辩证唯物主义原理(第三版)

第二节 运动、时间和空间

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辩证唯物主义的物质观不仅科学地回答了世界万物的共同本质和基础是什么,而且进一步指明了物质存在的根本方式和普遍特性,这就是运动和时间—空间。不理解物质与运动、物质与时间—空间的关系,也无法真正理解物质。

一、运动是物质的存在方式

运动,“就它被理解为存在方式、被理解为物质的固有属性这一最一般的意义来说,囊括宇宙中发生的一切变化和过程”[6]。物质是运动的担当者,是一切运动、变化和发展的实在基础;运动是物质的根本属性,是一切物质形态的存在形式。

对运动问题的思考,历来都是世界观中的重要问题。

古代中国和古代希腊绝大多数哲学家把事物处于运动中看做是不言自明的事实。在中国,这种观念就曾被孔子表达过。“子在川上曰:逝者如斯夫,不舍昼夜。”(《论语·子罕》)表达运动观念最突出的是《易传》:“易……之为道也屡迁,变动不居,周流无虚,上下无常,刚柔相易,不可为典要,唯变所适。”不仅运动变化永不停止,而且没有固定的格式。商鞅、韩非等法家还表达了古今异势、因时变法的思想,强调社会历史是一个发展进化的过程。在古希腊,赫拉克利特的观点最有代表性。在赫拉克利特看来,一切都存在,同时又不存在,因为一切都在流动,都在不断地变化、不断地产生和消失。

在中国,到了西汉时期,为了论证封建制度和君主专制的合理性和稳定性,董仲舒提出了“天不变道亦不变”的形而上学观点。这种观点成了中国封建社会中占统治地位的思想,长期束缚着人们的精神。在欧洲中世纪,哲学成了神学的附庸,神学家极力否认物质自我运动的可能性。托马斯·阿奎那认为,如果一切物质的东西都在运动,那不过是由某种永恒不变的、创造一切而且最完善的东西——上帝所推动的。这种否认运动变化的观点,也是封建社会长期停滞、发展缓慢在意识形态上的反映。

资产阶级的兴起,打破了僵化停滞的封建制度。正如马克思和恩格斯所说的:“资产阶级除非对生产工具,从而对生产关系,从而对全部社会关系不断地进行革命,否则就不能生存下去。反之,原封不动地保持旧的生产方式,却是过去的一切工业阶级生存的首要条件。生产的不断变革,一切社会状况不停的动**,永远的不安定和变动,这就是资产阶级时代不同于过去一切时代的地方。”[7]时代的呼唤,实践的要求使人们不得不承认物质的运动、承认运动的普遍性,不得不注意研究运动及其规律。狄德罗明确指出:“一切都在变,一切都在过渡,只有全体是不变的。世界生灭不已,每一刹那都在生都在灭,从来没有例外,也永远不会有例外。”[8]但是,由于受机械论世界观的影响,狄德罗等人对运动的了解十分狭隘,主要限于物体空间位置的变化和数量的增减,不了解运动形式的多样性和为什么物质必然处于运动之中。从根本上来看,狄德罗等人的观点仍然是形而上学的。

19世纪,自然科学的发展和资本主义社会矛盾的日益尖锐,动摇着机械论的世界观和形而上学的思维方法。黑格尔力图用唯心主义辩证法的形式克服机械论、形而上学的运动观,“第一次——这是他的巨大功绩——把整个自然的、历史的和精神的世界描写为一个过程,即把它描写为处在不断的运动、变化、转变和发展中,并企图揭示这种运动和发展的内在联系”[9]。这种对运动的理解包含着宝贵的辩证法内核。但是,由于黑格尔把运动看做是“绝对观念”自我运动和发展,而自然界、人类社会仅仅是绝对观念的“异在”。因此,黑格尔的辩证法不能作为研究自然和社会运动的科学方法论基础。

和黑格尔的唯心主义辩证法相反,马克思的辩证唯物主义认为,运动是物质的运动,物质和运动是不可分的,运动“囊括宇宙中发生的一切变化和过程”[10],是物质所固有的根本属性,是一切物质形态存在的形式。没有运动的物质和没有物质的运动,都是不存在也是不可设想的。

脱离运动的物质是没有的,没有绝对静止的事物,一切事物都处在永恒的运动、变化和发展之中,运动是绝对的,静止是相对的。全部科学都证明了这个辩证唯物主义的原理。从微观世界到宏观世界,从宏观世界到宇观世界,从无机界到生命有机界直到人类社会,都无时无刻不处在运动变化之中,不存在绝对不动不变的东西。

肯定事物处在绝对的运动之中,并不是否认事物有某种静止的状态,有某种稳定的形式。不过,这只是在物质运动过程中的静止或稳定,是物质运动的特殊形式或一定状态,因而静止是暂时的、有条件的、相对的。中国古代唯物主义哲学家王船山说的“静者静动,非不动也”,就猜测到在静止中有着运动的道理。不了解相对静止,就不能真正理解绝对运动,不能理解物质和运动不可分,不能理解物质的运动和运动着的物质。

物质的运动形式是多种多样的,每一事物的运动形式也是多种多样的。当我们说某一物体处于静止状态,仅仅是该事物当时没有进行这种或那种特定形式的运动,如没有进行机械运动,因而显示出一定的静止状态,但在此时此刻,它必定进行着其他运动形式,如物理运动、化学运动等。仅就机械运动来讲,当我们说某物处于静止状态,也只是就相对于一定的参考系没有位置移动而言的。就其他参考系来讲,它仍然有位置的移动。人坐着算是静止,但这仅仅是就以地面为坐标系的机械运动讲的,他同时进行绕地轴旋转并随着整个地球遨游太空的机械运动。撇开机械运动不讲,人们还进行着生命有机体不断新陈代谢、自我更新的生理运动,否则,就无法维持自身的生存。

