儿子能够回到出生前杀死自己的母亲吗——论时间的螺旋运动 -- 哲学人生论坛

儿子能够回到出生前杀死自己的母亲吗——论时间的螺旋运动 马东恩

“只能说时间的某些部分有方向，而且这些方向是不一样的。”

（美）莱欣巴赫（H·Reihenbach）

（转引自童天湘林夏水主编《新自然观》）

“时间在宇宙的不同部分其流速是不同的。……且由于在我们居住的星球和宇宙的其他不同地方，存在着不同的规律，因而完全有可能存在着‘复数’的时间概念。”

（美）F·卡普拉（转引自同上书）

“演化时间之箭是枝断箭……似乎含有不连续的跳跃。……在这样一个‘间断’点，一个物种一般演化成多个新种”。

（英）彼得·柯文尼罗杰·海菲尔德《时间之箭》

儿子能够回到出生前杀死自己的母亲、以防止自己的出生吗？这是一个关系到时间观的细微末节问题，是一个关系到时间运动本质的细微末节问题。

因此，我们须要从根本上特别讨论一下在时间的矛盾运动中表现出来的箭头形式与循环、“反演”形式，讨论一下时间的螺旋运动问题。

无论在人们的日常生活体验中还是在科学上，对时间大致有三种看法：一种，认为时间如箭，沿着不可逆转的方向飞奔。另一种，认为时间循环、周而复始运行。第三种，认为时间是可以直线来回振荡和“反演”的。又可以归纳为两类看法，即时间有箭头还是无箭头。

认为时间有箭头的人，自然可以找到很多依据。人的生命总是从出生、成长到衰老死亡，一往向前，不可回还。并且一代又一代的向前延续，时间一去不复返。在科学上，更以热力学第二定律作为依据。有人认为热能总是从高温向低温传递，物质总是从有序走向无序，这就是时间箭头的确证。由这种看法出发，又可外延性找到种种客观的事实。比如说，花盆可以从盆架上倒在地上摔碎，瓦片、泥土四散、花株的根枝花叶各分东西；而却不能由混乱的碎瓦散土和花株分离状态，回到完整有序的花盆状态，并使盆架立起，花盆还自动跳到盆架上。一快方糖放入咖啡杯里可以很快溶解成为混乱无序的分子状态；而不会在溶解后，又自动回到方糖的有序状态。依据这类看法更推而广之，同样可以说，一座座秀美、壮丽的山峰，经长久岁月的风化变迁，可以变为堆堆沙粒、黄土；而土沙不会自动再回到有序美观的峰峦状态。象中国的黄山这样见者无不赞叹的山景也逃脱不了失落于无序的命运。

在现代科学上，也有人把物质的自组织演化作为一种时间箭头。物质在远离平衡态的情况下，由于涨落和非线性运动总是向着越来越复杂、越来越高级的耗散结构系统进化。原子、分子、各种化学结构、生物、人体等等都是这种进化的阶梯。这种梯子将一直延伸下去，它所表示的时间之箭象超级火箭永无止境地飞行上去。人们一看便知，前后两种看法虽然都主张时间有箭头，但箭头方向却是相反的，前者把物质向无序的运动方向作为箭头；而后者则把物质向有序的运动方向作为箭头。

认为时间没有箭头的人，也有很多理由和事实根据。爱因斯坦曾经说过的“过去、现在和未来之间的分别只不过有一种幻觉的意义而已”，这绝不是单纯的安慰话，而是作为一位最伟大的科学家关于时间真谛性一个方面的论断。不是吗，根据“相对论”，既然时间是弯曲的；它作为物质运动和运动物质的形式总是与物质的运动和分布状态联系在一起，怎么会有固定的方向和箭头呢？不同状态的物质有其不同的时间形式，物质状态的变化也必然伴随其时间形式的变化。时间只能是多种多样、多个方向、多种计量尺度和不断运动着的。所谓时间箭头都只能是非常局部的，正象各种各样物体机械运动曲线上各个点的切线方向一样。

