作者：李瀟
時間這個概念，最早來源於大自然。日出日落，星辰流轉，四季變換，都意味著時間。然而，在我們的現代社會中，時間早就已經超出了它在各種自然現象中的意義，現代人的生活其實是被「時鐘」所支配的。
這種超越自然的「時間」概念是怎麼形成的？這種嶄新的時間概念又是怎樣影響人類社會的？德國科普作家和科學史家託馬斯·德·帕多瓦在《萊布尼茨、牛頓與發明時間》中，通過萊布尼茨和牛頓兩位科學家的經歷，串聯起了一段關於「時間」的精彩歷史。
正是因為有了新的時間概念，我們才能走進現代社會。時間這個概念形成的歷史，是一段科學史，也是人類社會發展的歷史。
時間成了公共品
鐘錶時間進入城市生活的每一個角落，激發了科學的火花，改變了社會的面貌，重構了人與時間的關係，推動了關於時間本質的思考
太陽、流水、鐘聲都是時間的象徵，那麼，我們所說的「時間」到底是什麼？如果說時間是被發明的，我們可能會驚訝，日升月落，難道不是自然規律嗎？
要知道這個答案，首先要了解在精確的鐘表發明之前，那時候的人類是如何認識時間的，他們是怎樣生活的。
最早，人類對時間的認識來源於對自然的觀察。天體運動造就了晝夜、月相和季節等，它們有著近似固定的周期，人們的生活也就形成了與之和諧的節律。
在17世紀初的歐洲，農業依然佔據著重要的地位，根據日出日落和季節更替，人們進行播種、培育和收割，如果一個社會停留在農業社會，這樣的時間概念其實也就夠用了。
在當時的歐洲，儘管已經出現了很多非常昂貴的鐘表，但這些鐘錶都沒有分針和秒針，只能像中國古代計時那樣大致知道是「午時三刻」，是一種模糊的時間。牛頓作為一個牧羊人的後代，在小的時候，經常觀察在一天當中，影子的方向和長度是如何變化的，這完全是一種與傳統農業社會相適應的時間觀念。
然而，17世紀末18世紀初的歐洲，發生了一場悄無聲息的革命，城市居民的生活在這個時期發生了翻天覆地的變化。在這場即將發生的社會變革中，扮演重要角色的，就是精確的鐘表。
1583年，伽利略發現了擺的等時性——擺的周期與擺長的平方根成正比。利用該原理，惠更斯於1657年製作了擺鐘，又於1675年發明了擺輪遊絲。這不僅使機械鐘的誤差減少至每天1分鐘以內，也為可攜式鐘錶的誕生鋪平了道路。新式鐘錶結合了兩種時間觀念：指針的運動既模擬循環，也呈現流逝，時間單位從一刻鐘精確到分，然後到秒。此後數十年間，它開啟了一場影響深遠的時間革命：鐘錶時間進入城市生活的每一個角落，激發了科學的火花，改變了社會的面貌，重構了人與時間的關係，推動了關於時間本質的思考。
託馬斯·德·帕多瓦認為：「從我們的時間文化來看，17世紀可謂設置了全新的標準。」客觀、數學的鐘表時間不僅改變了日常生活，也衝擊著原有的社會結構，打破了君主和教會對時間制度的壟斷。隨著私人鐘錶的普及，時間成為公共品，進而推動了個體意識的覺醒。
鐘錶的誕生，還促進了資本主義僱傭勞動的發展，給當時的歐洲人帶來了全新的時間概念，人們開始有了「守時」的觀念，工人們開始按時上下班，而且每天工作的時間也越來越長，開始從農業時代即將進入工業時代。而新型航海鐘的發明，把海洋上的時間測量提高到了前所未有的精度，徹底解決了遠洋航海中的定位問題。這為後來英國的海上霸權，以及歐洲對世界其他地區的殖民提供了技術基礎。
關於時間的恩怨糾葛
近代以來的任何重大科學成果都不是某人被蘋果砸中後的靈光乍現，而是歷代知識的積累、傳承和發展，是跨國交流與合作的結晶
既然本書叫作《萊布尼茨、牛頓與發明時間》，萊布尼茨、牛頓以及兩人之間的恩怨糾葛自然是書中提到的重點內容。不過，這個有些老生常談的故事，在託馬斯·德·帕多瓦筆下，卻有了生機。他運用多線敘事手法，將兩人的經歷與重大歷史事件相交織，體現了300多年前西歐社會的動蕩、變革與發展，主題圍繞的還是——時間。
在牛頓的物理學中，時間是一條持續不斷的水流。牛頓的絕對時間論在他的《自然哲學的數學原理》中是這樣描述的：「絕對的、真實的和數學的時間，由於它的自然本性，不受外界影響而穩定地流逝，換種說法是持續不斷地流逝。」同樣，他對空間的看法也寫入書中，「絕對空間由於自然本性，在不與外部事物發生關係的情況下總是不變和不能移動的」。
我們在日常生活中，不知不覺都在採用牛頓的這種時間觀。比如，你和朋友說：「今天晚上七時半一起吃飯。」這句話裡就包含著牛頓的時間觀，我們似乎天然就假設，已經有了一個固定的時間背景存在，不會因為現在是夏天，七時半就變得比較晚；不會因為是冬天，七時半就變得比較早；也不會因為你在吃飯，時間就過得比較快。「晚上七時半一起吃飯」這個約定可以成立，就是因為時間成了一個絕對的概念。