如果把维持自身的存在,没有变成他物,算作静止,那么,这种静止也是相对的、暂时的。世界上一切事物大至宇宙天体,小至基本粒子都有它的产生、发展和灭亡,迟早都要失去自身的性质而变成别的东西。所以,从总体上看,物质在运动着,静止只是运动过程中的局部表现,是运动的特定状态,它是暂时的、有条件的、相对的,而运动则是绝对的。

运动和静止是相互依赖的,不了解静止就不能具体地了解运动。恩格斯指出:“从辩证的观点看来,运动可以表现在它的对立面中,即表现在静止中”,“运动应当在它的对立面即静止中找到自己的尺度”[11]。谈论任何一事物的任何一种形式的运动,其基本前提是,这个事物仍然是这个事物,这种运动形式仍然是这种运动形式,就是说它是处于某种相对静止的状态之中,否则,它就不再是这个事物或这种形式的运动。离开相对静止来谈论运动,就不知道这个运动究竟是什么事物或什么形式的运动,运动也就无从获得自己的规定和找到衡量它的尺度。任何事物的相对稳定、相对静止的现状都是它过去的运动所造成的,并且是它将来运动的出发点。只有了解了事物的相对稳定、相对静止的现状,才可以清楚地了解它的过去的运动,预测它将来可能发生的运动。

运动着的物质有着无数的形态,不了解相对静止,就不可能理解物质形态的多样性和运动形式的多样性。物质形态的多样性是从物质自身的永恒运动中产生的,而且只有在物质的相对静止中才能显示出来。如果说绝对运动是形成形形色色不同的物质形态的根源,那么,相对静止就是这些形形色色不同的物质形态存在的根本条件。没有相对静止也就不可能有形形色色不同形态的物质。有些基本粒子可说得上瞬息万变,它存在的寿命极为短促。一种ε°粒子仅能存在10-20秒,比“一瞬间”不知还短促多少亿万倍。可是,在这个难以想象的短促时间内,它没有衰变为其他粒子,这就是它的相对静止。如果没有这个极其短暂的相对静止,也就没有ε°粒子,没有ε°粒子的运动。

可见,“物体相对静止的可能性,暂时的平衡状态的可能性,是物质分化的本质条件,因而也是生命的本质条件”[12]。正是由于有相对静止和暂时平衡的状态,事物才可能表现为千千万万不同的形态,才有千千万万不同形态的物质运动。

辩证唯物主义关于物质运动绝对性和静止相对性的原理有着重要的认识论和方法论的意义。首先,一切物质无不在运动、变化和发展着,不运动的物质根本不存在。因此,人们认识物质实际上就是认识物质的运动形式。“认识了物质的运动形式”,也就“认识了物质本身”[13]。其次,既然静止是物质分化的根本条件,那么,只有承认事物的相对静止和暂时平衡的状态,才能肯定和把握事物的具体形态,才能对不同的事物进行具体的科学分析和研究。否认相对静止,就会把一切具体物质形态连同它们的具体运动形式都变成一堆变幻不定、不可捉摸的东西,就会导致相对主义和诡辩论。

这种和唯物辩证法根本对立的哲学思潮过去有,现在也还有。例如,中国古代的庄子提出,“方生方死,方死方生,方可方不可,方不可方可”,把生与死、可与不可之间的过渡和转化片面化、绝对化,抹杀了事物的相对稳定性和质的差别,得出了“万物齐一”的结论。古希腊的克拉底鲁认为,人不能一次踏进同一条河流,甚至认为万物只是一阵风,因此,他拒绝给事物以名称,断言“什么也不能说”。当代美国新黑格尔主义者罗伊斯把现实中的一切当做是没有任何相对静止和稳定的纯粹流变,认为人们根本无法知道任何一件固定和明白呈现的东西。当代法国生命哲学家柏格森也把实在的东西当做是运动本身,认为这种运动就像一条河流,而这条河流只是纯粹的流动。这种相对主义和诡辩论在现实生活中是屡见不鲜的。列宁指出:“我们始终是辩证论者,我们同诡辩论作斗争的办法不是根本否认任何转化的可能性,而是在某一事物的环境和发展中对它进行具体分析。”[14]

总之,物质处在永恒的运动之中,不是没有静止,但静止只是相对的,运动才是绝对的。

同时,运动都是物质的运动,没有脱离物质的运动。物质是一切运动的担当者,这也已为全部科学事实所证明。宏观物体是机械运动的担当者,分子是热运动的担当者,电子和光子是电运动和光运动的担当者,生命有机体是生物运动的担当者,从事物质实践活动的人是社会运动的担当者,人脑是思维或精神运动的担当者,等等,一句话,物质是一切运动的担当者,是世界上一切发展过程的实在基础。

现代科学在对原子内部、原子核内部基本粒子的研究中,虽然发现了一些原来不知道的新的运动过程、运动特性。但是,这不是推翻了而恰恰是进一步证明了运动同物质的不可分离性。量子不具有静止质量,永远以光的速度运动着;电磁场不具有实物性,也没有静止质量。但是,无论是量子还是电磁场,都同具有静止质量的实物一样,都是物质的一种特殊形式,是真实的客观存在。

