事物的时间结构

没有特定的器官来识别时间时间放大镜子弹击穿破璃我们相信时间流逝速度的等时性时间之矢用空间的要化来描迹时间历程与周期生物钟与节律生物体内是否存在计时机构多米诺骨牌地震毁城事件超周期半衰期

时间，看不见，摸不着；时间，过去了但并未消失，没有来到却早已存在；时间，地地道道是个无中生有的家伙。

对于事物的空间结构，我们可以通过触觉和视觉去识别它们，并可将立体结构转化为平面图。例如，可以将中国的地形画成地图，并且可以讨论哪一条经线或纬线正好平分中国的国土面积或人口。另外，我们可以按比例地缩小或放大某些空间结构（从严格意义上讲，这是很困难的或不可能的，因为我们至今还不能仿制出一个大的原子来）。例如，笔者在 1984 年初曾提出建设“中国地理游览公园”的设想，即将中国的地理区划、山川地貌、风土人情、名胜古迹、重要建筑，按比例缩小到一个公园中；这一设想已在深圳锦绣中华公园得到部分的实施，并引起游人的极大兴趣。

但是，对于时间，我们的肉体似乎并没有分化出一个特定的器官来识别它，我们知道时间的存在和流逝，可是我们却说不清我们是怎样知道的。子在川上曰，逝者如斯夫；孔老夫子也只能用河水的流动来比喻时间，他当然知道流动的河水并不是时间本身。

由于我们不能“看”到时间，因此我们不能讨论什么立体时间、平面时间或黑色时间、白色时间；同样，由于我们不能“摸”到时间，因此我们也无法谈论粗糙时间、光滑时间或高温时间、低温时间，当然也就不可能进行不同时间的转换。

另外，我们不可以按比例地缩小或放大某一段时间。这里有必要介

绍一下高速摄影，这种技术往往被风趣地称为“时间放大镜”，物体的光投射到我们眼睛的视网膜上，它引起的光觉效应大约会维持十分之一秒，称之为暂留时间；这种效应使我们能够观察物体的连续运动，同时也限制了我们去观察小于十分之一秒的光线变化。在电影业中，国际上的统一标准是每秒放映 24 个画面，并要求拍摄频率也是每秒 24 个画面。

所谓高速摄影，是指拍摄频率大于每秒 24 个画面，而放映频率仍维持

每秒 24 个画面，从而获得特殊的效果。

例如，用每秒 3500 张画面的速度拍摄“子弹击穿玻璃”的情景，并用正常频率放映：子弹旋转着慢慢地向前移动，当子弹头快要接近玻璃时，玻璃先是弯曲，然后出现一个圆洞，一块很小的圆形玻璃片飞了出去，接下来子弹头毫无阻碍地穿过小洞而去，之后玻璃才碎成碎片慢慢掉落下来。这样，我们才看清楚，并不是子弹头的直接撞击才打碎玻璃，而是高速运动的子弹引起的空气冲击波和空气紊流将玻璃击碎的。目前，高速摄影机的拍摄频率，早已超过每秒几千张、几万张，甚

至超过了每秒十亿张，使我们看清了许多高速运动物体的真面目。但是，这种技术并没有改变时间的流逝速度，而只是克服了我们肉眼的暂留时间所造成的观察障碍。

事实上，我们根本无法测量时间的流逝速度，因为任何测量都是在用时间来测量时间，这是一种不可逾越的同义反复；同样，我们也无法测量时间流逝速度的变化，因为我们无法把过去的时间拿到现在来进行比较。换句话说，我们可以谈论空间结构的同时性（这里涉及到信息传递的时间问题），但却无法谈论时间长河的同时性。

不过，我们相信时间流逝速度的等时性。例如， 1992 年 4 月 15

日这一无所经历的时间，与 1992 年 4 月 16 日这一天所经历的时间相等

（忽略地球自转速度的微小变化）。尽管这是无法证明的。然而，我们一切的知识都是建立在这种信念的基础之上（忽略相对论的时间观），所谓事物的时间结构也不例外。

通常我们将空间描述为三维结构，即上下、左右、前后（古代称为六合），有时还可忽略前后的差别而成为平面结构。对于时间，我们将它描述为一维的，而且是单向不可逆的，称其为时间之矢。如果一切都是可以转化的，那么时间这种“存在物”与空间这种“存在物”似乎也可以相互转化，或者可以仿照质能转换公式得到：时间等于空间乘以光速（或引力速度）的平方。让我们暂且把这些玄妙的问题丢到一旁，先来看一看视觉与听党的差异，它们涉及到图画与音乐、文字与语言、平面与线性、空间与时间。

