現(xiàn)代時間的“發(fā)明”及結(jié)果（譯者序） 1 在瑞士的時候，我偶爾會前往離家不遠(yuǎn)的玫瑰園，眺望對岸的伯爾尼舊城。300年來，除去幾座高樓和橋梁，這里的景觀基本沒有變化：太陽照耀著雪山，劃過天際；阿勒河流經(jīng)深谷，清澈見底；半島上灰墻紅瓦，鱗次櫛比。有時，鐘聲從四面八方涌來，它們此起彼伏，充盈山谷，欲打破天地的沉寂——殊不知，1905年，就在這片鐘聲里，有一位青年公務(wù)員架起提琴，演奏出震驚世界的時空序曲。 太陽、流水、鐘聲都是時間的象征，那么，我們所說的“時間”到底是什么？它是實在的，還是虛幻的？物質(zhì)的，還是精神的？絕對的，還是相對的？有限的，還是無限的？換言之，我們的時間觀念是如何形成的，以及，我們能否認(rèn)識時間的本質(zhì)？ 人類對時間的認(rèn)識來源于對自然的觀察。一方面，天體運(yùn)動造就了晝夜、月相和季節(jié)等有著近似固定的周期，生物體在進(jìn)化過程中也形成了與之和諧的節(jié)律。為了使這些周期相互匹配，把握農(nóng)業(yè)、祭祀、軍事等社會活動的“時機(jī)”——“時”的本義就是“時機(jī)”（“敬授民時”），古人設(shè)置復(fù)雜的歷法規(guī)則，創(chuàng)造了以年、月、日（以及后來無關(guān)天象的時、分、秒）為標(biāo)度的時間體系。當(dāng)這些標(biāo)度被數(shù)學(xué)化后，自然的時間就成為測度的時間。因此，亞里士多德認(rèn)為“時間是運(yùn)動的數(shù)目”。 另一方面，能夠感知“自我”和“現(xiàn)在”的生命，都難逃生老病死的命運(yùn)。古人先驗地意識到自己“向死而生”，聯(lián)想到現(xiàn)在進(jìn)入過去，未來進(jìn)入現(xiàn)在，人死不能復(fù)生，覆水不能再收——“時間之矢”仿佛是一條線性、均勻、“逝者如斯”的河流。 上述兩種經(jīng)驗——標(biāo)度/測度時間經(jīng)驗和時間之流經(jīng)驗——奠定了數(shù)學(xué)化、空間化的時間觀的基礎(chǔ)。它們對應(yīng)不同的世界觀和歷史觀，啟發(fā)了人類對時間本質(zhì)的思考。古印度和古希臘人覺得時間是循環(huán)的：畢達(dá)哥拉斯學(xué)派認(rèn)為時間就是恒星天球，柏拉圖將時間視為天球的永恒轉(zhuǎn)動；猶太教和基督教則基于上帝和創(chuàng)世的觀念，主張有始有終的線性時間。到了中世紀(jì)后期，線性時間觀已經(jīng)深入歐洲社會，盡管循環(huán)時間觀在民間依然盛行。 14世紀(jì)，使用擒縱機(jī)制、以重力為動力的原始機(jī)械鐘出現(xiàn)在西歐的教堂和鐘樓，成為最早不間斷運(yùn)行的計時工具。重力鐘起初只是報時鐘，后來才增加了時針和分針。但是，它的走時極不準(zhǔn)確，每天的誤差多達(dá)十幾分鐘，與日晷、沙漏和刻漏相比并無突出優(yōu)勢。 直到1583年，伽利略發(fā)現(xiàn)了擺的等時性——擺的周期與擺長的平方根成正比。利用該原理，惠更斯于1657年制作了擺鐘，又于1675年發(fā)明了擺輪游絲。這不僅使機(jī)械鐘的誤差減少至每天1分鐘以內(nèi)，也為便攜式鐘表的誕生鋪平了道路。 新式鐘表結(jié)合了兩種時間觀念：指針的運(yùn)動既模擬循環(huán)，也呈現(xiàn)流逝，時間單位從一刻鐘精確到分，然后到秒。此后數(shù)十年間，它開啟了一場影響深遠(yuǎn)的時間革命：鐘表時間進(jìn)入城市生活的每一個角落，激發(fā)了科學(xué)的火花，改變了社會的面貌，重構(gòu)了人與時間的關(guān)系，推動了關(guān)于時間本質(zhì)的思考。德國科普作家和科學(xué)史家托馬斯·德·帕多瓦認(rèn)為，這是現(xiàn)代時間及其觀念被“發(fā)明”的年代，甚至是“近現(xiàn)代/新時代”的開端。