爱因斯坦相对论的质能相关式——E=mc2(能量等于质量乘光速的平方)证明了运动和物质不可分的原理,它表明,任何实物客体都具有质量,同时又具有与一定的质量相应的能量;物体的质量发生了变化,其能量必然发生相应的变化;同样,物体的能量发生了变化,其质量也会发生相应的变化。质能相关式所表述的质量和能量的联系是物质和运动联系的一种特殊形式,进一步证实了运动和物质是不可分割的,没有物质的运动是不存在的。

现代物理学发现,核聚变前核子质量的总和大于核聚变后核子质量的总和,人们把这种差额叫做“质量亏损”。这部分“亏损”的质量并未消失,转化为“纯粹”的运动或者说转化为没有质量的能量,相反,所谓“亏损”的质量乃是从核子的静止质量转化为光子等场量子的运动质量,并以光能等能量形式释放出来的。这表明,光能并不是没有质量的能量,光的运动也不是没有物质的运动;更重要的是,在核聚变前后静止质量和运动质量的总和仍然是守恒的。可见,没有物质的“纯粹”运动是根本不存在的。

掌握运动同物质不可分割的原理,对于反对唯心主义,坚持唯物主义的一元论,具有重要的意义。所有的唯心主义运动观都是和否定世界的物质性的观点联系在一起的,从根本上说,都是错误的。现代某些唯心主义哲学家仍然在谈论没有物质的“纯粹”运动,在这方面生命哲学家柏格森和过程哲学家怀特海的观点最有代表性。柏格森十分强调运动变化,以至他的哲学被称为“变的哲学”。然而,柏格森所说的运动变化不是指任何具体的事物的运动变化,而只是纯粹的“动作”、“活动性”、“倾向”。在柏格森看来,“事物和状态不过是我们的心灵所采取的一种观点,事物是不存在的,存在的只有动作”。这就是说,柏格森完全把物质排斥于运动变化范围之外,认为它们是永远僵固、无任何活动性的东西。怀特海的观点也与此类似。怀特海断言,能是“纯粹”的活动、“纯粹”的运动,实物和能没有区别,都是活动,因而世界的本质就是“纯粹”的活动,就是没有物质实体的“活动过程本身”。

不难看出,“生命哲学”、“过程哲学”的唯心主义实质在于,它们把运动和物质割裂开来,否定世界的物质性和客观性,设想存在着没有物质的所谓“活动”、“过程”,这不过是“物质消失了”的唯心主义结论在现代的表现形式。更重要的是,既然否定了“活动”、“过程”的物质基础,那么,就不能不走向信仰主义。柏格森径直提出,他所说的不断的活动、变化本身就是上帝。怀特海同样直言不讳地承认,神就是现实性的源泉,在“活动过程”中,神是“具有实体性的基础”。可见,离开物质和运动的统一性,会把人们引到哪里。

辩证唯物主义在强调物质和运动不可分的同时,还强调了物质运动有其固有的规律。一切实际的物质运动过程都不是杂乱无章、不可捉摸的,而是合规律地进行的。天体的运行,季节的更替,生物的进化,社会的发展等客观过程,都具有某种反复出现、必然如此的秩序和不可改变的趋势,这表明,一切物质运动都有自己的客观规律性。“世界是物质的有规律的运动”[15],没有规律的物质运动是不存在的,正如物质运动不能创造也不能消灭一样,物质运动所固有的规律也是不能创造和消灭的。只有从这一基本观点出发,才能把辩证唯物主义的世界观贯彻到底。

二、运动的基本形式

形而上学机械论不理解多样性和统一性、特殊和一般的对立统一,不了解物质形态的多样性,也不了解运动形式的多样性,并把多种多样的物质运动形式归结为机械运动,即物体在空间位置的移动和数量的增减,这就必然形成自然界绝对不变的见解。辩证唯物主义克服了机械唯物主义的这一缺陷,肯定物质形态是多样的,同时也肯定同物质不可分的运动也有多种多样的形式,认为物质的运动是“一般的变化”,包括宇宙中发生的单纯的位置移动直到思维的运动和过程。

多种多样的物质运动形式可归结为五种基本运动形式,在每一种基本运动形式中,又包含着许多具体的运动形式,每一种具体运动形式又有丰富多彩的表现。运动形式的划分也是有层次的。不同的物质运动形式有着不同的物质基础;各种物质运动形式是相互联系的,在一定条件下能够相互转化。在《自然辩证法》中,恩格斯根据当时科学达到的水平,按着从低级到高级的顺序和复杂程度,把多种多样的物质运动归结为机械的、物理的、化学的、生物的、社会的五种基本运动形式。

在现代,随着自然科学的飞速发展,新兴边缘科学的出现,人们对物质运动的认识和物质运动形式的分类已有很大的发展。根据现代科学发展状况,可把化学运动形式归入物理运动形式中,从而把多种多样的物质运动形式归结为四种基本运动形式。

