物质存在形式：空间与时间

空间与时间⁽¹⁾

物质固有的存在形式。空间是物质客体的广延性和并存的秩序;时间是物质客体的持续性和持续的秩序。空间、时间与物质不可分离，空间与时间也不可分离。

空间知觉和时间知觉在人类早期就已形成。人们在改造客观世界的过程中，必然要感知到各种物质客体的大小、形状、场所、方向、距离、排列次序等等，也感知到各种事件发生的先后、迟速、久暂等等，离开空间和时间的知觉就不可能感知物质客体及其运动，无从进行任何有目的的活动。但是人类早期的时空知觉是与对物体及其运动的知觉纠葛在一起的。随着抽象思维能力的提高，人们才逐步形成空间和时间的观念，形成标志这两种观念的概念或范畴，并发展到对空间和时间的特性作独立的考察，形成种种关于空间和时间的理论和学说。时空观的历史发展表征着人类对空间时间认识的逐步深化。

古代的时空观古代的时空观以直观经验和思辨为基础，具有朴素的特点。据《尸子》一书的记载，中国战国时期就提出了“上下四方曰宇，往古来今曰宙”的命题，这里的“宇”和“宙”就是空间和时间的概念。后期墨家在《经上》和《经说上、下》中提出:“宇，弥异所也”，“宇，蒙东西南北”，“久，弥异时也”，“久，合古今旦暮”。这里的“宇”是指一切具体场所的总和，“久”是指一切具体时刻的总和，这是当时的空间和时间概念。后期墨家还认识到空间时间与具体实物运动的一定联系以及空间与时间的一定联系，指出:“远近，修也;先后，久也。民行修必以久也”;还猜测到空间时间都是有限和无限的统一，指出:“穷，域不容尺，有穷;莫不容尺，无穷”;“久，有穷，无穷”。这种时空观把空间时间与物质、运动联系起来理解，并把它们的不可分离性作为不言而喻的前提，实质上是正确的。但它还不能从特殊的可感知的实物中抽象出一般的时空概念。在西方，古希腊的德谟克利特最早提出有独立意义的空间概念——虚空，认为万物的始基是原子与虚空;原子是不可再分的最小的物质微粒，虚空是原子运动的场所，虚空虽然是不同于原子(“存在”)的“非存在”，但“非存在”不等于“不存在”，“并不比实体不实在”。原子和虚空都是无限的，因而空间也不是“创造”出来的。这种把空间作为“容纳”物质的独立实在的观点，后来被人们称为“实体论”的时空观。这种时空观为伊壁鸠鲁、卢克莱修所继承，并成为近代机械唯物主义时空观的先驱。亚里士多德反对虚空说，认为不存在无物质的空虚的空间，只有充满着物质的“充实的空间”。空间不是个别物体的广延性，而是某物体与包含着它的另一些物体之间的关系。因此，充实的空间里面能够有变化，而“空虚其实倒会把运动取消。至于时间，则是“按照先后得出的运动的数目”，同运动一样不生不灭。但是，他又断言空间是有限的;在说明时间是可以计算的“数目”时，认为只有“灵魂”才能计数，因而时间的存在依赖于“灵魂”。亚里士多德的时空观把时空看作关系而不看作实体，所以后来被人们称为“关系论”的时空观。这种时空观在近代的G．W．莱布尼茨等人的学说中得到继承和发展，对现代的时空观也有重大影响。