他以2位著名見證者和參與者——牛頓（1643～1727）和萊布尼茨（1646～1716）——的生平為線索，講述了人類科技史、社會史和觀念史上的一個精彩篇章。 2 牛頓、萊布尼茨以及兩人之間的恩怨糾葛早已老生常談。不過，萊布尼茨為后世留下了多達(dá)20萬張草稿和1.5萬封信的龐大遺產(chǎn)，其整理和分析工作至今仍在進(jìn)行。德·帕多瓦根據(jù)最新研究成果，運(yùn)用多線敘事手法，將兩人的經(jīng)歷與重大歷史事件相交織，讓讀者跟隨300多年前西歐社會的動蕩、變革與發(fā)展，逐漸走近2位令我們感到熟悉而又陌生的主人公。 不難發(fā)現(xiàn)，牛頓和萊布尼茨有不少共同點(diǎn)：他們都出身平民，父親很早去世，牛頓甚至是遺腹子，但家境都還算殷實；兩人都是超越時代的天才和百科全書式的通才，年紀(jì)輕輕就在學(xué)界嶄露頭角；他們都懷著建立統(tǒng)一、自洽的世界知識體系的雄心，并矢志不渝；兩人都過著孤獨(dú)、勤奮而嚴(yán)格的生活，終身未婚，也沒有子女。 他們的差異同樣明顯：牛頓生長在農(nóng)村，他首先通過觀察自然來認(rèn)識世界，而萊布尼茨成長于大學(xué)，書本是其學(xué)問的主要來源——這將為雙方不同的哲學(xué)主張埋下伏筆；牛頓的生活洋溢著古典主義的節(jié)制和簡樸，萊布尼茨則多了一絲巴洛克式的張揚(yáng)與浮夸；牛頓性格孤僻，其專斷、粗暴、刻薄的行事風(fēng)格讓人難以接受，而萊布尼茨不懼怕社交，說起話來更是滔滔不絕；牛頓長期擔(dān)任數(shù)學(xué)教授，對一官半職興趣不大，萊布尼茨則汲汲于公共事務(wù)，對政治問題有著宏大而獨(dú)到的見解。 令人意外的是，無論在學(xué)界還是仕途，牛頓都更加符合“成功”的標(biāo)準(zhǔn)。他不但提出了革命性的力學(xué)和光學(xué)理論，成為近代自然科學(xué)的集大成者，而且做事嚴(yán)謹(jǐn)周全，為英國皇家鑄幣廠的整合立下了汗馬功勞，被封為低階貴族；萊布尼茨則有些三心二意，雖輾轉(zhuǎn)于美因茨、巴黎、漢諾威、維也納和柏林，卻未能實現(xiàn)自己的政治抱負(fù)。相應(yīng)的，兩人迎來了迥異的結(jié)局——一位享受國葬待遇，備極榮哀，另一位去世后卻無人問津。 究其客觀原因，我們在新式鐘表的普及過程中可見一斑：英格蘭歷經(jīng)波折完成了資產(chǎn)階級革命，確立了君主立憲制，工商業(yè)蓬勃發(fā)展——倫敦成為領(lǐng)先的鐘表業(yè)中心（直到100年后被瑞士的日內(nèi)瓦和汝拉山區(qū)取代），平民獲得了更多的上升機(jī)會；反觀德意志，它慘遭三十年戰(zhàn)爭的蹂躪，政治支離破碎，各邦固步自封，工商業(yè)明顯衰落。當(dāng)牛頓能夠長期與各界精英為伍并“站在巨人的肩膀上”時，萊布尼茨只能依靠通信與各國學(xué)者保持聯(lián)絡(luò)，他的進(jìn)步思想也不為貴族階層所重視。 兩個未能殊途同歸的偉大靈魂從未謀面。牛頓一生沒有離開過英倫，萊布尼茨雖兩次到訪倫敦，卻與前者擦肩而過。兩人的接觸僅限于幾番學(xué)術(shù)通信。沒想到，這也埋下了誤會的種子。結(jié)果，牛頓和萊布尼茨之所以被后世相提并論，竟然是因為一樁著名的公案。 牛頓早在1665年就發(fā)明了流數(shù)術(shù)，卻由于謙虛或固執(zhí)而沒有將成果公之于眾——他寧愿在與萊布尼茨的通信中“捉迷藏”。10年后，萊布尼茨率先發(fā)表了更加簡潔實用的微積分體系。后人研究表明，雖然萊布尼茨可能對牛頓的思想片段略知一二，但他的發(fā)明足以被視為獨(dú)立完成。 然而，這無法阻止優(yōu)先權(quán)之爭演變成一場國際鬧�。核�的起因并非2名當(dāng)事人的沖突，而是牛頓支持者們煽風(fēng)點(diǎn)火；爭吵發(fā)生后，皇家學(xué)會會長牛頓躲在幕后，指使學(xué)會針對萊布尼茨開展調(diào)查，卻沒有給后者辯解的機(jī)會；深感委屈的萊布尼茨不愿妥協(xié)退讓，甚至引導(dǎo)輿論發(fā)動反擊。