在“相对论”中，时间甚至没有太大的独立意义，它只是时空连续体的一个分量，它自然在不同状态的时空里有着不同的大小和方向。

在相对论、量子力学以及早一些时候的麦克斯韦电磁场理论、更早的牛顿力学中，所涉及到的“时间”往往都是指时间间隔，不包括什么方向意义。象在牛顿力学的之类方程中，时间为正值还是负值都是无所谓的。

不过，有人如果以这些千年伟大科学家的方程为依据，批评他们没有任何时间方向感，并把完全“反演”的时间推论加在他们头上，那是欠公正的。尤其推论出一些十分荒谬的事件，是对他们理论的曲解。例如，有一种说法道，因为在那些理论中时间是反演的，儿子可以沿着反演时间回到过去，将还未生育他的母亲杀死，以制止母亲生出他来。这种说法与科学家们的理论毫无关系，纯属编制荒唐玩笑。世界上不存在完全反演的时间和完全反演时间的事件，也不存在包含完全反演时间的理论。有关理论的所谓“反演时间”，无非是决定性理论中的时间间隔，它本来就不涉及到时间的方向性问题。正如一支箭中某一小段的长度大小并不涉及箭头的方向一样。有关理论是对物质运动某种领域某种运动的近似描述，它们与相关领域的实际情况符合得很好、很成功，就说明对这些物质运动形式的描述中，时间有无方向是无关紧要的。象在牛顿力学中，物体可以向这个方向运动、也可以向那个方向运动，可以沿着某个轨道一直运动下去，也可以在原轨道上反向运动。火车可以从北京开往上海，当然它也可以由上海开往北京。在火车速率不变的情况下，火车从北京到达上海和由上海到达北京所花费的时间间隔是一样的。如果说其中可能出现时间的正值和负值，也纯粹是一种假定，并不涉及客观的时间箭头的有无问题。你可以假定由北京到上海用的时间为正，也可以假定由上海到北京的时间为正，所谓时间上的负值只是数学计算方法上的需要，与客观上的时间反演毫无关系。在决定性理论所描述的物质运动中，可以预测某个时间间隔以后的状态，也可以推算某个时间间隔以前的状态，只是一种推算方法，也并不说明时间本身的反演。例如，一个作圆周运动的物体，无论就它可以朝这个方向转动也可以朝那个方向转动而言，还是就它由某个位置的状态可以推算一定时间间隔以前的状态而言，都是无所谓的。所有这些都与所谓儿子沿着反演时间回到未出生前去杀死母亲这样的荒唐笑话风马牛不相及的。

由此可以得到一条教训，对任何理论都必须把它把放在应该放置的物质运动领域中，毫无限制的推论是危险的。那些千年伟大科学家不可能连最普通人都有的时间的方向感都没有，也不可能不懂得热力学第二定律。问题在于，第二定律不是万能的，不能在任何科学领域和部门、任何物质运动形式的定律中都要象这个定律一样反映时间的方向性。

人们更容易把一年四季的循环更替，年复一年、日复一日，月圆月缺变换不已等现象作为时间无方向而是处在循环中的证据。化学钟的循环、生物钟的旋转，这也是科学界很多人都认可的循环时间。

有人认为时间似箭不可回还，有人认为时间没有箭头，它可以循环反演，而且都可以列举出很多物质运动的事实为依据。这是怎么回事呢？到底应该如何认识时间的真实面目呢？在此我们不能不联想到中国古代大诗人苏轼的《题西林壁》：“横看成岭侧成峰，远近高低各不同，不识庐山真面目，只缘身在此山中。”在此我们也须再提一下光的波动性和粒子性。光到底是波还是粒子呢？在科学界经过长期争论以后，事实证明它既是波又是粒子。争论的双方都对、又都不全面。世界上一切事物都处在矛盾运动中。任何事物的任何特性都存在着对立统一着的两个方面，单面性的东西是绝对不存在的。时间也必然是这样。如果一定要问时间有没有箭头，只能回答说，既有又没有。时间既有似箭的一面，又有循环和“反演”的一面。连庐山这样表面的物质形状都既是岭又是峰、既是高又是低、甚至云雾缥缈若有若无，何尝作为物质运动和运动物质的一种最基本形式的时间呢！