一是机械运动,包括物质客体的空间位移,这是一切物质普遍具有的初级的、简单的运动形式。这一运动形式又可表现为等速或变速、直线或曲线、旋转或摇摆等具体形式。

二是物理运动,包括各种非生命物质在强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用和引力相互作用中的表现形式,具体表现主要有:(1)基本粒子的运动。(2)原子——分子运动。原子核和电子通过电磁相互作用结合为原子,并形成化学键,从而结合为分子和晶体。化学键的生成和断裂造成化合和分解运动。这里,包括了原先划分的化学运动形式,但又不局限于它。物理的电磁相互作用过程是化学过程的基础,二者密不可分。(3)天体运动,即在各种相互作用下各级宇宙系统即恒星、星系、星系团、总星系等的形成和演化。(4)地球物理运动,包括地壳的形成和演化、海陆变迁、造山运动、气象变化等。地壳的形成和演化本是天体演化的一个特例,由于地壳是人类居住繁衍的场所,所以有特别研究的必要。生物是地球物理运动发展到一定阶段的产物。自生物产生后,地球物理过程已不是纯物理的过程,因为生物活动反过来又影响地壳的变化。

三是生命运动。生命是以蛋白质和核酸为主的多分子系统的存在方式。生命运动的具体形式有:生物的新陈代谢;生物的遗传和变异;生物的反映。除此以外,还表现为生物群体内部、群体之间、生物与非生物之间以及人类与自然界之间的相互作用。

四是社会运动。具体表现为物质生活资料的生产活动,调整社会关系的活动以及精神活动或思维活动。社会运动不同于其他运动形式的特点就在于,它是由能思维、有目的的人的有意识的活动构成的。

不同的运动形式具有不同的物质基础和特殊矛盾。要真正认识和控制利用任何一种运动形式,就必须弄清它的物质基础。恩格斯针对当时科学发展水平提出:“不能指出,究竟是什么在带电的物体中运动”,“希望弄清楚:什么是电运动的真正物质基础,什么东西的运动引起电现象”[16]。发现电子以后,才为透彻说明电运动提供了可能。化学键理论的建立则丰富了对原子—分子层次上的物质组成和物质结构的知识,加深了对化学运动规律的认识。发现遗传物质脱氧核糖核酸(DNA)以后,才有分子遗传学的发展和遗传工程的兴起,从而为人类直接操纵遗传物质,改造和创造新的生物类型开辟了前景。马克思恩格斯之所以能对社会运动作出科学的解释,就在于“他们用唯物主义观点观察世界和人类,看出一切自然现象都有物质原因作基础,同样,人类社会的发展也是受物质力量即生产力的发展所制约的。生产力的发展决定人们在生产人类必需的产品时彼此所发生的关系”[17]。

不同的运动形式之间是相互联系的,低级运动形式是高级运动形式的基础,高级运动形式是由低级运动形式发展而来,并包含着低级运动形式的。把高级运动形式和低级运动形式割裂开来,看不到各种运动形式之间的相互联系,就无法说明多种多样的运动形式之间的统一性,也无法理解运动为什么按其本质来说是绝对的,按其具体表现来说又是相对的。例如,生物运动是在机械运动、物理运动和化学运动长期发展的基础上产生的。作为各种运动形式基础的运动形式是机械的和物理的运动,其他运动形式是在这个基础上发展起来的。割裂高级运动形式与低级运动形式的联系,就不能解释高级运动形式的起源,就会把高级运动形式看成是由某种特殊精神力量或神所创造的。

不同的运动形式是能够相互转化的。不同运动形式之间的相互转化是一种普遍的现象。例如,摩擦生热、生电,就是机械运动转化为物理运动。热引起燃烧,物理运动又转化为化学运动。在地球发展过程中,物质经过长期的机械的、物理的、特别是化学的作用,逐渐形成越来越复杂的化合物,出现了蛋白质和核酸,并由它们组成了蛋白体,产生了生命的运动。由于生物长期发展出现了类人猿,在劳动中类人猿变成了人,产生了人类社会运动以及思维运动。不同的物质运动形式之间不仅能够相互转化,而且转化前后总的能量是不变的。在从动能(机械力)转化为电、热、位能等的过程中,以及在发生相反的转化过程中,能量不会发生增减。这就是能量守恒和转化定律。能量守恒和转化定律证明:运动是不能被创造或被消灭的,它只能从一种形式转化为另一种形式。换言之,运动是永恒的、绝对的。

恩格斯认为,对于能量守恒和转化定律,不能仅仅从数量上去把握,还必须从性质上去把握。任何一种物质运动形式都能够从自身产生出、转化为其他运动形式的条件。这就是说,在不同运动形式的相互转化过程中,不仅能量的数量不变,而且一种运动形式向他种运动形式转化的能力也不会消失,这种转化的能力是物质本身具有的。“一种运动如果失去了转变为它所能有的各种不同形式的能力,那么即使它还具有潜在力,但是不再具有活动力了,因而它部分地被消灭了。但是这两种情况都是不可想象的。”[18]现代科学的发展证实了恩格斯论断的真理性。普利高津指出,宇宙是一个开放系统而不是孤立系统,它不会变得越来越单一,越来越无序,最后达到平衡而死亡;宇宙的发展决不会只有一个方向,它可能还有另一个方向,即变得越来越复杂,越来越丰富多彩,形成各种新的有序结构。因此,宇宙的历史没有自己的终结,总有新的发展、新的变化,历史是永远发展的。

