程，是不是人們的選擇呢？

為了明白這個(gè)問題，需要對(duì)人們認(rèn)識(shí)自然界的過程進(jìn)行分析研究了。

日常現(xiàn)象大家常見不怪，但從日常現(xiàn)象中領(lǐng)悟出時(shí)間的本質(zhì)的人并不多。現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入宇航時(shí)代，在宇宙飛船中的時(shí)間與地面的時(shí)間有沒有差異，是一個(gè)等待解決的問題。所以了解時(shí)間的本質(zhì)就非常必要了。

下面提出三個(gè)問題：

1.時(shí)鐘為什么能指示時(shí)間？

2.時(shí)鐘放在商店里時(shí)為什么大部分不能指示時(shí)間？

3.為什么那么多不同型號(hào)的時(shí)鐘能指示相同的時(shí)間？

對(duì)于上面提到的三個(gè)問題，我來回答一下，對(duì)與錯(cuò)由大家判斷：

時(shí)鐘是個(gè)人造的周期運(yùn)動(dòng)發(fā)生器與周期計(jì)數(shù)器的組合，是人們把它的周期運(yùn)動(dòng)的的周期計(jì)數(shù)與事先設(shè)定的取樣周期數(shù)的比值命名為時(shí)間的。

這個(gè)設(shè)備首先要有周期運(yùn)動(dòng)，然后與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘進(jìn)行校對(duì)。再把它用于對(duì)過程的量度。只有用于對(duì)過程的計(jì)量時(shí)，它的讀數(shù)才能表示時(shí)間。時(shí)鐘放在商店里時(shí)大部分沒有運(yùn)動(dòng)，有的運(yùn)動(dòng)了沒有進(jìn)行時(shí)鐘校對(duì)，所以他們不能指示時(shí)間。

在現(xiàn)在的世界上，表示時(shí)間的方法是幾種方法同時(shí)使用的。比如現(xiàn)在是2014年11月22日星期六18時(shí)10分，就使用了【年】、【月】、【日】、【星期】、【時(shí)】、【分】，六個(gè)不同的比較基準(zhǔn)。他們有些是周期運(yùn)動(dòng)的周期不同，有的是設(shè)定的取樣周期數(shù)不同。不要把這些不同的基準(zhǔn)看成一個(gè)基準(zhǔn)。其中的任意一個(gè)基準(zhǔn)都可以指示時(shí)間。只不過這些基準(zhǔn)比較的結(jié)果是表示相同的物質(zhì)屬性，他們是可以進(jìn)行翻譯的。取樣周期數(shù)就是翻譯的密碼。

自然界給出的只是各種各樣的沒有數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，人們要研究他們的規(guī)律，需要數(shù)量化。這個(gè)數(shù)量化的過程是人為的。【過程】與【對(duì)過程的計(jì)量】，是不同的概念。不要搞混了。是人們把對(duì)過程的計(jì)量結(jié)果稱為時(shí)間的。人們把區(qū)分物質(zhì)時(shí)使用的比較的方法移植到對(duì)過程長(zhǎng)短的研究后，這些運(yùn)動(dòng)過程才有了統(tǒng)一的計(jì)量基準(zhǔn)，是人們建立起這些互相無關(guān)的運(yùn)動(dòng)過程的橫向聯(lián)系的。開始人們是使用一個(gè)已知的運(yùn)動(dòng)對(duì)要研究的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行比較的結(jié)果的，后來發(fā)現(xiàn)，周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)容易獲得，又有天然的周期運(yùn)動(dòng)可供大家共同使用，把使用周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)作為一切物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程長(zhǎng)短地計(jì)量就成了人們的習(xí)慣。當(dāng)然，得到的數(shù)據(jù)也就是人為的了。

現(xiàn)在人們使用的時(shí)間單位【日】，仍然是沿用地球中心說時(shí)代，把太陽(yáng)看成圍繞地球進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)后，把它的一個(gè)周期命名為【一日】的。現(xiàn)在雖然不是用地球中心說了，這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度并沒有改變。地球自轉(zhuǎn)的一周并不是【一日】

自然界不存在表示時(shí)間的物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)，人們把自然界的某個(gè)周期運(yùn)動(dòng)作為過程的比較基準(zhǔn)后，這個(gè)運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)就可以用來表示時(shí)間，不使用它做運(yùn)動(dòng)的計(jì)量基準(zhǔn)時(shí)，它與普通的運(yùn)動(dòng)沒有區(qū)別。這些作為比較基準(zhǔn)的周期運(yùn)動(dòng)是可以終止的，人們的比較行為不能停止，對(duì)過程的計(jì)量的過程永遠(yuǎn)也不能終止。

選擇使用什么周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)來表示過程的長(zhǎng)短原則上是任意的。古代中醫(yī)就是用自己的呼吸這個(gè)周期運(yùn)動(dòng)作為時(shí)間進(jìn)行疾病的診斷的。

【時(shí)間】是【對(duì)過程的計(jì)量結(jié)果】。要計(jì)量就需要有一個(gè)計(jì)量基準(zhǔn)，這個(gè)基準(zhǔn)是人們選定的。