英倫和歐陸學(xué)者分成兩個陣營，雙方從學(xué)術(shù)討論滑向人身攻擊，最終也未能達(dá)成和解。 從歷史上看，這場風(fēng)波只是不列顛與歐陸之間綿延至今的無數(shù)齟齬之一。就在同一時期，笛卡爾提出的旋渦理論阻礙了經(jīng)典力學(xué)在大陸獲得接受，牛頓堅持的流數(shù)術(shù)也使英國數(shù)學(xué)發(fā)展延誤達(dá)數(shù)十年之久。事實上，近代以來的任何重大科學(xué)成果都不是某人被蘋果砸中后的靈光乍現(xiàn)，而是歷代知識的積累、傳承和發(fā)展，是跨國交流與合作的結(jié)晶——開放帶來進(jìn)步，封閉必然落后。在全球聯(lián)動日益緊密而科技壁壘可能被重新筑起的今天，這樣的信念尤為珍貴。 3 科學(xué)在成為我們所熟悉的模樣之前，走過了曲折的歷程。有意思的是，德·帕多瓦揭露的近代學(xué)術(shù)圈內(nèi)的爭名奪利、拉幫結(jié)派和數(shù)據(jù)造假現(xiàn)象——它們至今非常普遍，實際上也反映著西歐科學(xué)事業(yè)的蓬勃發(fā)展。17世紀(jì)后期，在培根、伽利略、開普勒、哈維和笛卡爾身后，對世界奧秘的探索仍局限于一個由大多擔(dān)任公職或教職的博學(xué)之士——馮·格里克、帕斯卡、波義耳、斯賓諾莎、惠更斯、胡克、列文虎克、牛頓、萊布尼茨、雷恩、佛蘭斯蒂德、哈雷等——所組成的小圈子。此后數(shù)十年間，這個群體在倫敦、巴黎和柏林建立了科學(xué)院和天文臺，發(fā)行了最早的科學(xué)期刊，開始了最早的同行評審活動，簡言之——推動了現(xiàn)代自然科學(xué)的誕生。在此過程中，鐘表扮演了不容忽視的角色。 第一，鐘表推動科學(xué)成為獨(dú)立的觀念體系。隨著新式鐘表的誕生，標(biāo)度時間徹底讓位于測度時間。時間獨(dú)立于自然現(xiàn)象，成為可被準(zhǔn)確計量的物理參數(shù)，這強(qiáng)化了對世界的客觀性及其數(shù)學(xué)本質(zhì)的信念�！叭绻�這些計時器沒有被預(yù)先發(fā)明，牛頓在17世紀(jì)末創(chuàng)立普遍的運(yùn)動和引力理論就是不可想象的�！� 第二，鐘表提供了科學(xué)實驗的核心裝備。新式鐘表的精度大為提高，使進(jìn)行更加復(fù)雜的物理實驗成為可能。而且，鐘表是一切精密機(jī)械的鼻祖，它的制造技術(shù)和經(jīng)驗適用于眾多科學(xué)儀器，正是后者決定了未來科研發(fā)展的方向。 第三，鐘表建立了學(xué)術(shù)界、手工業(yè)和政府的新型合作關(guān)系。鐘表匠是天然的高級技師，他們幫助惠更斯、胡克、萊布尼茨等學(xué)者把構(gòu)想變成實物——用今天的話說，就是科研成果轉(zhuǎn)化。為了解決“經(jīng)度難題”，英國政府設(shè)立專門委員會并對航海鐘表的設(shè)計者賜予重金——這可謂最早的科技政策之一。在這兩個案例中，我們可以看到各部門協(xié)同參與的現(xiàn)代創(chuàng)新體系的雛形。 也許，鐘表還可以部分解釋“大分流”為何發(fā)生。在1697年出版的《中國近事》里，萊布尼茨依然相信：“中國和歐洲代表了人類文化的兩座高峰，如果中西加強(qiáng)合作與文化交流，便可以達(dá)成完美和諧的世界。”可是，當(dāng)利瑪竇以來的傳教士一次次將彼時最先進(jìn)的機(jī)械鐘表呈獻(xiàn)給中國皇帝，它們卻只是被視為“奇巧淫技”。即使是愛好西方科學(xué)技術(shù)的康熙帝，也從未認(rèn)識到這些器物的潛在價值，更不愿臣民接觸外夷的技術(shù)知識。于是，這些當(dāng)權(quán)者的私人玩物被封藏在禁宮深處達(dá)幾個世紀(jì)，直到成為故宮博物院的展品。 結(jié)果呢？由于缺乏精密計時技術(shù)，中國在被迫打開國門之前始終沒有出現(xiàn)發(fā)達(dá)的測度時 間，這在觀念和技術(shù)上阻礙了科學(xué)的進(jìn)步。