现代新假说：时间简说

量子学理论认为，相互作用中的能量交换是不连续的，物质交换是量子化的。这样就自然使人们产生作为物质运动根本属性的时空量子化思想。正是在这样的背景下，有些物理学家提出了时空量子化新假说。他们认为，时空存在最小单元——时空量子。时间由时间最小单元——时子组成，空间由空间最小单元——空子组成。

目前，对于大多数人来说，时间量子化概念是难以想象的，因为人们经验的自然倾向是相信连续性。但是，物质的原子化概念早已被人们普遍接受。物质原子化概念表明，绝对的最低限度小的物质是存在的。另外，量子理论的确立，能量最终被看成是原子的已经变得毫无疑义。物理长度是否也可以用这个相同方式来描述，现在仍然是一个争论的问题，尽管假设空间外延在性质上有一个较低的极限，一般说似乎与现代概念趋向一致。与这一概念密切相连的是最小的自然过程和变化的假说。按照这一假说，在小于某个原子单位的时间里不发生任何过程。在物理学中，接受时空量子化概念，当然并不妨碍我们在计算中应用包含连续性的时空数学概念，但是与这些概念相连的无限可分性将是纯粹的数学问题，而与任何物理学无关。

妥善处理这类问题并非易事。如同我们已经看到的。芝诺在他的赛跑运动场悖论的讨论中，虽然是以不可分的瞬间概念为基础，但也还含蓄地要求连续性。这个问题的妥善处理在逻辑上必须以相继离散状态为基础，在这些状态之间没有其他状态可以插入。反过来，在时间连续中没有相继状态，因为在任何2个相继状态中我们都将能插入无数个中间状态。物理学的间断性和数学的连续性这2个概念在这里必须给以明确的区分。我们不必假设，在某种意义上，数学的连续性概念要以物理学的间断性概念为基础，就像有些人指出的那样，因为时间和空间是“其值由实在数字给出的广延量”，而一组实在数字在数学上是连续的，因此，时间和空间“原子”逻辑上就含有可以被视为总和的各个组成部分。

在数学物理学被伽利略和牛顿的连续几何学时间统治几百年以后，时间是量子的，或时间不是无限可分的概念，只是最近才作为一个挑战出现在世人面前，并且被说成是原子物理和基本粒子最新研究成果的伴随物。

但是，事实上，在中世纪就有一些思想家认为时间是原子的。其中较为著名的是犹太哲学家梅莫尼德（M.Maimonides）。他生活在12世纪。他认为时间是由时间原子即许多部分组成的，这些时间原子由于它们的间隔很短而不可能被再分，……例如1小时被分为60分，1分被分60秒，秒再被分成60个小部分，等等；最后，在进行12次或更多次60等份的连续分割之后，就可以获得时间基元，它是不能进行再分的，事实上它是不可分的。

梅氏的时间原子化思想的起源似乎可以追溯到更加遥远的上古时期。

早在公元前5世纪，古希腊的自然哲学家德谟克里特等人就提出了原子论学说，认为原子和虚空是世界“最根本的元素”。大约在公元前1世纪，印度佛教徒索特南基塔（Sautrankitas）提出任何事物都是瞬时存在的形而上学理论。按照这一理论，每一样东西只在某个瞬间存在，而在下一个瞬间就被与它自身一模一样的摹本所替代。在这一理论中，为了说明发生在物理世界的永恒变化，因而包含有时间转变为“原子”的思想。按照塔内利（P.Tannery）的看法，时间由个别瞬间组成的思想是通过在公元5世纪用迦太基文字写成的“罗马百科全书“而流传到中世纪的。

梅氏的学说可能汲取了古希腊科学和哲学，以及东方哲学家（例如印度）的理论而提出的。时间原子化思想在英国人于1230-1240年期间编写的“通俗百科全书“中也曾出现。虽然该书在编写方法和内容上都比较陈旧，但作者把1天分为24小时，把1小时分为4节或40分，把1分分为12盎司，把1盎司分为47个原子[19]。这样，与梅氏的6010或更多次再分相比，1小时就只有22560个原子！

