互动科普

生活的节奏在不断加快，但我们仍然未能完全领悟时间的奥妙。

200多年以前，本杰明·富兰克林首创了那句现己人所共知的名言一一时间就是金钱。

新的一千年及其之前的数10年一一使富兰克林的这一格言越发令人感到真切。时间在21世纪的重要性，犹如化石燃料和贵金属在先前各个时代中的重要性。人们无时无刻不在测量时间的长短，计算分秒的价值一一对于其节奏快到每秒万亿字节和10亿位的现代经济，时间是推动它持续增长不可或缺的厚料。

英国一位经济学教授甚至想把富兰克林的格言彻底量化，以反映新千年的时间理念。这位教授就是沃里克大学的IanWalker。根据他推导出的一个公式，人们花在刷牙上的3分钟时间相当于45美分，而这笔钱就是英国老百姓因从事工作以外的某件事情而放弃的报酬(扣除所得税和应缴社保费)，动手洗车用去的半小时相当于4.5美元。

说时间就等于多少钱，似乎是把富兰克林的格言推到了一个近乎荒唐的极端。然而时间的商品化却是完全真实的，而且它是人们对时间的看法有了根本改变的结果。人类根本的生存动机，与数十万年前的旧石器时代相比没有多大变化。我们成天劳碌奔波，在很大程度上是为了填饱肚皮、生儿育女、竞争或逃命等，与FredFlintstone的动机如出一辙。尽管这些基本的需求贯穿于整个人类社会，但自从我们的祖先开始在热带大草原上打鱼捕猎、采集食物以来，人类文化已经经历了一次又一次的剧变。在石器时代进步到信息时代的漫长过程中，最深刻的变化或许是围绕着我们对时间的主观体验而展开的。

时间的定义之一认为，时间是事件在其中依次发生的一个从过去一直延伸到未来的连续统一。如今在某一给定时间间隔内一一无论是l年内还是l纳秒内一一所发生的事件数量正在无休止地增长。技术时代已经变成了一种越多总是越好的竞争游戏。JamesGleick在其著作《越来越快一一几乎无所不在的加速（Faster:The Acceleration of Just About Everything）中指出，通过联邦捷运公司发货的做法在20世纪80年代普及开来而成为家常便饭之前，商业文件的交换一般并不要求文件包"一定在一夜之间"就递交到对方手中。联邦捷运公司的快捷最初使其客户占据了一定优势，然而没过多久全世界无论什么地方的货物都有望在第二天早上送抵其目的地了。Gleick写道"当人人都采用一夜送达的邮件时，大家又都站在了同一条起跑线上。唯一不变的事情是大家的步伐全部加快了。"

同时发生

因特网的问世克服了人们需等联邦捷运公司的运货车到第二天早上的麻烦。在因特网上，任何事情可以同时发生在所有地方一一联网的计算机用户不论是在纽约还是在达喀尔，都可以同时看到某一网页的更新版。实际上时间已经战胜了空间。手表生产商Swatch公司察觉到这一动向后，竟然想要废除世界上不同地方之间的时区界线。该公司首创了一种不同时区的因特网计时标准，它把一天划分为l千个相等的部分，全球不管什么地方的因特网时刻都是相同的，而这一因特网时间的子午线就位于瑞士的比尔市(Swatch公司总部所在地)。

这个数字因特网时钟仍然在网上和比尔市的Swatch公司大楼上滴滴答答地走着。而想让因特网时间成为全球公认的通用时间标唯，其前景与想让世界语成为全球通用语言一样，不容乐观。

撇开这一场戏中的做秀成分，因特网世界并未消除时间的壁垒，克服时间障碍有赖于不断发展精确计时的能力。在漫长的历程中，我们测量时间的本领一直是与我们不断增强的控制自己所处环境的能力直接相关的。计时的习惯可以追溯到2万年以前，当时冰期时代的游猎者们在树枝或骨上刻洞，可能是在跟踪各月相之间的日子。大约在5000年前，巴比伦人和埃及人发明了日历，以便安排种植和其它时间性较强的活动。