牛頓關於時間和空間的絕對論是基於17世紀人類對周圍空間物體觀察的結果，也是基於17世紀人類能夠實施的科學實驗的結果。在牛頓去世100多年後的1890年，世界標準時間的倡導者、加拿大測繪工程師桑德福·弗萊明也成了絕對時間論的追隨者。他在1890年撰寫的文章《落伍的古代計時方法》中說：「時間不受物質、空間或距離的影響。它是普遍而非地區性的，它是絕對的單一，整個宇宙都一致。」
然而，跟牛頓同一時期的科學家萊布尼茨，卻從純理性的角度，提出了對時間概念的另一種全新的理解，他的觀點還和牛頓針鋒相對。萊布尼茨認為，宇宙中沒有一種絕對的時間秩序，時間是一種「思想物」，它不能脫離我們的意識存在。
有時候，我們也會用萊布尼茨的思路來理解時間的概念。比如，我們可能會和同事說：「下班後一起去吃飯。」這句話裡聽起來沒有任何的時間信息，我們完全不知道「下班之後」這個時間到底是在下午五時、六時，還是晚上的八時、九時，但這句話的意思是很明確的。我們能夠感受到時間的流逝，就是因為我們一直生活在由因果關係構成的網絡之中。
然而，遺憾的是，兩個未能殊途同歸的偉大靈魂從未謀面，也並沒有公開地為自己辯論。因為，無論在學界還是仕途，牛頓都更加符合「成功」的標準，所以萊布尼茨關於時間的理論，長期被嚴重忽視。就像託馬斯·德·帕多瓦所說，萊布尼茨的這種對於時間的理解一直處在牛頓物理學的陰影之下。儘管有許多哲學家非常關注萊布尼茨的觀點，但這種思想沒有能夠影響科學界，所以很快就被遺忘了。
事實上，近代以來的任何重大科學成果都不是被蘋果砸中後的靈光乍現，而是歷代知識的積累、傳承和發展，是跨國交流與合作的結晶——開放帶來進步，封閉必然落後。在全球聯動日益緊密而科技壁壘可能被重新築起的今天，這樣的信念尤為珍貴。
時間是我們思考的方式
只要大統一理論尚未建立，物理世界的終極圖景沒有展開，關於時間的討論就不會結束——也許永遠都不會結束
儘管牛頓的觀點看似更被人們接受，可是到了20世紀，科學家們卻拋棄了牛頓的時間觀念，開始擁抱萊布尼茨所定義的「時間」。
19世紀末，人類全面突破自身經驗的維度，哲學和科學界才重新發現關係主義的價值。
柏格森拒絕了時間的實體化和空間化，取消了過去、現在和未來的藩籬，將時間統一到綿延。在科學領域，恩斯特·馬赫率先批判了水桶實驗，否定了相對於絕對空間的絕對運動的存在。接著，愛因斯坦基於光速不變原理提出了狹義相對論，致使時間和空間不再相互獨立，而是被統一為「四維時空」。1915年，愛因斯坦又在廣義相對論中進一步指出，運動的同時性是相對的，每個觀察者都能測得特殊的「原時」。不存在絕對的參考系，「空間和時間只是我們進行思考的方式」。
相對論帶來的這種全新的「時間」概念也反過來帶來了技術上的重大突破。我們生活中到處都有相對論所帶來的影響。比如，人們現在每天使用的GPS定位上，也用到了相對論的時間修正。根據狹義相對論，高速運動衛星上的原子鐘每天要比地球上的鐘慢7微秒，而如果再進一步考慮廣義相對論，衛星上的時鐘又會比地球快45微秒。可能你會覺得這些誤差太小了，比我們「一眨眼」的時間還快。可是，這種誤差如果不進行修正的話，那麼GPS系統的定位每天將會累積大約10公裡的誤差。從GPS這個例子中，我們看到了技術跟科學之間的複雜互動。技術對科學提出了要求，而只有當科學達到一定的程度，技術的實現才有可能。
你可能沒法想像，關於時間的發明，會對人類產生如此巨大的影響；而隨著科學的發展，我們得以從更多的角度認識時間。正如本書譯者在序言中提到，它或許是物質運動或能量傳遞的方式——根據熱力學第二定律，時間在大爆炸之前或熱寂之後都不存在；又或許是生命意識的反映——心理學認為，我們所感受的「現在」不過是一段最多兩三秒的時長。今天，雖然世人在日常生活中仍無法擺脫對絕對時間的想像，但已經傾向於認為，關係主義更接近時間的本質。然而，只要大統一理論尚未建立，物理世界的終極圖景沒有展開，關於時間的討論就不會結束——也許永遠都不會結束。
至少，在此之前，託馬斯·德·帕多瓦講述的故事可以讓我們重新審視自己的時間經驗、時間工具和時間觀念，思考現代時間的「發明」及結果。如此，置身於躁動的時間之網，我們就能少一點無措和迷茫，多一分自信與堅強。（李瀟）