从牛顿的绝对时间,爱因斯坦的相对时间,到耗散结构理论的内部时间,科学对时间的探索已进行了几个世纪,下面就近期有关时间问题的研究情况作一综述。 一、时间概念的历史发展 有的学者对于时间概念的历史发展作了归纳,认为时间概念经历了三个典型的认识阶段:牛顿的绝对外部时间——爱因斯坦的相对外部时间——耗散结构理论的内部时间。内部时间论者认为,无论是牛顿的绝对时间,还是爱因斯坦的相对时间,都是一种运动时间,是事物的外在形式。有的学者认为,科学正在重新发现时间,现代科学及科学哲学在时间概念上产生了两次重大的变革,相对论推动了时间“从绝对到相对”的转变,热力学中时间概念又开始了“从存在到演化”的变革。后一变革有助于时间概念认识的深化、丰富化。 二、现代时间的特性 有的学者认为,时间具有以下特征:(1)时间的相对性。主要是耗散结构理论所指出的相对于不同的物质运动具有不同的时间特性的观点。在每一种具体的物质运动形式中所展开的时空关系是特殊的。普利高津认为,与动力学相联系的时间,这个水平上的时间是可逆的,仅仅是运动的几何参量;与生物进化相联系的时间,这个水平上,时间与历史相联系。可见,相对时间也是特殊的、具体的时间,而不是一般的、统一的时间。这种相对性还表现在时间计量尺度和时间运动速度的可变性上。(2)时间的层次性。这可从相对时间和内部时间的发现本身即得到说明,而时间概念的历史发展,正反映了时间的层次性。时间的层次性,是辩证地、具体地分析物质运动的一个重要方法,在物质运动内部,具有其不同的结构层次,在不同的结构层次之间,具有不同的时间特性。(3)时间的可塑性。时间的不可逆性,热力学时间决定于概率等的认识,说明时间具有可塑性。(4)时间的协调性。内部时间是系统的内在参量,也是物体的内部属性。系统内在机制的形成与内部时空结构的实现是同步的,系统内部功能耦合是在与时空结构的协调渗透中达到的。正是由于内部时间及相应的时空结构,过程的整体协调性才成为可能,这就是时间协调性原理。 有的学者认为,对时空的研究还不等于对时间的研究,时空的特征仅仅是时间的一个方面,而且是非本质的方面。以下时间的特征性问题长期被忽视:(1)时间观念上循环时间与单向时间的对立。(2)时间学说史上除了有有限说与无限说、绝对说与相对说的对立之外,时间具有方向性和不可逆性。(3)时间有别于空间之处,除了其方向性之外,它与世界的关系也呈现出特殊性,精神活动可以在时间中定位,但不能在空间定位。 有的学者认为,传统时间特征对人们的影响应该有:(1)时间无限性的影响。空间无边无涯,时间无始无终,时间与空间的无限性,在人们的思维中占统治地位。时间对人的一切活动来说,是一种永恒不变的、绝对的,时间的无限性或无限的时间,是用之不竭的不可穷尽的身外之物,无限的时间构不成任何约束性。这种思维倾向的一个后果是引导人们注重未来,忽视现在、忽视今天。(2)时间外在化的影响。从传统时间观来看,时间与空间是运动的外在形式,是运动的存在形式,而不是运动本身,时间同物质存在反而构成外部联系,而不存在内部联系。因而,在思维中,只有统一的时间,而无具体的时间。(3)时间空间化的影响。在迄今的时空理论中,存在着时间空间化的倾向,把时间从属于空间,时间因素受到不应有的忽视。连爱因斯坦也认为时间从属空间,并把时间称为空间的一维,称为“四维空间”。由于时间是动态的空间,而空间是晶化、凝聚了的时间,时间是过程,空间是结果。故尔,人们容易注重空间而忽视时间,注重结果而忽视过程。 三、内部时间的表述 有的学者认为,现代物理学中提出的内部时间表征的演化,时间既是物质存在的基本方式,又是物质演化的内在尺度。这是因为:(1)内部时间表征着演化的方向性。因时间之矢同演化方向相一致,并且时间自身就由演化过程所生成,科学研究表明,这种时间是物质演化的真实过程之顺序性的描述,不可逆性进行的方向就是时间的方向,所以当用这种时间反过来描述演化过程时就表征演化的方向。(2)内部时间表征着演化质的方向。内部时间是演化着的物质自身的“变换”,它表征的是物质系统本身的一种“能动性”、“变易性”。所以,时间既是物质系统量变过程的刻划,又是其质变过程的刻划,正是在过程性和质的特征上说时间表征了演化的质的方面。(3)内部时间表征着演化的阶段性。(4)内部时间表征着演化的复杂性。(5)内部时间表征着物质结构的层次性及其演化的层次性。 有的学者说,内部时间概念的提出表明,时间之矢从时间之外进入时间内部,时间从物质世界之外进入物质世界的内部。内部时间是关于复杂性的系统科学的一个必然概念。(1)内部时间的构造使得时间的质的规定性得以显露,这种质的规定性主要是同物质化相联系的时间的内容性,不可逆性等。(2)内部时间具有非局域性特征。(3)内部时间是一种算符。(4)由于内部时间是物质系统的一种能动的变换,所以时间的“特征值”是由物质空间来存储的。(5)内部时间的空间记时特征决定了其量是一种统计意义上的变量,而不是一种简单的一维连续变量。