《唯物辩证法大纲》3.1.3.1 空间和时间是运动着的物质的存在形式

【本文转载自人民出版社1978年 仅供学习参考】

第三节 空间与时间

1、空间和时间是运动着的物质的存在形式

  以上我们说明了运动与物质的关系，现在再说明空间和时间与运动着的物质的关系。

  列宁说：“世界上除了运动着的物质，什么也没有，而运动着的物质只有在空间和时间之内才能运动。”[1]这就是说，空间和时间是运动着的物质的存在形式。正像运动与物质是不可分割的一样，空间和时间与物质也是不可分割的。

  空间和时间与物质的不可分割性，首先表现在没有离开空间和时间的物质。

  自然界的一切物质客体，从宇宙天体到微观粒子，都具有一定的广延性（长、宽、高）和一定的形状，都处在一定的位置，对其他客体都有一定的距离和排列次序（前后、左右、上下）；任何物质的运动首先就包含着位置的变动。任何社会组织都有一定的规模，都处在一定的地理位置；生产斗争和阶级斗争都在一定的环境中进行。因此，当说到某物存在着的时候，就要问它是在什么处所存在着，具有什么形状，具有多大的体积或规模。不能设想一个运动着的物质客体存在着，但是不存在于任何处所，不具有任何形状。不具有任何体积或规模。[2]可见，运动着的物质是不能离开空间的。

  同样，任何物质客体的存在都具有一定的持续性；物质客体的运动、变化、发展都是前后相随，连续更替，按照一定的顺序展开的。因此，当说到某物存在着的时候，就要问它是在什么时候存在着，存在了多久。不能设想一个物质客体存在着，但又不存在于任何时候，不经历任何时间。可见，运动着的物质是不能离开时间的。

  恩格斯指示说：“一切存在的基本形式是空间和时间，时间以外的存在和空间以外的存在，同样是非常荒诞的事情。”[3]

  然而，这种同唯物辩证法不相容的荒唐见解，在哲学史和科学史上却是常有的。

  例如，黑格尔不承认自然界有任何时间上的发展、有任何前后的连续性，只承认相互间的并存性。在他看来，自然界不过是“绝对观念”在自我发展过程中“外在化”的表现，只不过是“绝对观念”在自我发展过程中为自己建立的一系列的“寓所”，这些“寓所”只能并列地存在着，在空间上展示出自己的多样性，而不能在时间上有所发展。因此，自然界只运动于空间之中，而不运动于时间之中。显然，黑格尔的这种观点是极其荒唐的，是同现代科学所揭示的自然发展史完全不相符合的。

  又如，杜林断言，世界曾经有一个阶段处在绝对不变的状态，因此在这个阶段上，世界虽已存在，但却没有时间，世界是处在时间之外的。杜林的这个见解是极端荒谬的。因为如果世界曾经处于一种绝对不发生任何变化的状态，那末，它怎么能从这一状态转到变化呢？绝对没有变化的、而且从来就处于这种状态的东西，不能由它自己去摆脱这种状态而转入运动和变化。因此，使世界运动的第一次推动一定是从外部、从世界之外来的。这种“第一次推动”只是代表上帝的另一种说法罢了，是地地道道的唯心主义谬论。杜林的这种荒唐见解，遭到了恩格斯的严厉批判。[4]

  又如，马赫断言，“不必设想化学元素是在三维空间中的。”“正如没有任何必要从音调的一定的高度上去设想纯粹思维的东西一样，也没有任何必要从空间即可以看到和触摸到的东西上去设想纯粹思维的东西。”马赫所谓“纯粹思维的东西”，指的是分子、原子、电子等等不能在通常条件下直接感觉到的东西。他硬说，既然这些东西无非是“纯粹思维的东西”，那么就完全没有必要“作茧自缚”，去“设想”它们是存在于空间之中的。列宁对这种谬论给予了毁灭性的批判。[5]

  又如，现代唯心论者还用歪曲地解释量子力学的某些成就的办法，来宣扬微观客体存在于空间、时间之外的谬论。量子力学揭示了微观客体的“测不准关系”。“测不准关系”表明，不能同时准确地测定微观粒子的空间位置（坐标）和冲量。当我们测定粒子的空间位置愈准确的时候，我们测定粒子的冲量就愈不准确；反过来也是一样。这种情况是同古典力学所描述的宏观客体的情况不相同的。于是唯心论者就由此作出结论说，微观客体根本不存在于空间和时间之中。“测不准关系”的发现人海森堡本人就宣称：“在量子力学中，根本没有谈到从客观上来确定空间和时间的事件。” 但是，这种见解是不能成立的。微观粒子是否具有同宏观客体同样的时间特性，能不能在古典力学的意义上同时准确地测定微观粒子的位置和冲量，这是一回事；微观粒子是否存在于空间和时间能同时准确地测定微观粒子的位置和冲量的事实中，并不能得出微观粒子根本不存在于空间和时间之中的结论[6]。

  空间和时间与物质的不可分割性，还表现在没有离开物质的空间和时间。

  空间和时间是物质的存在形式，是以物质为内容的，空间和时间的特性也是随着物质形态的变化而变化的。当说到空间和时间的时候，就要问是什么东西的空间和时间。离开物质的空间和时间是不可能的。