近代的时空观近代的时空观以实验科学为基础，抽象的程度高于古代的时空观，在细节上也比古代的时空观精确得多，但带有早期实验科学的形而上学的局限性。N．哥白尼的拥护者G．布鲁诺反对亚里士多德的时空观，继承和发展了德谟克利特的虚空说。G．伽利略进一步把时空看作物体运动的不变的框架，建立了运动相对性的原理(即在诸惯性系中物理定律等效)和自由落体定律。I．牛顿在前人的基础上系统地论述了“绝对空间”和“绝对时间”的概念，他说:“绝对的空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”，“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着，它又可以名之为‘延续性’”。按照这种时空观，空间时间是不依赖于任何物质系统而独立存在的实体，是物质的“容器”和表演物理事件的“舞台”;空间和时间本身是绝对均匀、处处同一，没有任何差别的。在这种机械唯物主义的时空观的基础上，牛顿成功地建立了经典力学的庞大体系。莱布尼茨反对牛顿的时空观，从客观唯心主义的“单子论”出发，继承和发展了亚里士多德的时空观。他认为空间是事物并存的秩序，时间是事物接续的秩序，空间和时间都是事物之间的关系，是纯粹相对的东西，而不是独立存在的实体。牛顿的“实体论”和莱布尼茨的“关系论”展开了激烈的争论。I．康德则根本反对把空间时间理解为事物或事物的规定性。他认为空间时间不属于“自在之物”，不在我们之外，而是我们感知“自在之物”对我们的作用时的主观形式，这两种主观形式既不依赖于外物，也不依赖于具体经验，是我们生而具有的，即所谓“纯粹直观”或“先天直观形式”。这是唯心主义先验论的时空观。G．W．F．黑格尔承认空间和时间是事物自身的规定性，主张空间是充满物质的，物质本身也是具有时间性的。他深刻地指出:“人们决不能指出任何空间是独立不依地存在的空间，相反地，空间总是充实的空间，决不能和充实于其中的东西分离开”;“时间并不像一个容器”，“事物本身就是时间性的东西”。他还指出:“空间和时间都属于运动”，运动是“空间和时间的直接的统一”。但是黑格尔的这些论断都从属于他的客观唯心主义体系。他所谓的物质、自然界都不过是“绝对精神”的“外化”，因而空间和时间也不过是“外在化的观念的抽象规定”。而且，按照他的说法，“绝对精神”在挣脱了自然界的桎梏，发展到了历史阶段后，自然界就成了死的躯壳，只能在空间上展示自己的多样性，在时间上不能有任何发展。这种牵强附会的臆造违反科学揭示的基本事实，也与他本人的时空观中的合理成分相矛盾。

辩证唯物主义的时空观古代和近代的各种有代表性的时空观都从一定的侧面推动着时空观的深化。但是，由于历史的局限，它们都通过不同的途径陷入了唯心主义和形而上学，不能全面正确地把握时空的本质，并被哲学和科学的发展所扬弃。19世纪40年代产生的辩证唯物主义批判地吸取了以往各种时空观中的合理因素，克服了它们的唯心主义与形而上学的谬误，从原则上正确地阐明了空间时间和物质运动的关系，从而创立了科学的时空观。它不断地为科学成果所证实，并在吸取科学成果和战胜现代唯心主义与形而上学时空观的过程中不断地深刻化、精确化、完善化。辩证唯物主义时空观的最基本的内容在于肯定时空与物质运动的不可分离性、时空的客观性和时空的无限性。

空间和时间与物质运动的不可分离性辩证唯物主义认为空间和时间是物质自身固有的存在形式，离开空间时间的物质和离开物质的空间时间都是不可能的。

物质不可能离开空间和时间。任何形态的物质客体都具有一定的广延性和持续性，这种广延性和持续性也就是空间和时间。古希腊的巴门尼德认为作为世界本体的“存在”没有过去也没有将来;黑格尔认为自然界在时间上没有发展;E．杜林宣称自然界一切前后相继的多样化现象都必然渊源于某种“自身等同的状态”，这种“状态”是不经历时间的。这些都是荒诞的虚构。牛顿在解释引力的传递时假定了“超距作用”，等于承认了某种物质的运动可以不经历时间。对这一点牛顿本人也感到不安，仅仅由于经典力学体系的需要才容忍了这个假定。现代量子力学揭示了微观粒子的“测不准关系”后，有人又以不能同时测定微观粒子的位置和动量为理由，得出微观粒子不具有时空形式的结论。实际上，微观领域中的某些特异规律的存在只表明了处在不同运动状态中的物质客体具有不同的时空形式，并不意味着物质客体可以根本不具有任何时空形式。任何领域中的物质客体只要“存在”，就不可能没有任何广延性和持续性。几何学或数学上的没有大小的点、没有宽度的线、没有厚度的面、没有持续性的瞬间等等，只是思维对现实的抽象，并不是现实本身。现代科学表明，从宇宙天体到微观粒子，从实物到场，无不具有广延性和持续性。即使直径小到只有10^－13厘米的微观粒子和寿命短到只有10^－23秒的某些共振态粒子，也不能不具有空间和时间的形式，任何能量或信息的传递都不能超越空间和时间。空间和时间之外的物质是不可能有的。