我们已经知道，宇宙间一切事物都处在复杂交错的矛盾运动网络中。事物的矛盾运动在外部形式上都表现为螺旋运动。波浪运动、循环运动、往复运动即“反演”运动，以及直线单向运动都不过是螺旋运动在不同侧面的表现形式。物质运动的时间形式应该恰恰与物质运动的螺旋形式保持一致，即时间也处在螺旋运动中。霍金教授说，广义相对论使空间弯曲、也使时间弯曲，时间被赋予了形态。我们认为，所说时间形态应该与相关的物质运动形态相适应和同步。不论主张有时间箭头的、还是强调无时间箭头的人们，不也总是把时间与物质运动联系在一起吗。离开物质运动没有任何时间和时间形式。时间有箭头还是无箭头，与人们对物质螺旋运动的观察角度和观察领域有关，都是螺旋运动时间的某种表现形式。

在事物生长上升螺旋运动过程中，如果单纯看上升方向并把它作为时间方向，时间是有箭头的。如太阳形成的上升运动方向就是太阳的一种时间箭头。在事物的下降衰亡螺旋运动过程中，如果单独看下降方向并把它作为时间方向，时间也是有箭头的，但与上升过程的箭头反向，可以说是一种时间“反演”。如太阳衰落过程的时间方向，就是这种“反演”。也可以说，前者为正时间方向，后者为负时间方向。假如把二者视为不发生转折的统一不变的时间方向，就象人们看待自身的生命运动那样，那么就不表现时间“反演”。不过，这样确实带有“虚幻”性质，因为事实上事物的生长上升与下降衰亡是不同质的过程，它们应该具有不同质的时间形式。

在事物螺旋运动的横截面形式上，时间自然表现为循环形式。如布鲁塞尔器的极限环表现出的化学钟就是这种形式。同理，物质运动在振动形式上表现的振荡时间，也是一种循环性时间。

世界上各种各样的事物、各种各样的物质形态，都有着各自不同的时间形式，包括不同的时间方向和循环、“反演”运动。比如人的生命过程，形成人体时间的一种箭头。也有所谓“老小孩”的说法，反映了人在衰老过程的时间“反演”性。人们生命体的一代代更替，更造成某些人对时间的一种循环感。有的不懂科学的人乐于设想来世，就是典型的循环时间观的反映。地球的生命运动表现为另一种时间箭头。它的自转、公转又表现为时间的两种循环形式。日夜、四季交变和年度变换，就是地球循环时间的表现。太阳的生命过程照样有它所特有的时间箭头和循环、“反演”形式。分子、原子、一切微观粒子也都有各自的时间方向和循环“反演”形式。微观粒子的时间对称，也应该是有关粒子的时间螺旋运动的某种表现。每一种社会形态、每一个社会事物同样有着各自的时间之箭和循环、“反演”形式，不过一般情况下人们不去分析罢了。如若针对各种具体物质运动状态解广义相对论方程，必将看到各自不同的时空及其时间形式在数学上表现出来。

一个较大的物质运动过程包含着许许多多较小的过程，较小的过程包含着更小的过程。或者说，一个较大的物质系统总是包含着许许多多较小的系统，较小的系统中又包含着更小的系统。各种过程和系统都有其本身的时间螺旋运动、本身的箭头时间和循环、“反演”时间。还是以包括生态在内的地球系统为例。一般情况下，人们所感受的时间是地球整个系统的时间箭头和循环状态。严格说来，在这个较大系统中的较小系统和更小系统人类社会、人体、各种动物、每一个生物细胞、地球中每一个分子、原子等等，都各自有着自身的时间形式。人类社会成长上升过程表现为它本身的时间箭头；它所包含的社会运动螺旋形式的横截面上表现为一种循环和“反演”时间。《三国演义》中所谓分久必合、合久必分就是对一种“反演”时间的反映。每一种社会形态，又有各自的时间形式。人体固然有着与本身生命运动相适应的时间形式，连每一个细胞也有着自己的时间。一个细胞生长过程是它的时间箭头，它的衰亡过程又是一种时间“反演”。细胞一次又一次的分裂出新细胞，直到分裂一定次数后死亡，这又表现着细胞时间的循环和又一种“反演”形式。

