中国古代道之时空观与相对论力学

熊 辉

（东莞理工学院数学教研室，广东东莞 523808）

中国古代道之时空观与相对论力学

熊 辉

（东莞理工学院数学教研室，广东东莞 523808）

中国古代先贤对“道”之论述，表明“道”是一种空间体现，具有无限弹性；将人与“道”并列，这也说明了“道”是可具体而微的，是可以实指物种及其智慧的。“道”正是时间与空间之有机糅合，而并非仅就空间而言，现代物理学也提供了强有力的证明。

道；时空；运动；相对论

《老子·第二十五章》载：“吾不知其名，强字之曰‘道’，强为之名曰‘大’。”这表明，老子认为“道”是一种无处不在之存在。“大”的意思，就是指无限延展之空间。人类所需之生存空间是有限的，但若向这个有限空间的边缘前进，却永远也不能到达其边际。随着向边缘的前进，该生存空间会不停地向外扩张。《庄子·天下》中也记载了惠施之言论：“至大无外，谓之大一；至小无内，谓之小一。”这其实正是“道”之“无形”，是可虚可实、可大可小、可屈可伸之空间。

从老子之“故道大，天大，地大，人亦大”这一观点可以看出，“道”首先是一种空间体现，具有无限弹性。古人认为天与地是无穷大的，这种无穷大不仅体现为空间之体积，还体现为空间之容量，即天与地是无所不容的。其次，将人与“道”并列，这也说明了“道”是可具体而微的，是可以实指物种及其智慧的。

一、“道”与时空的等价关系

李约瑟认为，“道”本意是路，后被推广成为人与神的行为方式，故天道产生之初与天命同义。然而，“道”是否只表示空间呢？从《老子》与《易经》来看，显然并非如此。除了表示无限延展之空间存在之外，古代大宗师认为“道”还是一种无限延续之时间体现。

“吾不知其名，强字之曰‘道’，强为之名曰‘大’。大曰逝，逝曰远，远曰反。”“大曰逝”，“大”是一种空间体现，那么“逝”呢？《论语·子罕》：“子在川上曰：‘逝者如斯夫，不舍昼夜。’”可见，“逝”是一种运动，是一种过去与现在之时间体现。“逝曰远”，“远”是需要时间来到达的，因此是一种未来之时间体现。

“道”除了影射空间之外，还蕴涵了时间。这一点还可从《老子·第五十四章》得到验证：“修之于身，其德乃真；修之于家，其德乃馀；修之于乡，其德乃长；修之于邦，其德乃丰；修之于天下，其德乃普。故以身观身，以家观家，以乡观乡，以邦观邦，以天下观天下。”若说“道”仅仅表示空间，则以自身理解别人，以自家观测他家，以本土推测他乡，以本国推理外国，都是说得通的，但“以天下观天下”这一句就难以解释了，因为天下只有一个。因此，“以天下观天下”应该是一个时间概念，即以历史经验来观测未来。

《庄子·至乐》载：“万物皆出于机，皆入于机。”“机”，即时机，指某些重要、关键之时间点或时段。这说明，庄子认为万事万物之发展变化都是因时机变化而引起的。《国语·越语上》载：“夫圣人随时而行，是谓守时。”“守时”，今天被狭义地解释为遵守作息或行动时间表，这大大地削弱了其本意。“守时”，指遵守天时，敬奉天道。《管子·霸言》载：“智者善谋，不如当时。”“当时”，即选择适当时机。

《老子·第五十五章》载：“知和曰常，知常曰明，益生曰祥，心使气曰强。物壮则老，谓之不道，不道早已。”“物壮则老，谓之不道”，这显然是指时间状态。

在中国古代学者看来，时间与空间是相互对偶的，而且可以相互转化。在对偶两部相互转化之过程中，它们交替成为“道”的一部分，甚至有时成为“道”本身。西方文化之传统是空间主控的，由于空间是可分割、可分配、可占有、可交易的，因此西方人掠夺性很强；东方文化之传统是时间主控的，由于时间是不可分割、不可分配、不可占有、不可交易的，因此东方人防守性很强。