掌握运动形式之间的互相联系,互相转化的辩证法,对于了解科学分类和科学发展过程具有指导意义。恩格斯指出:“研究运动的本性,自然曾不得不从这种运动的最低级、最简单的形式开始,先学会理解这样的形式,然后才能在说明更高级的和复杂的形式方面作出某些成绩。”[19]科学史证明,在研究低级运动形式的科学得到充分发展以前,研究高级运动形式的科学是难以得到充分发展的。在自然科学发展史上,最先发展起来的是力学,然后才有物理学的发展。化学差不多与物理学同时得到发展,但是,没有物理学的高度发展,化学难于从经验科学发展到理论科学。生物运动是一种高级的运动形式,它包含着机械的、物理的、化学的过程,有着新质的特点。但是,只有对这些低级运动形式进行专门的研究,才能弄清楚生命运动形式是怎样从支配着非生物界的运动形式转化而来的,才能科学解答生命起源和生命本质的问题。现代化学的发现,产生了分子生物学这一崭新的学科。它对于蛋白质和核酸的分子结构、化学成分和化学反应过程的研究,有助于揭示新陈代谢、遗传变异过程的机制,从而大大深化我们对生命的起源和生命本质的理解。

利用低级运动形式的规律和方法去研究高级运动形式是科学研究中的必要步骤和环节。例如,量子化学就是运用现代物理学去研究化学现象,并取得了重要的成就。为了把握高级运动形式的本质而研究其中包含着的低级运动形式,完全符合辩证唯物主义的认识论。过去把这类科学研究方法统统斥之为“还原论”而蛮横地加以批判和扼杀,在理论上是完全错误的,在实践上是极端有害的。当然,这并不是说可以抹杀不同运动形式的质的区别,可以把高级运动形式等同或归结为低级运动形式。如果把生命现象完全归结为机械的、物理的和化学的运动,那就不能说明生物的新陈代谢和遗传变异。如果把社会运动完全归结为生物运动,如所谓“社会达尔文主义”,那么,就不可能真正理解、科学解答社会生活的本质和人的本质的问题。这种“还原论”是应当批判的。

三、时间和空间是物质运动的表现形式

世界是物质的,物质是运动的,而任何物质的运动都必以一定的时间和空间的方式、特性表现出来,概莫能外。所以,时间和空间是物质及其运动的基本属性和普遍形式。机械运动是任何运动形式都包含的最简单、最基本的运动形式,而机械运动就是物体或物质微观粒子在一定时间内的空间的位置移动。仅从这一点就足以证明,一切物质运动都离不开时间和空间。

空间是指运动着的物质客体的广延性和并存的秩序。时间是指运动着的物质客体的持续性、间隔性和顺序性。就我们人类所在的物质世界而言,空间的一般特点是三维性,即任何物质形态的存在都表现为一定立体的特征,有其长、宽、高的广延,某一物体对其他物体的位置由前后、上下、左右三个方面的关系来确定。这种关系在几何学中,以三根相互垂直并通过原点的直线来表示。没有高度只有长宽的面(二维空间)和只有长短没有宽度的线(一维空间)都是不存在的,它们只是人们的科学抽象,这种抽象对人们弄清空间的几何特性是有很大帮助的。时间的最一般特征是一维性,即永远向前流逝,不可复归的特性。现代科学基于时空的不可分的特性,把三维空间和一维时间结合在一起,称之为“四维时空”。

时间与空间的问题是人们在日常生活和生产实践中不可避免的,在人类早期就形成时间知觉和空间知觉。它们是人们整理感觉经验的必不可少的形式。因此,时间、空间问题不仅是本体论的问题,而且是认识论的问题。离开时间和空间的知觉就不可能感知物质客体的存在及其运动,无从进行任何有意识、有目的的活动。人类早期的时空知觉是与对物体运动的知觉纠缠在一起的。随着人类抽象思维能力的提高,人们才逐步形成时间和空间观念,形成标志这两种观念的概念范畴。据《尸子》一书记载,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。在哲学和科学发展中,人类对时间空间的认识不断深化。马克思和恩格斯批判地吸取以往时空观的合理因素,提出了辩证唯物主义的时空观。

第一,时间和空间与物质运动不可分离。

在中国,古代墨家已认识到时间空间与具体实体运动的联系,指出“远近,修也;先后,久也。民行修必以久也”。在西方,古希腊亚里士多德认为,时间空间都是事物之间的关系,时空是离不开事物的运动的。这种“关系论”的时空观在后来莱布尼茨的学说中得到发展。黑格尔也认为,“时间和空间都属于运动”,运动的本质是“时间和空间的直接统一”。辩证唯物主义批判地吸收这些合理的因素,提出物质运动不能没有自己的时间和空间;时间和空间也不能离开物质的运动。

没有离开时间空间的物质运动。古希腊的巴门尼德认为,存在是“完整的、唯一的、不动的”,因而是没有时间的;杜林宣称,在世界开始运动变化之前,曾有一个不经历时间的“自身等同状态”。现代科学证明,没有在时间以外的物质运动。如果说一个东西,不曾有过去,也没有现在和将来,那就是说根本没有这个东西。空间之于物质的运动也是一样,根本没有在空间以外的物质运动。运动着的物质必须占有一定的位置,一定的体积。存在于空间之外的东西,就是在任何地方都没有的东西,因而也就是根本不存在的东西。

时间和空间离不开物质的运动。恩格斯指出:“物质的这两种存在形式离开了物质当然都是无,都是仅仅存在于我们头脑之中的空洞的观念、抽象。”[20]时间是以物质的空间运动来度量的,离开物质的空间运动,它就是无法度量、神秘莫测的。测量时间的单位的年、月、日等是靠天体在空间中的运动来确定的。测定时间的方法也离不开物质在空间的运动。自古以来测定时间的方法,如铜壶滴漏、信香、日晷、钟表等,无一不是如此。现代天文台测定标准时间,也要靠对天体运行的精密的观察,或者用石英钟、原子钟的振**频率。