空间和时间也不能离开物质。物质的这两种存在形式离开了物质，当然都是无，都只是在我们头脑中存在的空洞的观念、抽象。有些形而上学唯物主义者把时空理解为与物质并存、可以脱离物质而独立存在的实体，即承认有“空无一物”的空间和“空无一事”的时间，这是错误的。牛顿的“绝对空间”和“绝对时间”是这种观点的典型代表。这种“实体论”的观点在相对论出现以前所以长期统治着科学界，主要根源在于:(1)这种观点符合人们日常生活中的朴素经验。在机械论的物质观还统治着人们的头脑时，人们只把具有静止质量的实物看成物质，很容易设想“空无一物”的空间，也很容易设想这种空间所经历的时间是“空无一事”的时间。例如人们很容易认为箱子所包围的空间及其经历的时间与箱子里的“物件”没有不可分离的联系，即使把“物件”全部搬走，也不会影响“空处”的存在和时间的流逝。(2)当时科学实践还没有进入高速现象和微观世界的领域。而在低速宏观领域内，时空随物质状态的变化而发生的变化极其微小，因而经典力学的定律与现实的误差也极其微小，完全不影响其实际应用上的巨大成功，这种成功似乎印证了作为经典力学前提的绝对时空观的正确。因此，尽管亚里士多德和R．笛卡儿早就断言不可能有空无一物的空间和空无一事的时间，莱布尼茨和黑格尔又为反对绝对时空观作了许多论证，但都不能动摇它。场的发现本来应该是对绝对时空观的冲击，但由于机械物质观的桎梏，科学家们仍然认为场不能离开有静止质量的实物作为它的载体，并不把场本身看作独立的物理实在，所以也就未能打破机械唯物主义的绝对时空观。辩证唯物主义在19世纪中期就指出了绝对时空观的谬误，论证了不可能有脱离物质的空间和时间。现代科学的发展愈来愈令人信服地证实了辩证唯物主义论断的正确性。3世纪产生的欧几里得几何学曾经在很长的时期里被公认为惟一可能的几何学。经典力学的空间观念完全是欧几里得式的，空间的特性被认为当然如此，到处如此，不能设想还存在着具有别的特性的空间。但是，19世纪30年代俄国数学家H．N．罗巴切夫斯基采取了一条与欧几里得几何学的第五条公理(即过已知直线外一点必能且只能作一条直线与已知直线平行)相反的命题(过已知直线外一点至少可以作两条直线与已知直线平行)作为前提，成功地建立了另一个演绎系统，即双曲几何学。19世纪50年代德国数学家G．F．B．黎曼又采取了与以上两者都相反的命题(即过已知直线外一点不可能作出直线与已知直线平行)作为前提，又同样成功地建立了第三个演绎系统，即椭圆几何学。这三种几何学的许多命题是不相容的。例如三角形的三内角之和在欧氏几何中等于两直角，在罗氏几何中小于两直角，在黎氏几何中则大于两直角。这一事实的物理意义在当时虽然还不清楚，但是随后科学的发展表明，这三种几何学都是空间几何特性的反映。欧氏几何反映的是地面狭小范围内的空间特性，罗氏几何反映的是广大宇宙空间的特性，黎氏几何反映的是非固态物质空间的特性。这就有力地表明了空间并不是像经典力学所理解的那样与物质无关、与外界任何情况无关的独立实在，它的特性是随物质状态的变化而变化的。给分离时空与物质的错误观点以决定性冲击的是20世纪初期产生的相对论。A．爱因斯坦从相对性原理(即诸惯性系中一切物理定律等效)和光的传播定律(即光在真空中的速度为恒值，与光源的运动无关)出发，首先建立了狭义相对论的理论体系，打破了经典力学的框架，揭示了时空的量度与物体的相对运动的依赖关系。它证明了在一个惯性系中同时而异地的事件在另一个惯性系中不同时，在一个惯性系中同地而异时的事件在另一个惯性系中不同地。当物体对一定的参考系作接近光速的运动时，从这一参考系就会测得该物体沿运动方向的空间缩短，物体内部过程的时间变慢。空间和时间表现为四维的空—时连续区。这是对经典力学把空间时间的量度看成绝对不变的观点的有力否定。但是，在狭义相对论中，空—时连续区还被看作实物和场的载体，即看作物理实在的独立部分，即使设想把实物和场从整个宇宙“移走”了，空—时连续区也仍然存在，因而还没有证明空间时间不能离开物质。随后爱因斯坦把狭义相对论原理推广于引力场的研究，建立了广义相对论，进一步证明了空间以及与它联系着的时间的性质依赖于物质的状态:实物的分布愈密，引力场愈强，空间的“曲率”愈大。他总结说:“空间—时间未必能看作是可以脱离物质世界的真实客体而独立存在的东西。并不是物体存在于空间中，而是这些物体具有空间广延性。这样看来，关于‘一无所有的空间’的概念就失去了意义。”这就用自然科学的成果有力地证明了辩证唯物主义关于时空与物质不可分离的哲学原理。