早期计时专家并不特别沉迷于计时的精度，他们根据自然界中循环往复的现象来确定时间，如太阳日、太阴月和太阳年等。日昝充其量不过是投下一个影子，只要不是乌云和黑夜把它变成一件毫无用处的装饰品。不过从13世纪开始，机械时钟的发明掀起了一场革命，其意义之重大不亚于古腾堡后来发明的印刷机。时间不再是"流动"的(摘漏靠水流计时，因此它指示的时间货真价实在流动了)，而是靠一种能够跟踪振荡器振动节拍的机械装置将其均匀地划分。经过改进的这种装置计量时间的精度达到一秒的若干分之一。

机械钟表最终促进了时计的微型化。一旦以卷簧而不是以下落的重物为动力，钟表就可以小到随身携带或者像珠宝一样戴在身上，这项技术改变了我们对社会如何组织起来的看法，它使人们得以实现其相互间活动的协调一致。哈佛大学的历史学家DavidS.Landes在其著作《时间的革命:时钟与现代社会的形成》（Revolution in Time:Clocks and the Making of the Modem Society）一书中写道"守时的动力源自内在的因素，而非外部的作用。无论如何，正是机械时钟使人们开始注意到时间的流逝，从而更加重视提高效率并改进业绩。"

若干世纪以来机械时钟一直作为最精确的计时工具而大行其道。但在过去50年间，人们在追求计时精确性方面所取得的进展不亚于先前700年的进展[参看本期WilliamJ.H.Andrews所著"钟表的编年史"一文]。帮助时间战胜空间的并不只是因特网。时间的测量精度超过其它任何物理量。因此，人们设法用经历时间的长短来衡量空间尺度。如今，标准制定机构把历史悠久的米的长度定义为:真空中的光在1/299792458秒内穿过的距离。

用来实现这类测量的原子钟对于精确定位起着非常重要的作用。某些原子钟的铯原子共振频率极其稳定，使它成为一种能够保持接近纳秒精度的"摆"。构成全球定位系统(GPS)的卫星不断将其确切位置以及星载原子钟所指示的时间等信息发送出去，接收装置在收到至少4颗卫星发来的这些信息后对信息进行处理，便可确定驾驶员或徒步旅游者的准确地面坐标，无论他们是在巴塔哥尼亚还是在拉普兰。对时间精度的要求非常之高。任何卫星上的原子钟测量的时间如果出现误差，哪怕只有百万分之一秒，它发出的信号也会使GPS接收机在计算位置时，出现高达0.3公里的偏差(除非这一时间误差得到其它卫星的校正)。

精密计时技术仍然在突飞猛进地发展。事实上，今后几年中时钟的开发可将达到其最高的水平。时钟开发者们可能打造出一种其精度高得无法使其它计时装置与之实现同步的原子钟[参看本期W.WaytGibbS所著“将时间精度进行到底!”一文]。研究人员也在继续努力把一秒分得更细更密。不断提高速度已经成了信息时代发展的基石。在实验室中晶体管的开关速度已经小于1皮秒，即万亿分之一秒[参看本期“时间单位的档案”]。

法国和荷兰的一个研究小组创造了一项细分秒的新的速度纪录一2001年该小组报导说，他们的激光闪光灯发出了持续时间仅为250渺秒(即250×10。秒)的脉冲。这种闪光灯有朝一日可能会发展成一种能够跟踪单个原子运动的摄像机。当代在测量大的时间尺度方面也取得了长足进展，测定久远时间的放射性断代法能揭示地球的实际年龄究竟有多大。

轻松快捷地超越时空一一无论是在网上还是驾驶一架GPS导航的客机——加快了我们做事的速度。速度极限能提高到何种程度还有待于检验。专业会议与流行书刊都在大炒终极的“宇宙快车”这一概念，即进入未来或返回过去的一种手段[参看本期PaulDavies所著“时间机器：返回过去的通道”一文]。虽然时钟开发者的技艺高超，但无论是物理学家还是哲学家对于所谓的“光阴似箭”(tempusfugit)究竟是什么意思依然各持己见，没有任何一致的看法。

早在工业时代之前若干个世纪，关于时间这个可分为过去、现在和未来三部分的“怪物”本性问题就一直令人头疼不已。SaintAugustine描述这个定义怪圈时的口才之杰出令其他任何人望尘莫及。他在忏悔录(Confessions)-书中发问：“究竟什么是时间?”然后自答：“没有人问我时我才知道它的答案；如果有人问我而我想解释时，我就什么也不知道了。”他进而试图阐明为何时间如此难以定义：“过去已不复存在，而未来尚不存在，那么这两类不同的时间到底会是怎么回事?”