更重要的是，鐘表未能在東亞催生出有序、高效的近代社會。在西方征服世界的過程中，新式鐘表提供的強(qiáng)大組織能力甚至發(fā)揮了比計時功能更關(guān)鍵的作用。 4 德·帕多瓦認(rèn)為：“從我們的時間文化來看，17世紀(jì)可謂設(shè)置了全新的標(biāo)準(zhǔn)�！笨陀^、數(shù)學(xué)的鐘表時間不僅改變了日常生活，也沖擊著原有的社會結(jié)構(gòu)，打破了君主和教會對時間制度的壟斷。隨著私人鐘表的普及，時間成為公共品，進(jìn)而推動了個體意識的覺醒。 以新式時間為參照，所有社會活動，無論是經(jīng)濟(jì)、宗教、軍事還是交通，無論是宮廷儀式還是私人約會，突然都變得可預(yù)期、可規(guī)劃、可協(xié)調(diào)，使百萬人口的大都市也能夠像鐘表機(jī)械那樣運(yùn)轉(zhuǎn)有序。在克勞利的工場，數(shù)學(xué)時間開始扮演組織者和控制者，成為機(jī)械化大生產(chǎn)的前提。因此，劉易斯·芒福德在20世紀(jì)總結(jié)道：“當(dāng)今工業(yè)時代的核心技術(shù)是鐘表，而不是蒸汽機(jī)�！� 新式時間將效率置于了前所未有的重要地位——效率（也就是速度）本身就是由測度時間所定義。時間如影隨形——效率無處不在；時間愈發(fā)精確——效率更加珍貴。當(dāng)效率成為市場競爭的決定性因素和技術(shù)裝置的基本參數(shù)，時間也被賦予價值——馬克思指出，商品價值決定于社會必要勞動時間。“時間就是金錢”的觀念，成為資本主義精神的座右銘，并隨著西方的擴(kuò)張被傳播到世界市場的各個角落。 不斷擴(kuò)大的市場要求統(tǒng)一的時間。于是，地方時間被官方認(rèn)定的標(biāo)準(zhǔn)時間取代，首先是城市，然后是國家，最后是全球——在鐵路和電報問世之后。1847年，英國主要鐵路公司決定統(tǒng)一火車時刻表，以格林尼治時間取代地方時間；1880和1884年，格林尼治時間又先后被英國政府和國際社會確定為全國標(biāo)準(zhǔn)時間和世界標(biāo)準(zhǔn)時間。如今，我們早已對“天涯共此時”習(xí)以為常。當(dāng)北京站奏起《東方紅》的時候，伯爾尼鐘樓內(nèi)的機(jī)械裝置將同時敲響。 可是，當(dāng)數(shù)學(xué)的社會時間統(tǒng)一了世界，它也切斷了人（首先是城市居民）與自然的聯(lián)系。個體的行為必須與集體確立的時間相協(xié)調(diào)，“守時”成為人們不得不遵守的美德。時間成了個人生活的指揮棒，讓整個社會圍繞它運(yùn)轉(zhuǎn)——就像凡爾賽的路易十四，但就算是太陽王也離不開鐘表。于是，時間取代了傳統(tǒng)權(quán)威，卻建立了自己的暴政：沒有鐘表，個人無法生活，社會立刻癱瘓。人類試圖通過置閏、均時差和夏令時成為時間的主人，實際上卻成了時間的奴仆。 因此，盡管效率越來越高，分工越來越細(xì)，時間始終屬于稀缺資源。甚至，人們在相互競爭之外，還要與時間競爭，如同賽場上的跑者。在越收越緊的時間之網(wǎng)里，“人們對過去充滿了悔恨，對未來充滿了恐懼，試圖拼命地抓住現(xiàn)在”，甚至需要刻意打發(fā)富余的時間。就在這忙忙碌碌、熙熙攘攘之中，世人陷入一種集體焦慮，在抱怨“時間都去哪兒了”的同時，只好絕望地懷念過去：“從前的日色變得慢，車、馬、郵件都慢……” 時至今日，我們的時間經(jīng)驗依然受到鐘表的主導(dǎo)。由于啟蒙運(yùn)動和進(jìn)化論的勝利，我們或許會把時間描述成螺旋發(fā)展的——線性為主，循環(huán)為輔。就像在《歷史研究》中，湯因比用車輪比喻歷史的進(jìn)程：“這兩種相異運(yùn)動的相互協(xié)調(diào)——一種主要的不可逆的運(yùn)動產(chǎn)生于次要的重復(fù)性運(yùn)動——可能就是我們所說的節(jié)律的本質(zhì)�！� 但是，這并不是時間的本質(zhì)。