《经典力学》与《相对论》有关时间概念的争论已延续百年，看似不可并立的观念，实质上却是从不同的角度在分别描述同一概念的两个方面：绝对性和相对性；我们将这一对立互补的矛盾概念称为新时间概念。新时间概念能否有助于平息时空观之争，希望能在国际物理年内为物理学增添一些花絮。

今年是爱因斯坦《相对论》问世一百周年纪念年，为了纪念这一盛事，本年度被定为国际物理年。围绕百年争议的焦点，如何弥合对立的时空概念之间的鸿沟，是国际物理年的重大课题。

爱因斯坦于1905年6月发表《论动体的电动力学》一文，由于对物理学权威观念提出挑战，一石激起千层浪，在20世纪内引发了物理学论坛上最大的争议。争论的焦点集中在时空概念范畴，首当其冲的是时间概念。

自从人类拥有理性思维以来，在临摹描绘物质世界的过程中，时间概念便油然而生。作为常识性知识，人们忽略了对时间概念做出严谨的定义。“光阴似流水，一去不复返”之类的俗语，反映了人们对时间流逝的感悟。这种感悟以文学形式代代相传，直到牛顿推出理论力学之际，仍然没留意到为时间冠以科学定义的必要性。

牛顿笔下的时间，总结了前人对时间概念绝对性的认识：时间似川流不息的长河，连续地、均匀地、永不回头地向前流逝。在用数学形式量化时间之际，牛顿理论中的时间值是不受观测或其他因素影响的数，因而被称为“绝对时间”，亦即是已成为常识的“真实时间”。

随着科学进步，学者对时间的相对性有了新的认知。洛仑兹注意到在用光讯号观测之际，应该对时间值进行修正。在洛仑兹成果的基础上，爱因斯坦宣称：只存在着观测到的相对于各种参考系的相对时间，不存在着与观测无关的绝对时间。爱因斯坦将这种观测到的、随参考系速度而变化的时间称为“真实时间”。

“真实时间”是针对“洛仑兹变换”中的“假设时间”而言。洛仑兹在写出自己的数学式时，朦胧地意识到观测中的时间与真实时间存在着某种差异，因而将数学式中的时间称之为假设时间。爱因斯坦认为：我们的观测离不开光讯号，既然在观测中得不到绝对时间存在的证据，就应该将“洛仑兹变换”数学式中的“假设时间”改称为“真实时间”。

如此改动之后，有一“生命逆转悖论”呈现了：时间描述的对象是包括生命在内的事物发展变化过程，假使只存在着观测上的相对性，将观测到的时间称为真实时间，那么，时光倒流、生死颠倒的怪相便可作为真实现象而冠冕堂皇地登入科学殿堂了。

尽管爱因斯坦利用“光速不可超越”将生命过程控制为不可逆转，但任意拉长或缩短生命过程，亦是难以理喻的思辨问题。随着超光速研究的深入，“光速不可超越”的论断受到越来越多的质疑，爱因斯坦用来对付种种悖论的坚强盾牌，愈来愈变得脆弱。

爱因斯坦时空观问世之后，谨慎的学者嗤之以鼻，豪放的学者欢呼雀跃，激烈的争论势不可挡。

牛顿与爱因斯坦同为物理学巨擘，他们的功勋和智慧均是超群的，他们在时间概念上的对立，是否必须“不共戴天”呢？长期的激烈争辩达不成共识，自始至终无人获得压倒优势，这似乎表明：在全面认识和理解时间概念的过程中，存在着揉和双方观念的可能。

如果新时间概念同时包容绝对性和相对性，存在的问题将迎刃而解。不过，要阐明有必要推出新时间概念，还需要首先质疑爱因斯坦的时间概念。

人类观测外界事物，均以光、声讯号为主。爱因斯坦在阐述光讯号观测模式时，没有考虑到声讯号是否也能建立类似模式。其实，声和光均具有波动特性，因此都具有传播速度与波源运动无关的波动特性。当你听到飞机引擎声传来时，飞机通常已掠过了你的头顶，这简单地表明了“声速与声源运动速度无关”这一事实；如果不考虑空气的疏密变化，亦可得出“声在空气中的传播速度恒定”的结论；利用洛仑兹变换，同样可以列出时间、质量、尺度和参考系速度相关联的数学式，只是式中的光速被声速取代而已。不过，因为声速太容易超越，式中表述的观测时间，似乎无人敢称之为真实时间了。