空间和时间的客观性辩证唯物主义确认空间和时间是物质固有的存在形式，因而也确认空间和时间的客观性，反对以各种形式出现的否定时空客观性的错误观点。

主观唯心主义直接否定时空的客观性，把时空说成人的意识的产物。除了康德的唯心主义的先验论把时空说成与“自在之物”无关的“先天直观形式”之外，G．巴克莱和D．休谟的唯心主义的经验论又从另一种角度否认时空的客观性。巴克莱反对J．洛克关于“第一性的质和第二性的质”的区分，认为被洛克断言为物体本身具有的广延、形相、坚、重、运动、静止等第一性质，同颜色、声音、滋味、气味等第二性质一样，也是心灵中的感觉。他以物体从不同的距离看来有不同的大小为理由，证明物体的广袤不存在于物体以内，而仅仅是主观自生的感觉经验。休谟认为除了知觉、印象和观念以外没有任何东西可以存在于心中，因而空间和时间也只是印象和观念。客观唯心主义一般不直接否认时空的客观性，但它所说的“客观”仅仅是指不依赖于人的意识而言的，是从所谓超人类的“客观”的精神实体是万物的本原这一根本论断出发的，而“客观”的精神实体实际上不过是被神化为世界创造主的人类意识，所以归根结底还是把时空看成意识的产物，否定时空的客观性。

形而上学唯物主义力图肯定时空的客观性。例如牛顿的绝对时空观把时空理解为意识之外的客观实在。但是，由于他把时空理解为与物质并列的存在，就使坚持时空客观性失去了依据。这种不以物质为内容的时空不可能具有客观性，因为按照这种观点，完全有理由设想把全宇宙的物质“搬走”之后而空间时间还能继续存在，这样的空间和时间当然只能是神的别名。这种时空观最后还是陷入了唯心主义。(www.xing528.com)

否认时空客观性的错误观点有其认识论根源:(1)要形成时空的概念，就不能不在思维中把时空的物质内容作为不相干的东西暂时撇开。进行这种抽象活动时如果忘记了思维中的抽象并不等于现实的存在，就可能误认为现实的时空也没有物质内容。(2)相对论和量子力学产生以前，人们关于时空特性的观念长期没有变化，而同一时期人们对物质特性的认识却有明显的进展，这就有可能使人们误认为时空是某种永恒不变的主观形式。(3)相对论和量子力学产生以后，长期没有变化的时空观念突然发生了“崩溃”性的变革，这又使人们有可能误认为时空是人们主观经验的产物。把时空的观念与现实的时空混为一谈，是通过这样那样的途径走上否认时空客观性道路的缘由。辩证唯物主义指出，时空的观念是现实的时空在人们头脑中的反映，是主观的东西;而现实的时空则是物质固有的存在形式，是客观的东西。时空观念无论长期不变或者急遽变化，都不能推翻现实时空的客观性。

空间和时间的无限性辩证唯物主义从世界的物质统一性原理和时空是物质存在形式的原理出发，肯定空间和时间的无限性。物质的任何一种具体形态和相应的具体时空都是有限的，然而由各具特点的有限时空组成的整个世界的时空却是无限的。这种无限性不是相同要素的叠加。时空无限性原理的实质在于确认不断发展着的物质世界在质和量的多样性上具有不可穷尽性。