  唯物辩证法关于空间和时间不能离开物质的思想，已经被自然科学的成果所光辉地证实。

  十九世纪三十年代，俄国数学家洛巴切夫斯基创立了不同于传统的欧几里得几何学的非欧几里得几何学。他证明，在同一平面上，通过某一点，至少可以对已知直线引出两条平行线；他还证明，三角形三内角之和小于180度。到了十九世纪五十年代，德国数学家黎曼又证明，在同一平面上，通过某一点，不能对已知直线引出平行线，并证明三角形三内角之和大于180度。这些发现说明了什么呢？说明了空间的特性是依赖于物质的状态的。欧几里得几何学所反映的是地面狭小范围内空间的特性；洛巴切夫斯基的非欧几何学所反映的是广大的宇宙空间的特性；而黎曼的非欧几何所反映的则是非固体的物质形态的空间特性。它们对于各自的领域都是正确的，它们都反映了空间对物质的依赖关系。

  爱因斯坦的相对论进一步揭示了空间和时间对运动着的物质的依赖关系的具体形式，以及空间与时间的联系的具体形式。狭义相对论证明，空间和时间的特性是相对的，是随着物质运动速度的变化而变化的。物体在低速运动时，它的空间广延性和时间持续性的变化极其微小，实际上可以略去不计；但是当物体以接近光速的速度运动时，物体沿运动方向的空间广延性就会缩小[7]，内部过程的时间持续性就会延长[8]。把上述原理应用于重力场的研究，就得出广义相对论。广义相对论指出，重力场的时空特性是依赖于物质的质量的分布的：质量愈大，分布愈密，重力场愈强，则空间的“曲率”愈大（即与欧几里得几何所反映的空间特性的差距愈大），时间的流逝愈慢。

  以上这些重大科学成就，都证明了离开物质的空间和时间是没有的。

  把空间和时间理解为离开物质并与物质并存的独立实体，是形而上学唯物论的时空观的基本特点。这种时空观的萌芽在古希腊的德谟克里特那里就已经出现。德谟克里特认为，空间是无物的“虚空”，而原子在“虚空”中运动。这种观点，在牛顿那里达到了登峰造极的地步。在牛顿看来，空间是贮藏物质的空虚的“容器”，时间是绝对均匀流逝的持续性，二者都是与物质过程无关的独立实体。空间和时间的特性是绝对不变的，空间的特性服从于欧几里得几何学，时间的特性则服从于数序规律。牛顿把这样理解的空间和时间叫做“绝对空间”和“绝对时间”。在非欧几里得几何学和相对论产生以前，这样的时空观在物理学中占居了统治地位，直到二十世纪初期才根本动摇。

  形而上学唯物论的时空观之所以长期占居统治地位，是有它的认识论根源的。第一、这种时空观符合于所谓“健全的常识”。人们在日常生活中，不会接触广大的宇宙空间，不会接触微观世界的现象，也不会接触接近光速的运动，人们往往容易直观地把物质仅仅理解为可以直接凭借肉体感官感触到的宏观物体，因而设想没有物质的空间和时间（例如，如果一间房子里的家具器物全部被搬走了，“常识”就会认为这间房子“空”了，没有物质了；可是这间房子的空间还存在，时间也还在一分一秒地流逝，这就很容易形成没有物质的空间和时间的观念）。第二、在宏观物体的低速运动中，空间和时间随着物质的运动而产生的变化是极其微小的，可以略去不计的。在这种场合下，不考虑空间、时间同运动着的物质的联系，在实际计算中并不会产生什么有害的后果。因此，在这种情况下，形而上学唯物论时空观的错误就不容易暴露出来，正像一般些，就是形而上学唯物论时空观所以长期存在的认识论的根源。

  由此可见，离开空间和时间的物质是没有的，离开物质的空间和时间也是没有的，空间和时间是同运动着的物质不可分割的，空间和时间是运动着的物质的存在形式。

注：

[1] 列宁，《唯物主义和经验批判主义》，《列宁全集》第14卷，第179页。

[2] 几何学上有所谓没有面积的点、没有宽度的线、没有厚度的面，但这并不是现实地存在着的物质客体，而仅仅是思维创造的抽象。

[3] 恩格斯：《反杜林论》，《马克思恩格斯选集》第3卷，第91页。

[4] 参看恩格斯：《反杜林论》，《马克思恩格斯选集》第3卷，第92页。

[5] 参看列宁：《唯物主义和经验批判主义》，《列宁全集》第14卷，第183页。

[6] “测不准关系”是由科学实验确定了的事实。但在对这一事实的物理意义和哲学意义的解释上，却存在着根本的分歧。以波尔和海森堡为代表的哥本哈根学派是用实证论的即唯心论的精神进行解释的。他们从测不准现象中得出结论说，微观客体的状态仅仅是由观察者及其所使用的仪器决定的，而与微观客体本身的客体特性无关，并且他们还进一步根本否认了微观客体的客观存在，否认了微现客体的客观规律性（他们认为“测不准关系”也不是客观规律，而是观察者关于微观客体的“消息的记录”）。许多站在辩证唯物论立场上 的自然科学家，如布洛欣采夫、福克，以及站在自发的唯物论立场的自然科学家，如波姆、德布洛依等，都反对哥本哈根学派的唯心论解释，他们一致肯定的论点是：一、测不准现象不是以仅由仪器决定的，而是由微观客体同仪器的相互关系决定的，它反映了微观客体的特性（至于这种反映是否完善，各派是有争论的）；二、微观客体是客观存在的，是具有客观规律的，这些客观的规律是可以认识的（至于这些规律是在目前已被认识还有有待于认识，各派是有争论的）。

[7] 狭义相对论对这一原理的表述是：物体以相对速度v运动时，沿运动方向的长度L'总是小于物体在相对静止时的长度L。二者的关系式是：

  L'＝L（（1－（v/c）^2）^0.5）

[8] 狭义相对论对这一原理的表述是：物体以相对速度v运动时，其时间的单位t'总是大于物体在相对静止时的时间单位t。二者的关系式是：

  t'＝t/（（1－（v/c）^2）^0.5）