太阳系统、银河系统、本星系群系统等等都是一样的情况，它们内部都包含着大大小小的子系统，总系统和各子系统都有着自身的时间形式。（未完，下接2楼）

自古迄今人类总是以地球时间作为一切其他事物、也包括人体本身的时间标准，总是把一切物质系统和过程的时间不自觉或自觉地近似转化为相对地球时间。似乎一切事物的时间箭头都是地球时间箭头；地球自转和公转的时间间隔及其分割形式似乎是唯一的尺度。虽然现在作为标准钟的时间间隔是铯、铷等原子振动时间间隔；将来在具备一定技术手段的情况下，很可能用脉冲星极有规律发射电磁波的时间间隔制作标准钟。但量度原子振动时间和脉冲星、中子星的时间标准仍然是地球自转时间。时、分、秒等一切时间单位都是由地球转动一周（太阳周日视运动）为24小时这种设定分割转化出来的。原子钟用的铯原子共振频率为每秒91.92631770亿次，为什么是这么一个多位小数的繁琐数字呢？这完全是铯原子时间换算为地球时间造成的。假如要真以铯原子时间为标准，它本身的时间尺度应该是根据本身的运动情况设定的，就不会存在换算和出现复杂的数字。比如，完全可以把铯原子振动100次或50次、甚至振动一次的时间间隔设定为“秒”或者别的什么时间单位。对人类认识的一切宇宙领域，地球钟才是真正的标准钟。人们所说的，太阳的寿命约为130亿年，它围绕银河系中心转动一圈的时间为2.5亿年；某人的寿命为80岁；某种人体细胞的寿命为20天；中子的寿命为887.0秒和Z粒子的寿命只有2.*3×10^-25秒等等，都是以地球时间作标准量度的近似结果。

然而实际上，如果抛开与地球时间的转化，因为各种物质系统和事物运动过程都有着各自的时间螺旋运动、有着自身的时间箭头和循环形式，它们完全可以用自身的某种尺度来量度自身。太阳围绕银河中心转动一圈的时间间隔可以定义为它本身的“太阳年”（天文学上称为银河年），用这种时间单位及其分割量度它的时间之箭的长短、量度它的寿命。人体不仅有着与自身物质形态相适应的时间箭头，也有着自身的周期运动。根据《皇帝内经》，人的生命运动有女七年、男八年的周期性现象。如果对人体时间之箭的长短和寿命不用“年”这个地球时间单位量度，而把自身的周期性运动间隔定义为“女人时”“男人时”这样一种时间单位，也就可以用自身的尺度量度自身。人体不同脏器的细胞、不同年龄人体的细胞也都可以有自身的时间标准。人们知道，人体从一个单细胞，经过一系列分裂、即反复的一分为二而形成，并且细胞通过不断地分裂进行新陈代谢。不同的细胞以不同的速率进行分裂、繁殖和更替。一般认为成熟的脑细胞不再分裂；肝细胞每一两年分裂一次；而肠壁细胞一天就分裂两次。胎儿细胞大约分裂五十次以后死亡；一个四十来岁的人同样的细胞可以分裂四十次；而八十来岁的人细胞勉强可以分裂三十次。细胞生灭过程的方向可以看作细胞时间的箭头；而它的每一次分裂繁殖可以看作它本身时间螺旋运动的一个螺圈间隔、即一次循环时间。如果将这种循环时间间隔定义为一“嘀嗒”作为细胞时间的尺度，那么就可以量度出各种细胞的寿命为五十“嘀嗒”、四十“嘀嗒”、或只有三十“嘀嗒”。

当然，为了科学研究和人类利用各种物质运动规律的方便，将所有物质系统和物质运动过程的时间近似转化为地球时间是必要的。但是人们也须要特别引起注意，不要忽略了时间总是物质各种运动形态的时间，各种物质系统和物质运动过程都有着与自身物质内容相适应的时间形式。形式与内容永远不可分离。所谓时间之箭，是相对于相应物质形态的时间之箭；所谓循环和“反演”时间，也是相对于该物质形态的。宇宙不存在普遍的、绝对的时间之箭和时间的循环、“反演”。

