《物理学原理（第二卷）哲学、数学、物理学》

第三章 物理学与逻辑学

§ 3.2 时间逻辑界定和时间与空间的联系

时间的逻辑理念又简单，又复杂。如果只考虑时间本身应该是 很简单的，因为它与空间不同，只是一维的，总是可以用一个一维的数字序列来表示它。这就是牛顿所提出“ 与任何外界无关、处处相同和均匀流逝的”时间理念。 哲学家喜欢把时间称为物质存在的顺序性，大家都可以观察到物质存在的形式不是永远不变的，而是在变化着的，有了变化就有了顺序，把变化的顺序称为时间。哲学家常说一些永远正确的，但是有没有明确性的语言。牛顿比一般哲学家要说的明确一些，牛顿把时间定义成与任何物质运动无关的均匀流逝的性质。这样时间就成了与点和线一样性质的一种理念，或者说在牛顿物理框架中，实数的逻辑界定首先是从时间概念中引申出来的。在牛顿的数理逻辑中，瞬时速度是牛顿理论中数学逻辑的核心，没有瞬时速度的数学概念也就没有牛顿理论的整个数学体系。而瞬时速度的数学描述中，作为自变量的时间自然地具有连续均匀的性质，总是你想取多么小的间隔就可以取多么小的间隔，而且这个间隔都可以是均匀的。这样，在没有实数空间概念的情况下就获得了运动的连续概念和瞬时速度的定义。

时间概念的复杂性是由于时间实际上是与空间概念不可分割地联系在一起。离开了空间的概念，时间概念本身就会显得虚无缥缈，即使牛顿的最简单的时间理念，也得靠空间来表达，在牛顿的数学中一切物理量都是时间的函数，为了表示时间的这种性质还是需要把时间用点和线来表示，而点和线就是几何的概念。而把时间用几何形式来表示也是一种“虚”的形式。所以如何理解时间的“虚”的形式，实际上就是如何理解时间与空间的关系，是时间理念中的一个最困难的问题，也是不断发展时间理念的一个核心问题。哲学家把空间和时间分别用物质世界的“广延性”和“序列性”来定义，这种定义说明了空间和时间的部分性质，但是我们宁愿把时间和空间看作人类用来描述物质世界存在和运动形式的一对既有分离又有联系的原初逻辑理念。人们用这样一对理念来地描述古代文明时期所观察到的物理世界的运动规律。

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