空间同样也是以物质在时间中的运动来度量的。用尺子来测量空间距离,这已经表现了空间(距离)同物质(尺子)的运动(用尺量)的关系。不过,这种测量方法有极大的局限性,它既无法测量天体间的大宇宙空间,也无法测量微观粒子的小宇宙空间,在可以用尺子测定空间长度的地方,也不能保证测量的精确度。真正普遍适用又可以保证测量精度的方法,是特定的物质的运动。测定宇宙天体之间距离的单位是光年。对普通长度的精微测量以及对微观世界内极小长度的测定,都得用电磁波(包括光波、X射线等)以及其他基本粒子的物质波的运动来测定。

设想脱离一切物质运动而独立存在的时间和空间,是机械唯物主义时空观的特征。

德谟克里特认为,万物的始基是原子与虚空,虚空是原子运动的场所,而虚空是无物质的空虚的空间,这种空虚无物质的空间却和物质实体一样是实在的。这种观点后来被人们称为“实体论”的时空观。布鲁诺、伽利略继承和发展了德谟克里特的虚空说,把时空看做是物质运动不变的框架,即设想“空无一物”的空间和“空无一事”的时间。牛顿的“绝对空间”、“绝对时间”是这种形而上学机械论观点的典型代表:“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,而且由于其本性而均匀地,与任何其他外界事物无关的流逝着”。

在爱因斯坦相对论之前,牛顿机械论的“实体论”观长期统治着科学界。其原因在于,这种观点符合人们日常生活中的朴素经验,更重要的是,当时科学还没有进入高速现象和微观世界的领域,还无法察觉由于物质运动状态变化引起的时空的变化。

现代科学表明,绝对空虚的空间是不存在的,宇宙空间中存在有引力场、电磁场和宇宙射线等,这些东西都是客观的实在,都是物质的特殊形态。正是实物和场,充满了整个宇宙空间。特别是宇宙背景辐射的发现,更进一步证明了不存在绝对空虚的宇宙空间。万有引力并不是什么神秘的“超距作用”,而是通过物质的一种特殊形态——引力场来传递的。

总之,物质的运动与时间和空间是密不可分的,没有脱离时间空间的物质运动,也没有脱离物质运动的时间空间。

第二,时间与空间的绝对性和相对性。

物质和运动的存在是绝对的,物质和运动的具体形态、特性则是相对的、多样的。既然时间和空间与物质运动是不可分的,是物质运动的表现形式,那么,时间和空间的存在也是绝对的,它们的具体表现形态也是相对的,多样的。这是更深一步地揭示时间和空间与物质运动的密不可分的联系,以便更好地划清辩证唯物主义时空观与形而上学机械论时空观、唯心主义时空观之间的原则界限。

长期以来,人们把欧几里得几何学看做是揭示空间特性的绝对真理的体系,认为它的公理和定理反映着与物质运动形态变化无关的、绝对不变的空间的特性。可是,非欧几何学则不承认有什么绝对不变的空间特性,提出了不同于欧几里得几何学的公理和定理,建立了种种不同的理论体系。例如,欧几里得几何学认为三角形三内角之和等于180°;非欧几何学中有的分支学科认为三角形三内角之和大于180°,有的则认为小于180°。实际上,二者都是运动着的物质的空间特性的反映。欧几里得几何学只是近似地反映了普通的、有限的地面空间的特性,它被人们在地面的普通的实践活动所证实;非欧几何学则反映了天体运行的大尺度宇宙空间和微观粒子活动的小尺度微观空间的特性,它的正确性被人们对天体活动的精密观察和对微观粒子的深入研究所证实。同时,科学也证明了欧几里得几何学认为空间有某种与物质运动无关的、绝对不变的特性的观点是错误的;而非欧几何学关于空间没有什么绝对不变的特性的观点则是正确的。前者的局限是由实践活动的广度和深度的不足造成的;后者的创立反映了人类实践的发展和认识的深化,进一步证实了辩证唯物主义的时空观。这在认识论上有重大现实意义。如果人们的头脑束缚在欧几里得几何学的框框内,如果没有非欧几里得几何学的出现,那么,人们是无法正确理解天体的运动和微观粒子的运动的。

爱因斯坦的相对论对于证实辩证唯物主义时空观具有重大意义。爱因斯坦的相对论(包括狭义的和广义的相对论),用新的科学事实揭示了时间和空间同运动着的物质之间不可分割的联系,揭示了时间和空间的特性为物质运动的特性所制约,是随着物质运动的特性的变化而变化的,从而否定了把物质和时空分裂开来的机械论的时空观,推翻了不受物质制约的“绝对时间”、“绝对空间”的理论。

狭义相对论告诉我们,物质客体尽管都有其空间的广延性和时间的顺序性,但是,在不同的物质体系中,空间广延的大小(长度)和时间间隔的快慢也是相对的,而不是绝对的。狭义相对论揭示了牛顿力学所没有的新现象,如运动的尺子会缩短,运动的时钟会变慢。根据相对论的公式,尺子的长度在不同的运动着的物质体系中是不一样的,它沿着运动方向的长度随着运动速度的增加而缩短,运动的速度越快,长度就变得越短。

这就是说,空间的广延性或伸张性是随着物质运动的变化而变化的。同样,同一个时钟的时间间隔性在不同的运动着的物质体系中也不一样,指针的速率随着运动速度的增加而变慢,运动的速度越快,指针的速率就变得越来越慢。换言之,时间的间隔性是随着物质运动的变化而变化的,而不是绝对不变的。