更严密地说，时间之箭只存在于时间螺旋运动曲线的切线方向上，一事物的成长上升箭头时间是该事物成长上升螺旋运动所有切线时间上升分量之和。人们所感受的一切时间之箭及时间长短都是近似的、相对的，而且又近似转化成的地球相对时间。

宇宙中最大的物质系统是宇宙整体本身。它有着最大规模的螺旋运动，即有着最长的时间之箭和最广阔的时间循环和“反演”。宇宙膨胀可看作最长的时间之箭，宇宙收缩可看作最大的时间“反演”。当然，正如讨论无序与有序矛盾运动中所猜测的，也许宇宙的最大有序状态处在膨胀的末期和收缩的初期。如果将宇宙由无序到有序的运动、即宇宙物质结构向越来越高层次发展的方向，作为它的时间箭头方向，宇宙开始“反演”的时间就要滞后于它的收缩一个时期或一定的相位。如果存在振荡宇宙的情况，每一次的宇宙膨胀或有序性的增强都可以看作宇宙该时空域的时间箭头方向；每一次宇宙的收缩或有序性的减弱都可以看作该时空域的时间“反演”。振荡宇宙是螺旋运动宇宙的一种表现形式。如果就时间的螺旋形式来说，其时间方向包含在螺旋线的切线中。其切线中包含的宇宙膨胀或向有序方向发展的分量就是它的箭头时间；其切线中包含的宇宙收缩或向无序方向发展的分量就是它的“反演”时间。时间螺旋的螺圈表现为它的循环时间；时间螺圈在其径直方向上的往复运动也是一种时间“反演”。

至此，我们可以再说明一下所谓时间“反演”的意思。从以上可以看出，时间“反演”绝不是指时间沿原来的轨道返回、事物的状态发生绝对意义上的逆转。时间“反演”与一切物质形态的逆向运动一样，都是相对的、都是螺旋运动的一种表现形式。一切所谓“反演现象”都不过是时间螺旋运动中的相似现象。所谓“时间隧道”，也只能是这样。儿子不能回到他出生前去杀死自己的母亲，却能够走向他出生的否定状态——他自己的死亡；极其个别禽兽不如的儿子，倒也可能在他濒临死亡之时将自己的母亲杀死、或者在他死前将毒药放进自己母亲必定要吃的事物，在他回到与出生前相似的状态以后也否定了自己母亲的生命。

最适于定义为一般性时间箭头的方向应该是物质由低级向高级、由无序向有序演化发展的方向。这个方向的时间和在这个方向上的时间分量就是“正演”时间。反之，物质由高级向低级、由有序向无序的退化方向的时间和在这个方向上的时间分量，就是时间的“反演”。对于循环、往复性时间，人们一般可以不区别“正演”与“反演”时间，方向相反性的时间之间互为“反演”；如果严格地说，也应该考虑其中包含的演化和退化的时间分量，包含演化分量较大或退化分量较小者为“正演”时间；包含退化分量较大或演化分量较小者为“反演”时间。

在要么有时间箭头、要么没有时间箭头的一点论、单面论的时间观上，人们所列举的任何证据，都是某种事物螺旋运动时间的某个侧面和局部的表现，如果用矛盾运动观加以分析，不难发现事物运动和时间的另一面。譬如，前边讲过的花盆摔坏的事例，把事物的无序运动看作时间箭头，似乎事物再也不会由无序回到有序状态。按照我们的理解，实际上花盆摔坏、由有序变为无序应该看作一种时间“反演”或负时间箭头。不过它不是地球时间的“反演”，而是花盆这种局部性物质形态本身时间的“反演”。因为在花盆摔碎、灭亡、由有序到无序之前，肯定有一个花盆形成、花株成长以及摆放在适当的花盆架上并置于某个在房间起到和谐作用的位置的过程。那个过程的时间形式才是事物由无序到有序的“正演”方向和箭头。没有“正演”就没有“反演”。“反演”同样又可以转化为“正演”。旧的花盆摔坏了，主人又可以把泥土收集起来装进一个新的花盆、培植一棵相似的新的花株、摆放在原来的位置和花盆架上。此事物状态就这样完成了一次循环、即螺旋运动的一个螺圈。花盆里的花株会有其自然的生命周期，一棵生长、衰萎、死去，又栽上另一棵；另一棵死了，又栽上第三棵；第三棵死了，再栽第四棵……这也是一种螺旋运动，也是一种时间的双向运动。

