当今物理学四大疑团之一： 时间

武夷山 编译

（发表于《科技日报》1987年5月6日）

美国著名物理学家约翰·阿奇巴尔德·惠勒教授认为，时间是当今物理学四大疑团之一。虽然它是测量最精确的物理量中的一个，但在科学与艺术文献中仍能见到许多关于时间的悖论。自从亚里士多德将时间作为变化的量度以来，人们一直在力求理解它在自然中的角色。在牛顿看来，时间无情地从过去迈向未来，如今则有许多人试图将时间箭头与热力学第二定律(关于有增无减的熵的定律)联系起来。爱因斯坦则认为，时间在物理上应与空间等价，二者仅在拓扑学的度量系数上有差异。

牛顿的绝对时间观逐渐受到了冷落，人们现在认为，时间是坐标，不是矢量。然而，美国科罗拉多州的约翰·R·范奇质问道：果然如此吗?时间会不会既是坐标又是矢量?薛定格波动力学中的时间与狄拉克的时间一样吗?应当将麦克斯韦方程的时间与牛顿力学的时间同等处理吗?它们到底是相同的还是不同的?

他认为，目前时间认识上的一个基本缺陷就是因对各种背景下的“t”一视同仁而产生混淆。他提出了一个类比。相对论诞生后，引出了重力质量与引力质量的等价问题。牛顿所说的质量与爱因斯坦所说的质量是一回事吗?只有假定这两种质量也许不同，人们才能回答这个问题，才能就质量概念获得更深刻的认识。那么，是否应对时间进行类似的处理呢?

范奇发现，时间以三种形式存在着。这三种形式在操作上是不同的，物理上是能相互区分的，因此，我们可以在获得(参数化的)时间箭头的同时，获得(坐标)时间与空间在相对论意义上的等价。认识到这一区别，可为解开惠勒教授提出的时间之谜提供重要思路。