與太陽、流水和鐘聲一樣，鐘表時間只是時間的具象。想要探索真正的時間，我們必須追根溯源，尋找那個獨(dú)立于物質(zhì)、運(yùn)動和觀察者的時間本身。在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》開頭，牛頓區(qū)分了相對的、表觀的、通常的時間與絕對的、真實的、數(shù)學(xué)的時間。1715～1716年，他與萊布尼茨將就此展開一場影響深遠(yuǎn)的論戰(zhàn)，進(jìn)而將兩人的對立推向高潮。 5 關(guān)于時間的論戰(zhàn)是微積分發(fā)明優(yōu)先權(quán)之爭的副產(chǎn)品，或者說，是英國王太子夫人威爾士親王妃卡羅琳（后成為喬治二世的王后）試圖調(diào)解糾紛的意外收獲。它比優(yōu)先權(quán)之爭更具學(xué)術(shù)價值，并且與前者一樣，不是發(fā)生在2位主角之間，而是由萊布尼茨與牛頓的代理人薩繆爾·克拉克展開的。 牛頓繼承了盎格魯—撒克遜的經(jīng)驗主義傳統(tǒng)。在他看來，獲取真知的唯一方法是對現(xiàn)象進(jìn)行數(shù)學(xué)描述。同時，他深受當(dāng)時流行的機(jī)械論的影響，后者以“鐘表宇宙”為理想模型。為了構(gòu)建經(jīng)典力學(xué)體系，牛頓沿著老師艾薩克·巴羅的思路，將均勻、線性的數(shù)學(xué)時間（類似一條數(shù)軸）作為計算物體運(yùn)動、速度和加速度的前提。這種“絕對時間”是空間化的測度時間，可以追溯到亞里士多德�！敖^對時間”與“絕對空間”都具有實在性，它們“共同構(gòu)成了一種讓所有事件發(fā)生于其中的容器”。 牛頓是虔誠的新教徒（盡管是反三一論者），他“相信《圣經(jīng)》中的每一個字，包括《啟示錄》預(yù)見的世界終結(jié)。他認(rèn)為，自然秩序不能僅用自然法則加以解釋，而是上帝意志的一番宣示”。他反對假說，將時間稱為“神的感知”，并試圖用水桶實驗證明“絕對空間”的存在，以間接推斷出“絕對時間”。 相反，萊布尼茨作為歐陸理性主義的代表，認(rèn)為上帝創(chuàng)造的世界為“所有可能世界中之最佳者”，已經(jīng)具有完美、前定的和諧。這種觀點(diǎn)接近自然神論，實際上已經(jīng)排除了上帝。他的世界是由能動的、不可分割的精神實體“單子”和充足理由原則構(gòu)成的，是抽象和因果的�！吧系鄄�沒有創(chuàng)造任何單個粒子、空間或時間，而是一舉創(chuàng)造出了整個世界。” 因此，萊布尼茨試圖超越機(jī)械論，拒絕將時間與具體物質(zhì)相關(guān)聯(lián)。他繼承和發(fā)展了奧古斯丁、貝克萊和笛卡爾的主張，認(rèn)為時間與空間只不過是人們從運(yùn)動軌跡中產(chǎn)生的想象，是“與外物關(guān)聯(lián)并能為我們的知覺所察覺的純粹理性的觀念”�！敖^對空間”或“絕對時間”無法被觀察和證明，存在的只有我們在物體及其變化狀態(tài)之間建立的、用以描述它們的關(guān)系，比如“先”、“后”與“同時”。他總結(jié)道：“空間是共時存在物的秩序，時間是非共時存在物的秩序�！� 關(guān)于實在論和關(guān)系論的爭論只是這場論戰(zhàn)的邊緣話題之一。雙方你來我往，互設(shè)圈套，抨擊對方為無神論者。直到不久之后，萊布尼茨在貧病交加中辭世，通信戛然而止，這場辯論也沒有得出任何結(jié)論。但是，隨著經(jīng)典力學(xué)在此后兩個世紀(jì)內(nèi)被奉為真理，具有實在性的絕對空間和絕對時間獲得了普遍接受。相反，萊布尼茨的時空理論既無法量化，也沒有形成體系，很快就被后人遺忘。 直到19世紀(jì)末，人類全面突破自身經(jīng)驗的維度，哲學(xué)和科學(xué)界才重新發(fā)現(xiàn)關(guān)系主義的價值。柏格森拒絕了時間的實體化和空間化，取消了過去、現(xiàn)在和未來的藩籬，將時間統(tǒng)一到綿延。