康德在时空的有限无限问题上提出过一个著名的“二律背反”，认为时空的有限和无限都可以得到证明。他企图通过这个“二律背反”和另外三个“二律背反”来说明用理性去认识“自在之物”就会陷入自相矛盾，为他的不可知论作论证。但是，康德对时空有限的证明并不能成立。因为第一，他的证明并不是基于对空间和时间的物理性质和几何性质的实际考察，而是把数学上的数列的性质与空间时间的性质作类比，这种类比并不适当。第二，他对数列的性质的理解也不正确。例如他认为“序列的无限性正好在于它永远不能由连续的综合来完成”，这就是错误的。并非任何数列都有首项:圆周上的点的数目是无限的，但却分明是“完成”了的。所以康德并没有证明时空的有限性。当然，他对空间无限性的证明也同样不成功。

形而上学唯物主义不能正确地坚持时空无限性原理，原因在于:(1)它脱离物质来思考时空。这种脱离物质的时空同神没有本质区别，断言这样的时空“无限”并不是对物质世界的时空无限的正确反映，而是宗教神学也可以接受的观点。(2)它对时空性质的理解是单调的、死板的，仅仅局限于经典力学的框架。因此，它所理解的空间无限性只是平直的欧几里得空间在各个方向的无止境的延伸;时间的无限性只是绝对均匀的时间无终结的流逝。这种理解不符合现代科学揭示的时空性质。(3)它对时空无限性的理解仅仅局限于量的方面，没有把时空结构和层次的无限多样性和不可穷尽性包括在时空无限性的概念中。

现代宇宙学提出了各种宇宙模型。爱因斯坦在1917年根据广义相对论曾提出过“有限”而“无界”的宇宙模型，那时他认为，相对于适当选定的坐标系，诸星的速度与光速相比可以近似地看作静止。如果宇宙的几何性质是“准欧几里得的”，个别部分有不规则的弯曲，而整个宇宙的曲面与平面没有显著差别，是无限伸展的，那么宇宙中物质的平均密度将为零，这将导致极大的理论困难;但若宇宙中物质的平均密度不为零，那么宇宙的几何性质就不可能是“准欧几里得的”，而只能是“准球”的，即虽然“无界”(从球面上的任何一点向任何方向延伸都不会碰到“边界”)，但却是“有限”的(体积不是无限大)。20年代苏联数学家A．弗里德曼提出膨胀的宇宙假说，随后E．P．哈勃又发现河外星云的光谱线“红移”现象后，爱因斯坦就放弃了他原来推出的宇宙模型，认为这个模型的前提即宇宙空间是静态的观点是不能成立的，并谨慎地指出，根据目前天文学的数据和宇宙膨胀假说还不能得出宇宙空间有限或无限的结论。

对各种宇宙模型的科学内容的评判是自然科学的任务，是依靠科学实践的发展才能解决的问题。辩证唯物主义根据宇宙发展的最一般规律认为:(1)一切宇宙模型所论及的都只是一定阶段人类观察所及的宇宙，对这一部分宇宙使用“体积”、“年龄”等等术语并不是原则上不容许的。(2)提出这些模型所依据的理论都只是相对真理，必然会被更普遍更深刻的理论所扬弃，以这种具有历史局限性的理论为依据而导出的结论也必然具有历史的局限性。(3)这些模型所依据的经验数据不可能十分全面，尚未观察到的现象必然大量存在，由此导出的结论不可能没有片面性。(4)时空无限性的概念包括着时空结构和层次的不可穷尽性。因此，由现在的宇宙模型导出整个宇宙时空有限的哲学结论都还没有充分的根据。

唯物主义和唯心主义在时空问题上的分歧，不在于对时空的物理特性或几何特性如何说明，而在于对时空在物质与意识的关系问题中的地位如何说明。唯物主义者和唯心主义者对时空的物理特性或几何特性的理解这一自然科学问题完全可能没有分歧，但是，当对时空的解释涉及物质与意识的关系这一哲学基本问题时就有根本分歧了。

辩证唯物主义的时空理论是从物质与意识关系的角度考虑时空的哲学理论，不是以探索时空物理特性或几何特性为任务的自然科学理论，它并不对关于时空特性的自然科学理论的具体是非作出结论。但是辩证唯物主义密切注视并充分研究自然科学在时空特性研究方面的新进展、新成就，从哲学的角度给予正确的解释，反对一切唯心主义和形而上学的曲解，并从中吸取理论营养，使自己更加完善。

【注释】

(1)本文是作者为《中国大百科全书·哲学卷》撰写的条目释文，中国大百科全书出版社1987年10月出版。