广义地说，任何场景都可以作为一幅图画，它的信息是整体地被眼睛接收；有时我们会对其中的某些部分特别感兴趣，然而这些部分仍然是做为一个平面整体地被眼睛接收；对于静止的图画，我们可以在一瞬间获得它的整体的信息（据说有一位韩国人发明了快速阅读法，可以将一页书整体地一眼看完，类似古人所说的一目十行或过目不忘；这种能力似乎与大脑处理视觉信息的方式有关，即将眼睛一眼看到的信息或文字聚集体正确地联结起来）。

我们的耳朵也可以同时接收各种声音，但是这些声音必须持续一段

时间，我们才能够识别它们，只有持续足够的时间，才能够理解其中的

信息。而且，我们不大会同时识别不同的声音，但是我们能够精密地识别一种声音在不同时间的变化，也就是说语言是线性地传输信息。

有趣的是，当我们变换位置或角度时，所观看到的场景通常会有较大的变化，也就是说事物的形象与我们的位置密切相关，我们不可能在一个地方把事物完全看明白。但是，我们可以在相当范围内变换位置和角度，却不影响我们所听到的信息。显然，这种差异的根源在于，我们眼睛获取的是事物的空间结构信息，而我们的耳朵获取的是事物的时间结构信息（这只是相对而言，眼睛看到的运动画面则包含着时间信息，耳朵也能够分辨出声源的方位，蝙蝠的耳朵则能够分辨出声源的形象结构）。

由于时间与空间不可分割，因此事物的空间结构已经包含着时间因素（所谓静止的事物，只不过是忽略了时间因素），而事物的时间结构也包含着空间因素，而且归根结底我们要用空间的变化来描述时间（地球自转一周为一天，地球公转一周为一年，月亮绕地球一周为一月，表钟摆动一下为一秒，眼睛眨一下为一瞬，从出生到老死为一生）。

事物的时间结构，其表现形式为历程、定期、周期、不定期、超周期。当然这只是一种粗略的分类，用以描述事物在时间长河中的存在方式、分布状态、变化规律。如果，一种事物在时间长河中没有任何变化，我们便无法识别它，因为它只能是时间或者根本不存在，我们的大脑到目前为止还没有学会如何思考不占据时间的事物。

一个事物在时间长河中存在的过程，我们称之为“历程”，有时也可以用“历史”和“寿命”来代替。在这里，“事物”的概念变得微妙起来，因为此时的事物不一定完全等同于彼时的事物。例如，我们说宇宙的历程，但是 100 亿年前的宇宙与今日的宇宙可能完全不是一回事；我们说汉民族的历史，但是组成汉民族的那些人却已经更换了多少代；我们说一个人的寿命是 100 岁（人的寿命的起点有不同计算方法，如从受精卵开始、或从胎儿降生开始，严格地还可以从大脑发育成熟期开始；人的死亡终点也有不同的计算方法，如停止呼吸、或停止心跳，严格地则以脑死亡为标志），但是在这段过程中人体内的细胞已经更换了多少批，他的体形、知识、性格、自主意识都发生了巨大的变化。看来，只要我们从为这个事物的变化，并不影响它仍然具有做为这个事物的资格，那么我们便可以在这个期间内讨论这个事物的时间结构。

在一个事物的历程中，如果到了一定时期，该事物必然发生某些特

定的变化，我们称之为定期结构。好雨知时节，当春乃发生，这是一种定期的物候现象，在这类现象中最突出的是生物钟。如果定期结构存在着等时重复性，我们则称之为周期结构；周期结构广泛地存在于宇宙各种事物中，例如氨分子里的氮原子具有恒定的振动频率，人们称之为“原子钟”，即它每振动 23870100 次为一秒钟。不过，对于某些周期结构，等时性的要求允许存在误差，有时还可以存在较大的误差，或者只是一种平均值的等时性，例如太阳黑子的 11 年周期或 22 年周期性变化，或许还有孟子所说的五百年必有圣人出。

生物钟是一种奇妙的时间结构，它包括定期和周期两种现象。一个生物在出生到死亡的历程中，它的身体结构在一定时期将发生一定的变化，例如动物只有到了一定“年岁”，它的生殖器官才能发育成熟，并

产生求偶、交尾行为。这种定期变化有时会呈现出周期性，例如多年生落叶植物，每年的秋天叶子都要落光，每年的春天叶子会重新长出来，所谓春花秋实、一岁一枯荣都是在生物钟的控制下的周期现象。

许多生物钟的节律现象，明显地与自然节律的变化有关，温度、气压、光照（昼夜或平均日照时间）、引力（潮汐，引潮力主要是月亮和太阳对地球表面物质的引力）是重要的因素，生物彼此之间的影响可能也是重要的原因（某种生物受到自然节律的影响而释放出化学气味信号或行为信号，这些信号又启动了其他生物的节律现象）。不过，还有许多生物钟现象，似乎并不受自然环境的节律影响，而是由生物体内的“时钟”自行控制的。俗话说桃三杏四梨五年，意思即桃树要过三年才开花结果，杏树要四年、梨树要五年才开花结果，所需的时间是由它们自己的时钟控制的。十月怀胎、一朝分娩，这种精密的时间控制，同样是由人体内的生物钟实施控制的。