在科學(xué)領(lǐng)域，恩斯特·馬赫率先批判了水桶實驗，否定了相對于絕對空間的絕對運(yùn)動的存在。接著，愛因斯坦基于光速不變原理提出了狹義相對論，致使時間和空間不再相互獨(dú)立，而是被統(tǒng)一為“四維時空”。1915年，愛因斯坦又在廣義相對論中進(jìn)一步指出，運(yùn)動的同時性是相對的，每個觀察者都能測得特殊的 “原時”。不存在絕對的參考系，“空間和時間只是我們進(jìn)行思考的方式”�？墒�，相對論把“絕對時空”請下了神壇，卻未能取得這場革命的徹底勝利�，F(xiàn)代物理學(xué)的另一塊基石——量子力學(xué)盡管同樣刷新了人們對宇宙的認(rèn)知，卻始終未能超越“絕對時空”的框架。 隨著科學(xué)的發(fā)展，我們得以從更多的角度認(rèn)識時間：它或許是破解物質(zhì)運(yùn)動或能量傳遞的方式——根據(jù)熱力學(xué)第二定律，時間在大爆炸之前或熱寂之后都不存在；又或許是生命意識的反映——心理學(xué)認(rèn)為，我們所感受的“現(xiàn)在”不過是一段最多兩三秒的時長。今天，雖然世人在日常生活中仍無法擺脫對絕對時間的想象，但已經(jīng)傾向于認(rèn)為，關(guān)系主義更接近時間的本質(zhì)。然而，只要大統(tǒng)一理論尚未建立，物理世界的終極圖景沒有展開，關(guān)于時間的討論就不會結(jié)束——也許永遠(yuǎn)都不會結(jié)束。 至少，在此之前，托馬斯·德·帕多瓦講述的故事可以讓我們重新審視自己的時間經(jīng)驗、時間工具（特別是鐘表——科學(xué)革命的活化石）和時間觀念，分辨自然／天文時間、人造／數(shù)學(xué)時間和時間本身，思考現(xiàn)代時間的“發(fā)明”及結(jié)果。如此，置身于躁動的時間之網(wǎng)，我們就能少一點(diǎn)無措和迷茫，多一分自信與堅強(qiáng)。 2019年6月于北京 前　　言 小時候，我有時會去工地上找我的父親。他是個泥瓦匠，從12歲起開始學(xué)習(xí)他父親的手藝，并把40厘米×20厘米×25厘米大小、在意大利南部叫作“tufi”的凝灰?guī)r石塊搬上梯子。我的父親在18歲時來到德國。 在沙堆中玩著抹刀的時候，我會在安全距離之外望著他如何將一塊塊石頭疊起并壘出墻體。盡管他的工具功能簡單，但他建好的房屋都擁有完美豎直的墻面。最重要的是鉛垂線：一根懸著金屬柱塊或普通石塊的細(xì)線。懸垂重物有著特殊的指向。任憑萊茵河谷的地表高低起伏，山坡陡峭，那塊鉛錘總能使屋內(nèi)的垂直方向清晰可見。 為了回歸靜止，那一小塊金屬柱體總需要些時間。它不像造橋或采礦時使用的重物那樣沉。有時，我耐心地與之玩耍，先使它恢復(fù)平衡，再有意地推動，看看它將擺動多久。 很久之后我才得知，科學(xué)家也做過同樣的事。他們被規(guī)律擺動的重物所吸引，計算其搖擺的次數(shù)，制作出人類自古以來最精準(zhǔn)的計時器。隨著擺鐘的出現(xiàn)，時間在17世紀(jì)首次被劃分為分和秒。它們周期性的嘀嗒聲標(biāo)志著機(jī)械鐘的準(zhǔn)確性更進(jìn)一步，使科學(xué)的精密測量成為可能。擺鐘的發(fā)明和迅速普及正是探究加速度和力的新型物理學(xué)的前提。 可是，這些鐘表在測量什么？我們所稱的“時間”到底指什么，我們在諸事變化之中又通過什么判斷方位？ 本書將再次回?fù)軙r鐘，從兩位迥異的大科學(xué)家的視角出發(fā)來觀察時間這一現(xiàn)象：艾薩克·牛頓，他是英格蘭東部的伍爾斯索普（Woolsthorpe）的一位牧羊人之子，從小觀察星辰并自己制作了太陽鐘；以及戈特弗里德·威廉·萊布尼茨，他是萊比錫的一位教授之子，伴隨著教案和課程表成長于大學(xué)的高墻之內(nèi)。 當(dāng)牛頓和萊布尼茨在1640年代出生時，鐘表的面盤上既沒有秒針，也沒有分針。最普遍的計時工具是日晷和沙鐘。它們可以顯示依賴于光照條件的本地時間，或者像沙鐘那樣測量一段固定的時長。