佛學與科學論文集

　　梁乃崇等 著

　　星雲大師總監修

　　時間起于變易

　　 梁乃崇

　　 前中研院物理所研究員

　　 暨清華大學物理所教授

　　 人們面對變易，必然産生先後秩序的認知，此先後秩序即是時間，故說：「時間是變易的先後秩序」。如果沒有變易，也就沒有變易的先後秩序，因此沒有時間。所以一切靜止不動，時間就消失了。

　　 摘要

　　 時間如洪流的觀念與真實不符。一切靜止，時間就消失了，故時間是變易的先後秩序。時間有心智成份，不純然是物。量子力學所用的「波」若定義爲時間，則大科學家對量子力學的疑慮就可消除了。中國《易經》的陰陽可以視爲時間模型。佛經對時間的了解是最深刻的。

　　 一、前言

　　 從走卒販夫到科學家，世界上每一個人都要面對時間。早上太陽升起，白天開始了；黃昏太陽下山，白天又結束了——如此日複一日，周而複始，這就是時間。時間是如此真實而平常。可是如果有人要我們拿出一天的時間來給他看一看，是拿不出來的；不過若是要我們拿一公尺的空間給他看，卻是輕而易舉的事。由此可知，空間是具象的；而時間不具形象，它是形而上的存在，既真實又抽象。

　　 在物理學中，時間、空間、質量、電荷同列爲基本量。時間既是基本量，當然是真實的；假如時間是虛幻的，整個物理學也成虛幻之學。雖然如此，時間的抽象特性仍舊困惑著物理學家，使得少數物理學家懷疑時間是人類的幻想。

　　 大家都讀過「光陰似箭」、「日月如梭」、「歲月如流」的成語，這些描繪時間的成語，透露我們對時間的想法。那麼科學家對時間的想法又是如何

　　據我所知，科學視「時間如洪流」，與上述成語的水准差不多。

　　 「時間如洪流」是一個假設，需要實驗證明，才能從假設提升爲真實；目前無法用實驗證明「時間如洪流」的想法，所以它仍只是假設，也就是猜測而已。記得在物理學的發展過程中，曾經有「空間充滿以太」的假設，後來由美國物理學家邁克爾遜——摩利證實不需要假設「以太」的存在，所以「以太」的假設就被放棄了。「時間如洪流」的想法還沒有實驗證明，因此仍然保留在假設階段，未被放棄。

　　 「時間如洪流」的想法是設想有一個時間的洪流通過宇宙，宇宙中萬事萬物全浸在時間的洪流中(見圖一)。這樣的想法暗示時間是物——如洪流之物；同時也暗示時間獨立于事物之外，事物的時間是因時間洪流的推移而産生。在沒有更好的想法下，科學只好采用它。　　

　　 圖一

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　　 事物一 　事物３

　　 ————————　時間洪流

　　 事物２

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　　 二、時間是什麼？

　　 我試從佛法禅定的角度來探討時間的本持。禅定是靜修的方法，以心念靜止爲目標。現在問一個問題：假如世界一切事事物物都靜止不動，還有時間嗎

　　答案是沒有時間，事物靜止不動，時間就消失了——原來有變動才有時間，時間是由變動産生的。茲舉例說明如下：例一，有叁個聲音1、2、3，它們發生的先後秩序1、2、3是井然有序的。例二，一個球從高處落到地面，任取叁個片段1、2、3(如圖二)，這叁個片段1、2、3發生的先後秩序也是井然有序的，絕不會錯亂。例叁，在禅定中，觀心念生起，過去心、現在心、未來心發生的先後秩序，仍是井然有序的。我們從以上叁個例子和其它任何變動例子可以發現：變動的先後秩序是井然有序的，沒有一個例外；即使是混亂的變動，其發生的先後秩序仍然是井然有序的，此變動的先後秩序即是時間，故變動産生時間。

　　 圖二 (圖略)

　　 一個變動系統若無人觀察，是否仍保有變動的先後秩序

　　換句話說，是否仍有時間

　　答案是：無人觀察，就沒有人知道。持平而論，是否有時間，沒有人能回答。假如一定要一個明確的答案，我願意回答：沒有時間。因爲我認爲所謂的先後秩序不在變動系統本身，而在觀察者的認知；沒有觀察者就沒有認知，沒有認知就沒有時間。例如恐龍化石(變動系統)未被人類發掘時，它處于無人觀察的狀況；直到被發掘出來，才被人觀察。可是恐龍的時間不是從被發掘出來才開始，被發掘以前它已經存在了幾千萬年，因此有人認爲在無人觀察時仍有時間，但是我不贊成這種說法。因爲發掘之初，人們原以爲挖到石頭，之後發現是巨型動物的化石，再經過古生物學家的反複研究，才認定是恐龍化石，于是幾千萬年的恐龍時間被建立起來了——以上這一段清楚顯現人類的心智如何從無到有創造恐龍時間的過程；在這之前，並沒有所謂的幾千萬年時間，這過去的幾千萬年時間其實是第一批觀察者所賦予的。恐龍化石所保存的只是恐龍化石而已，時間是觀察者的心智所産生的認知，恐龍化石本身並沒有時間。當人面對變動的世界，必然感知變動的先後秩序，感知是心不是物，引申下來，時間必有心的成份。