正统的物理学家虽不受有神论的束缚，但他们在对付时间本性这个难题时依然倍感棘手。我们每个人都有不可避免的寿终正寝之时，因此我们感叹“光阴似箭，人生几何”。然而我们所谓的时间飞逝究竟是什么意思?说时间一秒就是一秒地飞快逝去，同禅宗考问佛教徒的难题一样几乎毫无科学意义。我们可以设想制定一种用于测定时间流动的度量标准，即某种形式的“时间安培”。但是这样一种度量标准可能根本就不存在[参看本期PaulDavies所著“时间箭头之谜”一文]。事实上，当代理论物理学最热门的话题之一就是时间本身是不是一种幻觉。对时间的认识混乱到如此地步，以致物理学家们居然要请哲学家“出山”，帮助他们弄清是否需要在他们的方程中加进一个t变量[参看本期GeorgeMusser著“物理学核心的漏洞”一文】。

伟大的坛场

时间的本质是一个古老的难解之谜，它不仅令物理学家和哲学家为之倾倒，也吸引了那些研究非西方文化——这类文化认为事件是以一种循环往复的非线性过程展开的一一的人类学家[参看本期CarolEttel著“漫谈时间文化”一文]。但对于我们中的大多数的人来说，时间不仅是实实在在的，而且主宰着我们所做的一切。我们都喜欢动不动就看时间，这种习惯有时出于本能，有时是学来的。

显然我们觉得自己是被夹在过去与未来之间一一用一种传统文化的话来说，也就是陷在了天地万物反复轮回的大坛场中。这种感觉可能与一项基本的生物学事实有关。我们的身体内到处都是各种生物时钟，有的操纵我用球拍去接来球，有的控制我们何时入睡，还有的或许决定我们什么时候寿终正寝[参看本期KarenWright著“人类的生物时钟”一文]。

这些真实的生物节律(biorhythm)现在已经开始悄然呈现在生物学家面前。我们玩得兴高采烈之时会感到时间过得飞快，科学家现在正逐步锁定产生这种感觉的大脑部位——它正是当我们呆坐在那里听关于加拿大利率政策的单调沉闷的宣讲时产生那种令人昏昏欲睡、度日如年感觉的大脑部位。科学家也开始逐渐认识到不同类型的记忆之间的联系，以及事件是如何按时间顺序组织起来并回忆的。对患有各件类型遗忘症的神经病患者——其中部分人已经失去了准确判断经过了若干小时、若干个月乃至整整数十年的能力——所作的研究，将有助于确定大脑中与我们如何体验时间有关的部位[参看本期Antonio．Damasio著“思维时间”探秘一文]。

记得我们在事件的顺序中处于哪一位置决定了我们各自的身份。因此，归根到底，宇宙学意义上的时间是否包含着一条根本的物理学原理并不重要。即使时间是一种异想天开的怪念头，我们也会毫不动摇地坚信它。我们之所以重视时间这个作为3个空间维补充的第4维，在很大程度上是因为我们有一种深的心理需求——我们需要记住这一与我们大家都有关的具有重大意之的时间里程碑，如生日、圣诞节、7月4日(美国独立纪念日)等。除此之外，我们该如何解释2000年1月全球庆祝元旦的狂热局面，尽管这日子并非基督一生中的什么重要时刻，而且根据许多计算来看也不是真正的千年纪起点?

但我们还是会继续庆祝下一个千年纪的开始(如果人类这个物种到时还安然无恙地居住在地球上的话)，而且也将继续庆祝父母的金婚念日以及地方志愿者消防队成立20周年纪念日。在这个瞬时信息传递、一小时快照、特快结账以及当内交货等眼看就要使我们丧失最后一点持久感的世界上，惟有如此才能使等级体系和结构保持下去。