雖然機(jī)械鐘也早已有之，比如教堂塔樓上的齒輪鐘或者裝飾奢華的桌鐘，但它們都是按照客戶個人要求定做的昂貴單件。這些令人驚嘆的自動裝置能夠一邊整點(diǎn)報時，一邊做出五花八門的動作：有些是獅子在轉(zhuǎn)動眼珠，有些是行刑者欲鞭打耶穌。至于所顯示的時間是否準(zhǔn)確，則通常是次要的。 但是，新式鐘表有所不同：在制作擺鐘時，精通數(shù)學(xué)的自然科學(xué)家與鐘表匠——精密機(jī)械的先驅(qū)合作。1670年代，萊布尼茨在巴黎和倫敦近距離體驗到，鐘表發(fā)展是如何與一項實驗性研究攜手并進(jìn)的。在擺鐘發(fā)明近20年后，擁有“擺輪”這個美妙德文名稱的新發(fā)現(xiàn)在1675年引起廣泛關(guān)注。它是一個由盤繞的彈簧（即游絲）帶動振蕩的小齒輪，這個細(xì)小裝置至今是機(jī)械懷表的核心部件。 游絲的出現(xiàn)使時間運(yùn)動起來。新式鐘表首先在倫敦得到迅速推廣。在這個歐洲最大都會和世界貿(mào)易樞紐，每一天都已離不開縝密規(guī)劃，以至于在18世紀(jì)來臨之際，擁有鐘表對市民來說已是司空見慣。鬧鈴裝置格外受歡迎，人們開始談?wù)摗笆貢r”，首次有運(yùn)動員與時間賽跑，按日計酬的工人仿佛在按照考勤鐘上班。英格蘭正在邁向資本主義的時間經(jīng)濟(jì)。 如果沒有新式鐘表，牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（PhilosophiaeNaturalisPrincipiaMathematica，簡稱《原理》）幾乎是不可想象的。他在其中提出了革命性的運(yùn)動學(xué)說和以加速度為核心的重力理論，后者需要精準(zhǔn)的時間測量才能獲得實驗證明。在他之前，英國皇家學(xué)會實驗室主任羅伯特·胡克（RobertHooke）已經(jīng)用一個圓錐擺模擬了行星運(yùn)動，并首次正確地指出了它們的正圓和橢圓軌道。牛頓認(rèn)為，胡克在重力理論方面提供了關(guān)鍵性的啟發(fā)。 沒有哪位科學(xué)家像牛頓那樣深刻地影響了對時間的思考。按照他的說法，所有行星、衛(wèi)星和其他天體都在一個萬有時間的背景下運(yùn)轉(zhuǎn)。“絕對的、真實的和數(shù)學(xué)的時間自身流逝，它的本質(zhì)均勻，不與外界事物發(fā)生任何聯(lián)系�！� 相反，對萊布尼茨來說，時間并非簡單地存在。它不是所有事物在其中發(fā)生的某種真實，而首先是一種意識現(xiàn)象。不過，我們主觀的時間體驗不只包括內(nèi)心過程。時間是一種“純粹理性的觀念”，它也與外部事物相關(guān)，使我們能夠獲得感知。 世界的多樣性和復(fù)雜性令萊布尼茨著迷。他的形而上學(xué)追蹤存在的豐富多彩，直入最微小個體的表現(xiàn)形式。這位哲學(xué)家架設(shè)了一座從主觀的時間知覺到社會的、可計量的時間的橋梁。 因為自動裝置內(nèi)部存在一個以固定方式作用的因果機(jī)制，所以我們通過查看鐘表，能夠可靠地區(qū)分此前和此后發(fā)生的事情。但即使沒有鐘表，我們也能與他人就某件事發(fā)生得較早或較晚達(dá)成一致。按照萊布尼茨的說法，我們不斷認(rèn)識事物及其變化狀態(tài)之間的因果關(guān)系，并以此為基礎(chǔ)，才建立起一個時間秩序。 萊布尼茨不只是位抽象的思想者，他自己設(shè)計了鐘表模型，發(fā)明了一個不計數(shù)任何時間單位卻掌握全部四則運(yùn)算的自動裝置。通過與鐘表匠合作，他想出了用以代表自然數(shù)的新式機(jī)械部件，設(shè)計了輸入和結(jié)果機(jī)關(guān)，并向他的“活計算機(jī)”投入了一大筆經(jīng)費(fèi)。此外，設(shè)計二進(jìn)制計算器的念頭似乎也在1679年閃現(xiàn)。您無法想象，萊布尼茨為您的電子計算機(jī)耗費(fèi)了多少心血！ 這位德國人留下約1.5萬封學(xué)者通信，今天已是世界文化遺產(chǎn)的一部分。