广义相对论进一步揭示了时间和空间的特性同物质运动的特性的紧密联系。广义相对论指出,物质质量的分布和运动以及引力场的作用,决定着时空的结构。例如,在我们日常生活中所理解的空间,是以光的匀速直线运动为特征的“平直空间”。但是,光在宇宙间巨大引力场作用下所走过的路线事实上是有偏转或弯曲的,并非总是匀速直线。光在运动中发生变速和弯曲,在科学上叫做时空的弯曲。这种现象业已被科学的观测所证明。

总之,现代科学的发展进一步证明了空间、时间与物质运动的不可分,揭示了具体空间时间的特性是受具体物质运动状态(质量分布和运动速度等)的制约的。

第三,空间和时间的客观性。

时间和空间同物质运动不可分割,是物质运动的表现形式,而物质和运动都是客观的,是不依赖于人的意识的客观存在。“唯物主义既然承认客观实在即运动着的物质不依赖于我们的意识而存在,也就必然要承认时间和空间的客观实在性。”[21]时间和空间的客观性就是指物质运动的时间空间特性不依赖于人对它的意识,不依赖于人的时空观念和时空知觉。

同否认物质的客观实在性相联系,唯心主义总是否认时间和空间的客观性,把时间和空间看做是意识、观念的产物。

主观唯心主义者直接否认时间和空间的客观性,把时间和空间看做是存在于人的意识和感觉之中的观念形式。康德认为,时间和空间是人类感性直观中的先天形式,人们通过这种先天形式去感知事物,才给予事物以时间性和空间性。马赫断言,时间和空间是“感觉系列调整了的体系”,是用以整理认识材料的工具,调整认识材料先后顺序的就是时间,调整这些认识材料相互之间上下、前后、左右排列秩序的就是空间。

客观唯心主义一般不直接否定时空的客观性,而是把时空看成某种客观精神的特性和产物。黑格尔认为,时间和空间是绝对观念发展的产物,只是在绝对观念外化为自然以后才出现空间。自然界在时间上是不能发展的,只能在空间上展开自己的多样性;在绝对观念发展到人的精神活动阶段,才有时间。这种认为自然界只有空间的展开而没有时间顺序的观点,把自然界、物质看做绝对精神的创造物,自然物只能按它被创造出的原始状态在空间扩张,只能有数量的增加,不会有新特征、新事物的出现,实际上否认了自然界的运动、变化和发展。

形而上学唯物主义肯定时空的客观性,但又否认物质运动和时空密不可分的联系,最终陷入唯心主义。首先,他们所设想的脱离物质运动与物质运动并存的时间空间,只能是一种神秘的不可捉摸的东西。其次,他们不理解与物质运动观念可变性相联系的时空观念的可变性,所以,一旦出现时空观念改变的事实,就否认时空的客观性,把时空看做是人们意识的产物。机械地理解时空的客观性不仅不能把关于时空的唯物主义观点贯彻到底,而且往往成为通向唯心主义时空观的桥梁。

一般来说,不理解或否认时空客观性的认识论根源,就在于不能区分物质运动的时空特性本身和人们关于它们的认识即时空观念,以及测量它们的具体方式等。时空概念是撇开时空物质内容的思维抽象,如果忘记了思维的抽象并不等于现实的存在,就有可能误认为现实的时空也没有物质内容。在相对论和量子力学产生以前,人们的时空观念长期没有变化,使得人们误认为时空是某种永恒不变的主观形式。当相对论和量子力学产生以后,时空观又发生了惊人的剧烈变革,这更使一些人认为时空是人们主观经验的产物。然而,事实却像列宁所说的那样,“正如关于物质的构造和运动形式的科学知识的可变性并没有推翻外部世界的客观实在性一样,人类的时空观念的可变性也没有推翻空间和时间的客观实在性”[22]。同物质世界的具体形态和运动形式相联系的时空特性是多样的、可变的,人们对它们的认识和把握也是不断深化和发展的。这种深化和发展的本质只能是人的主观向客观的时空特性的不断接近和符合,而不是主观代替客观、观念代替现实。

四、物质世界时—空的有限性和无限性

辩证唯物主义认为,时间和空间是物质运动的表现形式,物质是不灭的、无限的,并且处在永恒的运动之中,因此,作为物质运动表现形式的空间和时间也是无限的。具体的物质形态在时间和空间上都是有限的,都具有或大或小的体积和规模,都有其产生、发展和灭亡的或长或短的过程。物质世界的时空无限由具体物质形态的有限时空所构成,并通过具体物质形态在有限时空上的运动和变化表现出来。

时间和空间密切联系,二者的无限性不可分割。现代天文学借助射电望远镜观察到距地球100亿光年外的天体,仍然没有也不可能发现空间的边际。这意味着我们发现了存在于100亿年以前的天体,仍然没有也不可能找到时间的开端。肯定了空间的无限性,也就同时承认了时间的无限性;反之亦然。“诸宇宙在无限时间内永恒重复的先后相继,不过是无数宇宙在无限空间内同时并存的逻辑补充”[23]。