假如你生活在一群无视觉的盲人中，有一聪慧的盲学者，依据声波研究成果，提出一条声速恒定原理：声在空气中传播速度恒为U（不计空气变化影响），与声速运动状态无关；接着他又提出相对性原理；然后，他根据这两条原理和洛仑兹变换数学式列出时间、质量、尺度和参考系速度相关联的数学式，申明其中的时间为真实时间；如果有人反驳说，这会导致生命过程的颠倒，得到的答复是声速不可超越。对照《相对论》中的论断，你是否会感到啼笑皆非？

爱因斯坦时空观存在瑕疵的根源在于：爱因斯坦强调运动、时间等概念的相对性时，没有认识到相对性与绝对性是相互依存的。爱因斯坦认为：运动车厢中乘客看到的垂直下落的石子，路基上的观测者看到的却是抛物线运动，既然不存在任何运动与观测无关的证据，就应该否定绝对运动的存在。同理，他否定了绝对时间之类的基本概念。

在语言逻辑的基础构件中，绝对性与相对性是相互依存的，没有绝对性，相对性从何谈起？没有被观测对象的绝对性，哪有观测中的相对结论？在理性演绎中，石子的绝对运动可被认为是意识无法彻底描述的复杂运动；站在车厢内、路基上、太阳附近和银河系中心的观测者，随着视野的开阔，对它的描述越来越全面。观测结论表现出随视野扩展而变化的相对性，丝毫不排斥观测对象的绝对性。

同理，时间的绝对性表现在生命过程无法随观测结论而变化或颠倒之中。

牛顿对时间概念的陈述，具有人类数千年的历史文化底蕴，在为时间概念全面定义时，必须首先肯定牛顿对时间绝对性的基本认知。爱因斯坦关注到时间的相对性，扩展了时间概念的内涵，其贡献不可磨灭。结合两种观念的有效成份，让时间的内涵中包容绝对性和相对性，是平息时空观之争的坦途。

为了阐明时间概念同时拥有绝对性和相对性，特举例说明：

我们使某人的生死过程始终暴露在摄像机镜头下直播，不管采用何种观测方式或者得出了什么观测结论，旁观者都不会干扰或颠倒某人从婴儿到老年的生长顺序，亦不可否认这一生死过程发展变化的连续性；如果选择“时间”来描述这一过程，就必须赋予时间连续和前进次序不容颠倒的特性，亦即是时间的绝对性。牛顿时空观表述的就是这一特性，由于它不受观测因素的影响和左右，我们亦可称之为“绝对时间”或“真实时间”。

当然，如果我们将摄录的信息通过直播形式发射出去，在另一运动体系的接收机屏幕上，随着该运动体系的相对速度变化，我们可以看到这个人生活景象的加快、减慢甚至颠倒的过程。观察中，“时间”表现出与光讯号、参照系等等观测手段相关联的特性，我们称之为时间的相对性。爱因斯坦陈述的与观测手段紧密联系的时间概念，其实质上就是上例（摄录机直播）所表述的时间的相对性，亦可称为“相对时间”或者“观测时间”。

将拉长、压缩、甚至于颠倒生死过程的“观察时间”称为“真实时间”，这正如将倒放影像等特技摄影称为真实形象一般，颇难使人苟同。“观测时间”与“真实时间”不应混为一谈。

综上所述，我们给新时间概念提供一个较完整的定义框架：

“时间”描述的对象是事物发展变化过程中不可逆的前进特性，它是一个带有“不可逆的前进箭头”的矢量；它具有连续均匀的、前进次序不可颠倒的绝对性（亦称绝对时间或称真实时间）；同时，在观测中，随着参照系的速度变化，观测到的时间值可被延长或缩短，因此，它还具有与观测手段相关联的相对性（亦称相对时间或称观测时间）。

在数学表达式中，表述次序和进程的基本讯号被称为“瞬时”（无穷小），次序和进程的某一“瞬时”被称为“时刻”，两“时刻”的间隔被称为“时间”。

时空概念是时间、尺度（空间）、质量和能量等概念的总称，有了对时间概念定义的讨论，其他定义亦可按图索骥。至此，对时空观达成共识的愿望，已接近最终实现的曙光。

在纪念《相对论》问世一百周年的物理年内，笔者采用与歌功颂德不同的方式来纪念重大的历史事件，反衬物理学的博大精深和不断进步，希望在与学者交流中获得共识，共同创建有真实意义的国际物理年。

［作者单位：武汉大学政治与公共管理学院、武汉大学生命科学学院］