他多次試圖聯(lián)系英國數(shù)學(xué)界的領(lǐng)軍人物（指牛頓）。得益于微積分，牛頓成功地掌握了行星和其他天體在每個時刻／時間點(diǎn)的運(yùn)動。不過，這位獨(dú)來獨(dú)往的劍橋?qū)W者沒有公開他的演算，而是繼續(xù)保密。 在他之后接觸到相同計算方法的萊布尼茨收獲了聲譽(yù)。萊布尼茨把微分和積分加以包裝，成為使用至今的符號語言，并自1684年起在歐洲大陸公布。在那個時代的兩位卓越數(shù)學(xué)家之間的少數(shù)信件往來中，開始了一場狡猾的捉迷藏游戲。兩人起初對彼此的敬意很快被競爭思維所掩蓋。結(jié)果，他們點(diǎn)燃了一場數(shù)學(xué)史上最激烈的優(yōu)先權(quán)之爭。當(dāng)萊布尼茨所效力的漢諾威選帝侯格奧爾格·路德維希（喬治·路德維格）在1714年加冕為英國國王喬治一世時，它進(jìn)一步升級為國家事件。直到萊布尼茨離世前不久，這場爭執(zhí)才在威爾士親王妃（勃蘭登堡-安斯巴赫的卡羅琳，英王喬治二世之妻）的干預(yù)下以一場關(guān)于空間與時間的重要辯論結(jié)束。 * 我們的時間意識和在西方社會中經(jīng)常感到的時間匱乏體現(xiàn)了一種文明進(jìn)程，其中有越來越多的活動在邊際狹窄的時間網(wǎng)格背景下進(jìn)行。本書再次鋪陳時間的歷史。它回望新式時間計量在歐洲出現(xiàn)的時代。那時，對于時間的理解還沒有受到無處不在的鐘表的影響，哲學(xué)也還沒有擴(kuò)展成它后來的眾多科目。 本書各章節(jié)將往來于英格蘭和大陸之間。它們將講述歐洲貴族宮廷和大都會是如何引入馬車運(yùn)輸和夜間路燈的，報紙和雜志行業(yè)是如何擴(kuò)大傳播的，大城市里對持續(xù)測定時間的需求是如何增長的，以及配有分針和秒針的鐘表是在何種社會情景下出現(xiàn)的。 與此同時，時間也成為自然科學(xué)的研究對象。牛頓創(chuàng)造了成為物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的時間概念。他的“絕對時間”是一個堅實的參照系，所有天體都在其中運(yùn)動。與標(biāo)準(zhǔn)化的鐘表時間能夠協(xié)調(diào)大城市里各人的活動類似，“絕對時間”降低了物理學(xué)客體相互作用的復(fù)雜程度。 這樣固然便于理解，我們?yōu)槭裁凑務(wù)摗皶r間”。但萊布尼茨恰恰強(qiáng)烈反對時間被如此物化。對他來說，“時間本身”并不存在，存在的只有事件之間的時間關(guān)系。這位哲學(xué)家建立了一個關(guān)系的時間理論，但后者處在牛頓物理學(xué)的陰影之下，因而很快被遺忘。 直到20和21世紀(jì)，在恩斯特·馬赫在科學(xué)哲學(xué)領(lǐng)域、阿爾伯特·愛因斯坦在物理學(xué)領(lǐng)域、諾貝特·埃利亞斯在社會學(xué)領(lǐng)域分別代表了一種萊布尼茨意義上的關(guān)系主義之后，它才重新獲得支持。特別是統(tǒng)一廣義相對論和量子力學(xué)的嘗試遇到困難，使得當(dāng)今人們對萊布尼茨時間觀念的興趣升溫。從中可見，現(xiàn)代物理學(xué)的重要理論對于其背后的時間的理解存在顯著分歧，猶如萊布尼茨和牛頓的觀點(diǎn)的差異。他們關(guān)于空間和時間的爭論至今沒有得到足夠的審視。 這兩位非凡人物的對立占據(jù)本書的中心。本書將展示，精準(zhǔn)到分的鐘表是如何在17世紀(jì)末首次進(jìn)入市民家庭并給人類背上包袱的，速度是如何降臨世間的，精確的鐘表時間是如何擊敗本地太陽時的，以及最后，時間標(biāo)準(zhǔn)是如何從可知的天象中獲得獨(dú)立的，簡而言之：為什么近現(xiàn)代是名副其實的。這場發(fā)現(xiàn)之旅將從人物傳記出發(fā)，帶領(lǐng)我們沿著時間計量和人類時間經(jīng)驗的軌跡，走向不斷加速的現(xiàn)代世界——一個躁動的世界。