科学家对生物钟的现象产生了浓厚的兴趣，不过他们的意见并不一致。有人相信生物钟源于遗传性状的时间表现，例如双胞胎，在他（她）们的一生中会出现“同病同期死亡症”。因此，这些科学家相信，生物体内一定存在着某种器官结构，是它在进行计时，并不断发出计时信号，而导致生物机体的定期变化。根据某些研究，有人认为，有种单个分于名叫 cdc2 的蛋白质，可能是一切有机体的主要调节因子，即时钟。

但是，寻找生物钟的生理结构的努力，受到一些人的怀疑和批评。周俊在《生物节律与生物钟》一文中认为（载《化石》杂志 1990 年 1 期），生物节律存在于生命系统各层次的所有生命运动中，其节律现象非常复杂，起源机理可能并不统一；他相信，生物体内并不存在什么特殊的计时机构（至今尚未找到），因为这不可能也没有必要。

事实上，生物钟的生理结构至今没有找到，从而引起科学家的极大困惑，因为如果它存在的活，现代的研究手段应当能够找到它。或许，科学家过高地估计了自己的研究手段和能力；或许，生物钟只是生物体内的一系列定向的连锁反应，它只是一种过程，仿佛多米诺骨牌一样，每个骨牌都会定时倒下，但是我们却不能认定某个骨牌在发挥着定时的作用（这种观点可能会导致机械决定论，仿佛一切都是事先安排好的，只需要上帝推动第一块骨牌；不过，只要我们相信因果律，并且打破砂锅问到底，迟早会遇到“生命的第一块骨牌”之类的问题）。

在这里，我们感兴趣的是，功能与结构是否可以分离，是否存在没

有结构的功能或没有功能的结构？

不过，兴趣是可以转移的，这种转移往往是不定期发生的。在事物的时间结构中，不定期现象是普遍存在的。例如，地震的发生就是不定期的，地震预报之所以难以成功，就在于我们缺少有效的手段来定量地描述不定量的事物。

在地震预报研究中（包括其他不定期现象），常常使用统计的概率推测方法。例如，1992 年 2 月 25 日的《中国减灾报》的一篇文章认为，

全世界在 1750—1991 年间共发生过 24 次地震毁城事件，平均每 10 年就有一个城市被地震摧毁；而且，这种事件有越来越频繁的趋势，1950 年后仅 40 年，已发生 9 次地震毁城事件，平均 4.4 年就发生一次（与城市化现象有关，城市越来越多、越来越大、城市活动对地质的影响也

越来越大）；因此，该文认为，在本世纪的最后几年内，世界还将有一座城市被地震摧毁，可惜无法预测是哪一座城市。在事物的时间结构中，还存在着许多其他现象，我们笼统地称之为超周期。它包括突发性事件，仅此一次的事件（例如月球被地球捕获，当然这只是地月关系形成的一种假说），无周期现象（一种是不存在周期，一种是我们尚未发现其周期；由于某种先天的因素我们根本不可能识别出某些事物的周期），以及复杂周期。

一种事物可能具有许多种性状，而每一种性状又可能有着各自的周

期，这样该事物便可能呈现出复杂的周期效应。许多学者指出，当一个事物存在着三种以上的小周期时，它们的复合效应，以及复合效应的再次复合效应，将形成无数的组合机会，反而有可能导致事物不呈现出明显的周期变化，也就是说多周期等于无周期、多中心等于无中心。

当然，实际情况要更为复杂，这涉及到各种小周期的数值比例关系

（有可能导致共振效应或消振效应），以及各种小周期对该事物的影响力大小，或许还与外界环境对各种小周期的作用有关（例如会触发一些潜在的小周期开始运行）。这些综合效应往往会产生巧合，以至人们会对某些数字产生特殊的兴趣，并导致数字文化的产生（可参阅拙著《生活中的神秘数字》）。

还有一种现象，即放射性物质的半衰期，每种放射性物质都有自己的半衰期（该物质的一半原子完成衰变反应的时间称为半衰期）。初看起来这是一种很明确的周期现象；其实在这种反应中，究竟哪一个原子进行了衰变，却完全是不确定的，有的原子几乎自始至终不衰变，有的原子却早早就衰变掉了，仿佛它们每过一定时间就要抽一次签，以决定哪一半原子走上刑场（即衰变成另外的原子）。显然，事物的时间结构是非常奇妙的，也是难以尽述的。