大家看看，現(xiàn)在人們使用的時(shí)間數(shù)據(jù)分為兩類。一類是：當(dāng)取樣周期數(shù)選定為1時(shí)，是人們選定的比較基準(zhǔn)的周期計(jì)數(shù)，另一類是：當(dāng)在取樣周期數(shù)不為一時(shí)，使用的是選定的設(shè)備的周期計(jì)數(shù)與設(shè)定的取樣周期數(shù)的比較結(jié)果。使用時(shí)鐘讀數(shù)來表示時(shí)間，都是一種倒置的做法。。

自然界并沒有給出一個(gè)時(shí)間數(shù)值，只是給出各種各樣的運(yùn)動(dòng)過程，這些過程各自獨(dú)立，并沒有統(tǒng)一的計(jì)量基準(zhǔn)。人們現(xiàn)在使用的基礎(chǔ)時(shí)間單位[日]，仍然是沿用地球中心說時(shí)代，把太陽(yáng)看成圍繞地球進(jìn)行周期運(yùn)動(dòng)后，把這個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的一個(gè)周期命名為[一日]的。人們使用同樣的方法，命名了[年]。至于[星期]，就是把太陽(yáng)的周期運(yùn)動(dòng)的取樣周期計(jì)數(shù)選擇為[七]了。

所以，時(shí)間數(shù)值是人們使用自己選定（或認(rèn)可）的周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)與事先設(shè)定的取樣周期數(shù)的比值，是人們社會(huì)活動(dòng)的產(chǎn)物。

其實(shí)，現(xiàn)在使用的時(shí)間數(shù)值的特性，幾乎都是人們使用的周期運(yùn)動(dòng)的特性，由于周期計(jì)數(shù)是自然數(shù)的遞增，時(shí)間就呈現(xiàn)逐漸增加的特性。人們使用的周期運(yùn)動(dòng)越穩(wěn)定，時(shí)間的流失過程就越均勻。不過由于人們選定的周期運(yùn)動(dòng)不同，在一個(gè)周期內(nèi)，就存在運(yùn)動(dòng)過程不穩(wěn)定的現(xiàn)象。單擺的運(yùn)動(dòng)就是證明，運(yùn)動(dòng)速度就有增減現(xiàn)象。只要周期長(zhǎng)短相同，仍然可以被人們選擇。機(jī)械表使用振動(dòng)現(xiàn)象就是證明。

使用時(shí)鐘的讀數(shù)來表示時(shí)間，是一個(gè)倒置的做法，是使用取樣周期數(shù)的不同來進(jìn)行換算的。現(xiàn)在使用銫原子鐘的計(jì)時(shí)，就是把取樣周期數(shù)當(dāng)成基準(zhǔn)后的做法。

使用光鐘，同樣是使用了它的周期運(yùn)動(dòng)的特性。大家知道，相對(duì)光源的運(yùn)動(dòng)者會(huì)測(cè)量出來與光源發(fā)射出的不同頻率，光鐘就是使用特定的頻率來計(jì)量時(shí)間，所以多普勒效應(yīng)就說明不同的測(cè)量者會(huì)測(cè)量出來不同的時(shí)間。這里出現(xiàn)的時(shí)間的相對(duì)性，是選用的周期運(yùn)動(dòng)不適當(dāng)。另外，多普勒效應(yīng)頻率有增加（紫移）與頻率減少（紅移）兩個(gè)現(xiàn)象，不是單純的時(shí)鐘變慢。

在現(xiàn)在的世界上，計(jì)量時(shí)間的方法是幾種方法同時(shí)使用的。不要被這個(gè)表面現(xiàn)象迷惑了。其實(shí)使用任何一個(gè)周期運(yùn)動(dòng)作為比較基準(zhǔn)都可以單獨(dú)指示時(shí)間。比較基準(zhǔn)是人們?cè)O(shè)定的，就沒有必要讓不同的參照系使用不同的比較基準(zhǔn)。如果只是他們自己使用（比如為了保密），他們是可以設(shè)置與大家不同的比較基準(zhǔn)的。如果不需要與別人進(jìn)行交流，你完全可以使用你自己制定的一套比較基準(zhǔn)，只是要與別人交流，就需要使用大家都在使用的比較基準(zhǔn)。在歷史上，秦始皇就為了大家互相交流有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，就曾經(jīng)使用行政強(qiáng)制的手段，讓全國(guó)的計(jì)量基準(zhǔn)統(tǒng)一。

結(jié)論，人們現(xiàn)在使用的時(shí)間數(shù)值，都是人們使用自己選定的收取運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)與事先設(shè)定的取樣周期數(shù)的比值，是一個(gè)純數(shù)值。時(shí)間箭頭的一直向前，是周期運(yùn)動(dòng)的周期計(jì)數(shù)是自然數(shù)的遞增的表現(xiàn)。物理學(xué)上的時(shí)間是對(duì)哲學(xué)上的時(shí)間的量度結(jié)果。

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