　　 圖叁(圖略)

　　 這裏有叁張圖，請各位按照發生的先後秩序從上排列到下。試驗多次的結果，大家都會排成圖叁的秩序，可見大家有共同的時間先後秩序，沒有人會認爲瓶子破碎的一張圖最先發生。在這叁張圖上分別注明繪製完成的時間順序，與圖叁的順序不同，而是中間一張最先完成，上面一張第二完成，下面一張最後完成，但卻沒有人按照完成時間的先後順序來排列，這透露了什麼訊息

　　表示人選擇圖畫的內容以決定其先後秩序，而無視于完成時間的先後；更顯示時間是觀察者的認知，不是變動系統本身，所以時間含有「心」的性質更加明確了。

　　 變動可以分爲事物的變動和內心心念的變動，面對事物變動所産生的時間包含心和物；但是面對內心心念變動所産生的時間應全部屬于心，不包含物，因此不受物理世界的限製。佛教的宿命通能知過去、未來，應屬此類。

　　 在心智的觀察之下，任何一個變動系統其時間皆是自有的，不是外加的。大至如銀河系，其圓盤狀星雲轉動不息，各星球變動不已，因此自有時間，不需外加。小至如一個氫原子，因其軌道電子會公轉、自旋和躍遷，原子核也會自旋，所以其時間也是自有的，不是外加的。

　　 叁、時間與物理

　　 古典物理常用坐標系描述一個系統(如圖四)，垂直軸代表空間(距離)，水平軸代表時間，軸線本身是一度空間。以軸線代表空間是正確的，但是以其代表時間卻有問題。因爲空間本身沒有時間的性質，硬性規定空間代表時間，並不能産生真正的時間。物理學爲什麼會采用這種有瑕疵的方法呢

　　根本原因在于接受了「時間如洪流」的觀念，把水平軸當作時間洪流、物體浸在時間洪流中。

　　 圖四(圖略。)

　　 在十九世紀初，科學家發現許多新的物理現象，古典物理不能解釋，我認爲原因出在「時間如洪流」的觀念與真實時間不合，所以不能解釋新發現的物理現象。不過當時的物理學家並不知道問題出在時間觀念不正確，因此他們另辟蹊徑，經過許多努力，終于發展成量子力學，克服了當時科學界的困難。量子力學作了一個關鍵性的改變，它認爲「粒子」有「波」的性質；「波」也有「粒子」的性質(見圖五)。例如電子是「粒子」，也是「波」；光是「波」，也是「粒子」。所有物體都具有「粒子」和「波」的二元性，量子力學就憑此「粒子」和「波」的二元性，解釋了當時古典物理所不能解釋的物理現象。

　　 圖五「波」如同水波，應上下振動，以↑↓代表振動。

　　 「粒子」與「波」是兩個性質截然不同的東西，量子力學爲什麼規定物體具有「粒子」和「波」二元性呢

　　這個問題沒有人能夠回答，只知道這樣規定以後，新發現的物理現象就能解釋了。因此量子力學被人懷疑是湊出來的理論，並非第一原理(The first principle) 。

　　 這樣的疑慮使大科學家愛因斯坦至死不肯接受量子力學，他說：「上帝(自然)不會擲骰子」，意即不相信物體有「波」那種變動不定的性質；但是他發現的「光電效應」卻是量子力學的支柱之一。另一位大科學家薛丁格也不相信量子力學；但是他卻爲量子力學寫下「波函數」方程式。再來就是大科學家浦郎克也不肯接受量子力學；可是他的「量子假設」是量子力學最重要的基石之一。他們叁位都是建立量子力學的功臣，卻又不肯接受它，可見這個疑慮是很深的困惑。現在大學物理系的學生修量子力學這門課時，仍然會面對這個困惑，大家只有強迫自己接受，那種知其然不知其所以然的遺憾是始終排解不掉的。

　　 量子力學用「波」誤打誤撞地修正了古典物理中時間觀念的謬誤而不自知，物理的難題是解決了，但心中並不明白，才留下一片困惑。我願在此重申「時間如洪流」的觀念是錯誤的，正確的說法應是：時間是變動的先後秩序。「粒子」代表空間的大小和位置，所以具空間的屬性；「波」是變動，變動産生先後秩序，依本文給時間的诠釋，「波」就是時間。物體具有「粒子」和「波」二元性，意即物體具有空間和時間。有誰會懷疑物體具有空間和時間二元性呢

　　所以只要明了「波」是時間，一切疑慮都消失了。大科學家之所以不肯接受量子力學，原因出在不知「波」就是時間。上帝(自然)是會擲骰子的，如果上帝(自然)不會擲骰子，世界就沒有時間了。大學生修量子力學時，若知道「波」就是時間，量子力學會變得簡單易懂。

　　 時間觀念從「如洪流」修正爲「變動的先後秩序」，于是量子力學的物理意義亦有新的發展。例如氫原子模型，電子在軌道上繞著原子核旋轉(見圖六)。電子的軌道有很多，電子只能居留在軌道上，軌道之外的區域不能居留，這種情況量子力學如何解釋呢

　　在軌道上，電子的「波」均形成「駐波」，「駐波」是駐留不走的「波」。電子的「波」既然局限在軌道上駐留不走…

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