也许会有人说，花盆的有序状态是人工造成的、不是自然形成的，这不能与摔坏花盆过程形成螺旋运动。人们知道，人也是物质演化的结果、物质演化过程的一部分。人的作用在相应的物质系统和物质运动过程中，某种意义上说也只是相互作用着的一种元素或子系统。人工作用着的系统某种意义上也是自然系统。花盆本来就是与人密切相关的。不仅人为了自身的需要造成了花盆的有序状态，花盆所以摔坏，说不定也是人撞击的结果呢！花盆之有序与无序的矛盾运动，是宇宙复杂矛盾运动网络的极小极小一部分。

布鲁塞尔器是典型化学钟的循环时间，似乎并无箭头可言。但是在极限环由远离平衡态的某一点逐渐形成的过程，却表现出了明显的时间箭头。极限环向平衡、混沌状态转化、消失过程则表现出时间“反演”。即使人们按照通常的观念，把化学溶液状态从远离平衡态的某一点开始、逐渐形成极限环和极限环向混沌状态转化、消失看作统一的时间箭头，也并不影响说明，循环时间与箭头时间包含在同一事物中、所谓循环时间只是事物过程一个片段的形式。

没有任何一个实例能够说明时间只有箭头的一面或只有循环、“反演”的一面。因为宇宙物质的普遍矛盾运动使得根本不存在这种单面性过程。

既然时间处在螺旋运动中，一切所谓确定的时间方向和时间量度都是相对的，都是为了人们的方便而设定的。更恰当、更科学地说，时间应该是复变量，随着物质的运动变化而变化。这使我们再一次联想到霍金教授提出的“虚时间”，这确实是一个很科学的概念，它一定程度上反映了时间的运动变化和多样性。你可以近似把时间看作实数，也可以近似把时间看作虚数，问题就在于你把时间箭头设定在什么方向上。如果用包括虚数在内的复数和复变函数的形式表示时间，也许更反映时间的本质。

很多科学的东西都是与直观不一致的。过分迁就直观和常识认识，就没有科学和科学的深入发展。

在讨论时间箭头问题时，我们还须注意到一种情况，就是时间之箭是连续之箭与间断之箭的矛盾运动。在物质演化、一层层物质系统自组织突变方面看，时间之箭是枝断箭。在每一个突变时间间断点，物质组织结构、系统层次都发生一次飞跃式的分叉变化。例如在生物物种演化过程中，化石资料证明，物种在漫长的时间中保持稳定；它如果发生新物种的演化分叉，就在很短暂的时间里飞跃式产生。一切耗散结构，往往都在涨落、突变中形成。但是每一种间断、每一种新结构形成的飞跃，在相应每种低级别的物质层次看，它又是连续的。原子的形成，在夸克的层上是连续的。化学钟的形成，在化学溶液分子的层次上是连续的。生物物种进化中很短暂的质变时间，正是生物细胞、生命基因分子中碱基对的排列组合连续运动变化的过程。时间之箭的连续与间断正是在我们讨论质与量的矛盾运动时所阐述过的时空和物质的无限与有限、连续与间断矛盾运动的一种表现。

总之，物质形态是复杂多样的，矛盾运动网络是复杂交错的，作为物质运动和运动物质一种基本形式的时间也是复杂多变的，无论是时间箭头还是时间的循环和“反演”都是时间某种侧面的近似表现形式，都有着一定的、却是片面的真理性。只有把二者结合起来、并进一步按照螺旋运动的形式、用复变量描述和认识它，才应该是更全面的时间观。

（节选自《物质矛盾运动概论——兼谈宇宙历史中的若干问题》，稍有修改）

主题：儿子能够回到出生前杀死自己的母亲吗——论时间的螺旋运动