此外，中国古代学者将空间与时间之移换法术也称为“道”，且有正道与旁门之分。在道教，真正能够修成神或仙的，当然是长生不老之正道；而扶乩、朝真降圣、采阴补阳之类的，就属旁门左道。对中国古代之神话体系进行比较就会发现，各种道、法、术，其实都是某种时空移换之体现，只不过得大道者可以轻易地完成，而入偏门学左道者就要费力很多。

二、“道”之时空观与相对论

在中国古代，“道”之为物，乃时间与空间之有机糅合，并以时间为主。除上述论证外，现代物理学也提供了强有力的证明。物理学家Einstein在其相对论理论中曾推导出著名的时间膨胀公式

其中，c＝3．0×108米／秒为光速，T0为物体相对静止时的单位时间间隔（可以取为1秒、1分钟甚或1小时、1天），v为对应物体在此单位时间内的（匀速）运动速度，Tv为物体以速度v运动时所感到的单位时间间隔。如：设相对静止时时间间隔T0＝1秒，若物体以速度v＝0．8c米／秒作相对运动，则该物体能感受到的真正时间间隔为

这一结论说明，若相对静止时物体自身所携带的钟每隔1秒钟“滴答”1次，则以速度v＝0．8c米／秒作相对运动时，该钟要每隔5／3秒才“滴答”1次。可见，（横向）空间运动使得时间尺度发生了改变（此处为膨胀），反之，时间尺度的变化亦能产生空间运动。其中的“横向”，乃针对于下文的“纵向”而言。若某生物原本能存活60年，则不难算出：其在以速度v＝0．8c米／秒的（相对）运动世界里，就能存活100年；其在以速度v＝0．99c米／秒的运动世界里，就能存活1000年；其在以速度v＝0．999c米／秒的运动世界里，就能存活10000年。

可见，中国古代神话世界里的长生不老、寿与天齐等，并非毫无科学依据。“洞中方七日，世上已千年”、“天上一日，地上一年”等文学描述，实际上都可以从时间膨胀理论中得到合理解释。天庭是如此高远，神仙们总能在固定位置找到某个所在（如南天门），这意味着天庭之运动（线）速度必然非常大，否则角度将产生很大的偏差。

若物体以速度v＝0．75ic米／秒（其中为虚数单位）作相对运动，则该物体能感受到的真正时间间隔为

这说明，若相对静止时物体自身所携带的钟每隔1秒钟“滴答”1次，则以速度v＝0．75ic米／秒作相对运动时，该钟每隔4／5秒就会“滴答”1次。可见，（纵向）空间运动也可使得时间尺度发生改变（此处为收缩）。

数学与物理上对于虚数的应用如今已十分开放，其实±i与±1一样，可用来表示直角坐标系中两个竖直相反方向的长度单位。如此，物体所感受之时间尺度会随着其运动速度（速率与方向的糅合）改变（膨胀或收缩），就可以在数学上得到圆满的解释。而“道”之时空观，亦可得到定论。

最后，解释一下“道”这个字本身，来为中国古典哲学与古典思想做一个注脚。“道”，“首”加上“辶”之底。首，即头部，表示中国古人认为行万里路是要靠头脑的，这一点从造字结构就可见一斑。“首”，先是两点一横，若将两点打横来放，则可清楚地看到，其表示一阴一阳两个爻象。这说明，古人认为头脑之智慧是来自于阴阳论的，这其实是对宇宙对偶结构之高度意象认识。阴阳二爻下面是“自”，其来自于身体之“身”。显然，中国古人认为，“形而上者谓之道”，人之上半身就可以代表自己。

［1］冯友兰．中国哲学史新编（第二册）［M］．北京：人民出版社，1984．

［2］（英）李约瑟．中国科学技术史（第二卷）·中国科学思想史［M］．何兆武，等，译．北京：科学出版社，2001．

责任编辑 叶利荣E－mail：yelirong＠126．com

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熊辉（1978—），男，江西余江人，副教授，博士，主要从事偏微分方程、数学建模与数学哲学研究。