在古代,特别是在中世纪,时空有限论曾长期占统治地位,同时,也出现了时空无限论的观点。在中国古代,张衡就指出,“宇之表无极,宙之端无穷”。在古希腊,德谟克里特认为虚空就是无限的空间,时间也是没有开端的。卢克莱修明确指出:“宇宙在它前进的道路上,没有一个地方是被限定了的”,“一个人不论站在什么地方,他的周围总会有那无限的宇宙向各方面伸展”。17世纪,牛顿把时空无限性的概念与万有引力定律联系起来,开始了时空观和自然科学的直接联系。但是,从哲学上看,牛顿对时空无限性的理解并没有超出他的前辈,仍然把空间看成是与物质存在相对立的虚空,把时间看成是一种抽象的持续性,只是看到时空无限性的量的方面,没有看到时空无限性有质的方面的多样性。

如果说天文学的成就是对时空有限论的反面否证的话,那么,能量守恒和转化的科学定律则是对时空无限论的正面确证。这一“伟大的运动基本规律”说明,物质运动是不能创造也不能消灭的,因此,作为物质运动表现形式的时间和空间也是不能创造、不能消灭的;现实的时间和空间是个永恒的存在,它们既不是由“无时空”状态转变而来,也不会在某个“临界点”幻化为乌有。时空有限论恰恰正是以无中生有、有化为无作为自己的逻辑条件,这就从根本上违背了能量守恒和转化定律。

现代天文观测发现,河外星体普遍存在着“红移”的现象,即银河系以外星系所发的光普遍地向可见光谱的低频端(红端)移动,这说明河外星系正以很高的速度远离银河系而去。根据这种现象,有的宇宙学家提出了宇宙大爆炸的理论:假设在某个时刻(200亿年以前),宇宙中所有的物质都密集成一个极端致密,温度极高的“原始原子”,它像一个超放射性的巨核一样,由于一系列放射性蜕变而发生激烈的爆炸,使物质散开,然后由急而缓地膨胀下去。这一科学假说可以解释目前已知的关于天体物理的许多观察事实,比现代宇宙论的其他假说有优越之处,但它终究还是一个有待进一步研究和证实的假说。

“我们所说的宇宙年龄,是指大爆炸以后逝去的时间。我们不能排除存在一个爆炸前时期的可能性,但对此我们基本上无话可说。”宇宙学家希尔克的这一观点是正确的。宇宙大爆炸论除了无法解释爆炸前的存在以外,还无法说明宇宙的均匀性(因果性)等问题。所以,有的宇宙学家又提出了“膨胀宇宙论”(Inflationary Universe Theory)。这个新的理论提出:我们所在的宇宙不过是大宇宙中数不清的宇宙中的一个,大宇宙要大得多。这种多宇宙的观点,同恩格斯的存在着“在我们的宇宙以外的无限多的宇宙”[24]的科学预言是一致的。这就是说,在科学发展的一定阶段,我们所观察到的宇宙总是有限的,它不过是无限的物质世界的一部分。

“无限纯粹是由有限组成的,这已经是矛盾,可是事情就是这样。”[25]康德就已经觉察到了有限和无限的矛盾。康德认为,一方面可以证明时间有开端、空间有界限,即时空是有限的;另一方面也可以证明时间无开端、空间无界限,即时空是无限的,并由此进一步推论,既然时空有限和时空无限都可以得到证明,那么,就可以用对有限的证明来推翻无限,用对无限的证明来推翻有限。因此,说有限或无限都同样是荒谬的。这就是康德的著名的“二律背反”之一。康德由此作出结论:对于时空有限和无限的关系问题解答,理性是无能为力的,世界的本质是不可知的。康德“二律背反”的实质就在于,发现了有限和无限的对立,却未能把二者统一起来。

把有限和无限对立双方辩证地统一起来的是黑格尔。黑格尔认为,作为绝对观念体现的具体事物都有自己确定的界限,即都是有限的,有限是对无限的否定;“有限自身的本性,就是超越自己,否定自己的否定,并成为无限”,“使有限转化为无限的,不是外在的力量,而是它(有限)的本性”。列宁认为,黑格尔这个思想说明了“事物本身、自然界本身、事件进程本身的辩证法”[26]。

有限和无限的关系是物质的运动在时间和空间上表现出来的辩证关系。有限包含着无限。每一具体的有限的事物都有无限多的质,每一种质又有无限多的量的等级,如颜色的深浅、冷热的程度、生命的长短等。事物本身既是有限的,又是无限的,没有脱离有限而独立存在的无限,我们只能从有限中去认识无限。“一切真实的、穷尽的认识都只在于:我们在思想中把个别的东西从个别性提高到特殊性,然后再从特殊性提高到普遍性;我们从有限中找到无限,从暂时中找到永久,并且使之确立起来。”[27]这是其一。

其二,要联系并依据物质及其运动来考察有限和无限。任何具体的事物在时间、空间上都是有限的,即都具有确定的界限;由于事物的运动、转化的本性,有限的界限不断被打破、否定而趋向无限。有着确定界限的“某物”本身就包含着打破界限、扬弃有限,转化为“他物”的无限趋势。

其三,无限包含着有限,无限是有限构成的。物质的时空无限性并不是抽象的、同有限相分离的,而总是和具体物质形态的时空有限性相联结的,有限并不存在于无限之外,而是构成无限的环节、部分和因素。

其四,有限是局部,是有条件的、暂时的,因而是相对的,正如事物的常住性是相对的一样;无限是全体,是无条件的、永恒的,因而是绝对的,正如事物的变动性是绝对的一样。

时间与空间的有限性和无限性,就是这样一个实实在在的、现实的矛盾。“任何消除这些矛盾的尝试都会引起新的更糟糕的矛盾。”[28]