塔内利还指出，时间原子化古代概念的现代语言学遗迹在意大利文中就是词“attimo”，它的意思就是瞬间。时间由时间原子组成的梅氏理论也被笛卡尔所坚持。在笛卡尔的观点中，自身存在不需要任何东西而只是为了自身存在，自身存在是上帝的唯一特权。因此，一个物质物体只有空间伸延性而没有自身的持续能力，上帝以它的连续作用使物体在每一个相继瞬间得到再生。因为在笛卡尔看来，物质的存在，在它持续的每一个瞬间，都需要对创生而言是必需的相同的能量和作用。而这个能量和作用明显地是自然精灵的指令。因此，笛卡尔被迫假设再创存在的瞬间必然是不连续的或原子的。在他看来，时间是存在的，就像直线是由许多独立的点组成的一样，是存在状态和非存在状态的重复交替。笛卡尔的同时代有人也认为时间是“颗粒状的”，是“瞬间”的分立切片的接续。(www.xing528.com)

时间原子化概念没有必要认为接续的瞬间之间必然存在间隙。对原子化的基本判断标准是将任一时间段划分组成部分时存在着一个极限。换句话说，时间将像一条直线，它可以被分割成有限数目的、相互之间没有间隔的、毗连的“切片”。从一般意义上说，原子化时间实质上是存在一个最小的过程，小于这个过程或小于某个最短的时间单元（时子）时，便没有过程出现。哲学家们常常对没有间隔的、不带极限（或“终点”）的、无持续瞬间的时间——时子提出异议。当然，这些异议只适用于我们现今关于时间的通常思考方式。就是说，只适用于我们的空间化时间抽象。实际上，只适用于过分追问前面提到的关于具有毗连线性切片的时子的分析。因为，如果时间实质上，或者甚至在原理上是不可再分的极小过程的接续，则这些过程就不可能具有起点或终点、类点或其他什么东西。

对于时子的现代思索常常把它与最小自然长度联系在一起。如果我们取这个最小自然长度为质子和电子的有效直径，即大约是10-15m，我们便可以用光速c=3×108m/s去除这个长度，给出的时间间隔将是10-23～10-24s。这样量级的时间间隔表征了原子核的正常衰变过程，即包含所谓的质子和中子之间的“强作用”过程，因而也包含基本粒子的最大瞬态寿命。因此，如果时间是由时子组成的，时子具有这样大小的量级就是可能的。然而，远小于10-15m的纯理论的最小长度单元可以由3个基本常数——引力常数G、普朗克常数h和光速常数c构造出来。这个最小长度单元便是≈10-34m，用光速c去除此最小长度单元，给出的最短时间间隔便是10-43s，它又被称作“普朗克时间”。它可能就是时子的大小。相应地，我们可以把空间最小的长度单元称为“空子”，它大小就是10-34m。

这样，时间和空间就是由时子和空子组成的。比照引力场是由引力子构成的，我们似乎有理由假设时空是由时子和空子构成的时空场。如果物理学最终能发现和证实时子和空子的存在，那么，可以想象，人类对时空的认识必将有一个“翻天覆地”的变化。

不过，在证实时子的存在之前，支撑物理学，包括微观物理学的数学时间，仍将继续以连续性和无限可分性为基础。

任何一种物质粒子，必须能够检测到，才能为人们所接受。时子、空子至今尚未被检测到。因此，时空量子化理论只能是一种假说。

那么，时间究竟是什么？

对此，奥古斯丁在2000多年前在《忏悔录》中说过这样一段有趣的话：“时间究竟是什么？没有人问我，我倒清楚；有人问我，我想说明，便茫然不解了。”

时至今日，尽管人们能够探测150亿光年的遥远天体，也可以洞察物质内部微观粒子的运动规律，可以制造各式各样巧夺天工的器具去测量时间的流逝，也可以以百万分之一秒、千万分之一秒的精度去测定时间的间隔，但是，关于时间本质的认识，即时间是什么？至今还没有哪一种理论能为各派哲学家们所共同接受。当今的人们，恐怕仍然像2000年前的奥古斯丁一样“茫然不解”！