論康德的時空觀及其科學意義

李 俊 春

(1.中國社會科學院大學 哲學院，北京 102488；2.黑龍江大學 信息管理學院，哈爾濱 150080)

時間和空間一直是哲學和科學研究的經(jīng)典問題，對康德來說，科學意義上的時空觀更是對哲學的形而上學具有重要意義?？档略诮鉀Q作為科學的形而上學如何可能的問題時，首先探討了純粹數(shù)學和純粹自然科學的可能性基礎(chǔ)，而這些都離不開對時間和空間的分析。在康德看來，時空不是現(xiàn)實中的經(jīng)驗事物，而是一種先天直觀形式。我們的經(jīng)驗知識需要借助于關(guān)于時間和空間的先天知識。對于某一空間和某一時間中事件的認識，范疇是必需的，所有的經(jīng)驗判斷都依賴于時間和空間是統(tǒng)一的這個設(shè)定。如果沒有這種統(tǒng)一性作為前提，數(shù)學和自然科學也就失去其普遍必然性。康德進一步指出，時空統(tǒng)一性是建立在先驗自我意識的統(tǒng)一性前提下的，因此，時空也就同人的意識關(guān)聯(lián)起來。時空不再被當成是客觀世界或者客觀事物所固有的一種屬性，而成為人們把握經(jīng)驗世界的一種工具和方式，這一轉(zhuǎn)變完成了認識論上的“哥白尼革命”，這種理性先于經(jīng)驗的思路對于科學研究也具有重要的啟發(fā)作用。

一、三種不同的時空觀

在《純粹理性批判》的先驗感性論部分，康德提出了三種不同的時空觀：“那么，空間與時間是什么呢？它們是現(xiàn)實的存在物嗎？或者它們雖然只是事物的諸規(guī)定乃至于諸關(guān)系，但卻是哪怕事物未被直觀到也仍然要歸之于這些事物本身的東西？要么，它們是這樣一些僅僅依附于直觀形式、因而依附于我們內(nèi)心的主觀性狀的東西，沒有這種主觀性狀，這些謂詞就根本不可能賦予任何事物？”[1]28時空是現(xiàn)實的實體，是牛頓的論斷，而時空是事物之間的規(guī)定和關(guān)系則是萊布尼茨所持的觀點。康德將牛頓視為從數(shù)學研究自然的一派人，他們假定時空為永恒無限、獨立持存的，把現(xiàn)實的東西包含在自身之內(nèi)。萊布尼茨則是形而上學的自然學家。牛頓將時間和空間視為絕對的，在這個意義上，時空是與世界中的經(jīng)驗客體沒有關(guān)系的。為了建立他的運動定律，牛頓將空間想象為一個容器，將時間想象為一條河流，這個想象的容器的存在不依靠也不需要其中包含有任何物理內(nèi)容。這條比喻意義上的河流是以恒定速率流動著的，同樣不涉及任何物理對象。所有在經(jīng)驗世界中的客體都能夠被置入絕對的時空之中?？傊?，牛頓眼中的時空是一種獨立自存的實在，是一個所有對象都被置于其中的容器，是“上帝的無限的統(tǒng)一的感覺器官”(God’s boundless uniform sensorium)?！皩τ谂ｎD來說, 上帝是一切完滿性的總和，空間是上帝作為最高實體所行使其權(quán)能的處所，空間是上帝的完滿性與最高權(quán)能的必然后果?！盵2]

實際上，“上帝的感覺器官”的表達給牛頓的時空觀增添了不必要的宗教色彩，也正是在宗教的層面上，萊布尼茨對牛頓的時空觀提出了質(zhì)疑。在1715—1716年與克拉克的論戰(zhàn)書信中，萊布尼茨就提出上帝并不需要一個感覺器官去接受對象。萊布尼茨根據(jù)不可分辨者的同一律原理，證明了根本不存在絕對的時間和絕對的空間。他這樣表達其觀點：“那么我認為，如果空間是一種絕對的存在，就會發(fā)生某種不可能有一個充足理由的事情，這是違反我的原理的。我將這樣來證明?？臻g是某種絕對均勻的事物，如果沒有放置其中的東西，空間中的一個點和另一個點在任何方面都沒有絕對的區(qū)別?！盵3]18-19也就是說，如果空間是絕對存在的話，那么其中的點是不可分辨、不可區(qū)分的，從而一個物體之所以在一個空間而不在另一個空間也就失去了充足理由。由此，萊布尼茨給出了空間的性質(zhì)：“至于我，已不止一次地指出過，我把空間看作某種純粹相對的東西，就和時間一樣：我認為空間是一種并存的秩序，正如時間是一種相繼的秩序一樣。因為就可能性來說，空間表示同時存在的事物間的秩序，這些事物視為一起存在，而不管它們的存在方式。”[3]18空間也就是現(xiàn)實或者可能事件的共存關(guān)系，而時間是共存事件的繼承順序。人們在與經(jīng)驗世界打交道的過程中獲得了時間和空間的觀念。人們經(jīng)驗到共存的事件和相繼的事件，而將這種并存和相繼命名為空間和時間。因此，時空僅僅是對象間的關(guān)系，并不是獨立自存的實在，而是物質(zhì)的屬性。萊布尼茨由此反對將時空作為實體或者絕對存在的幻想，并諷刺地指出絕對時空是“一些當時英國人的幻象”，萊布尼茨口中的英國人無疑指的就是牛頓和他的追隨者。

康德也認為牛頓的絕對時空是純粹形而上學的，因為我們并不能夠感知到時間本身，將絕對時間的概念應(yīng)用于宇宙整體時會導致悖論，所以時空并不是絕對存在的。在《自然科學的形而上學基礎(chǔ)》一書中，他將空間區(qū)分為經(jīng)驗的空間和純粹的空間：“物質(zhì)是在空間中的運動物。那自身是運動著的空間稱之為物質(zhì)的空間，或者也叫作相對的空間；一切運動最終必須在其中設(shè)想(因而自身是絕對不動)的那個空間稱之為純粹的空間，或者也叫作絕對的空間?！盵4]如果空間能夠被經(jīng)驗感知，那么這個空間作為物質(zhì)性的東西必須是自身運動的，而這個空間的運動要能夠被感知到，就必須以處于一個更大的物質(zhì)性空間為前提，而這個更大的物質(zhì)性的空間又需要有另一個前提，以此類推，以至無窮。所以康德認為真正純粹的空間不是物質(zhì)性的，也不能是被經(jīng)驗感知的對象。在《純粹理性批判》的先驗辯證論中，康德以同樣的邏輯論證了時空如果是經(jīng)驗性的對象，會造成“二律背反”。第一組“二律背反”就是討論時空問題的，即“正題：世界在時間上有開端，在空間上有限；反題：世界在時間上和空間上無限”。在康德看來，這里的正題和反題都能夠得到證明，然而這兩者自身卻是相互矛盾的。這種悖論之所以產(chǎn)生，其中的內(nèi)在矛盾在于：如果時空是經(jīng)驗對象的話，那么它們就會有界限和起點，然而界限和起點又是以時空為前提的。因此，時空本身并不是經(jīng)驗事物。在康德看來，時空在經(jīng)驗之前就已經(jīng)潛在地在感性中被呈現(xiàn)出來，時空并不像萊布尼茨說的那樣是我們處理經(jīng)驗事物之后才獲得的觀念；恰恰相反，時間和空間是我們能夠感知經(jīng)驗事物的前提條件。

在《純粹理性批判》中，康德按照這樣的思路來論證時空不是經(jīng)驗的：如果對于時空的表象不是先天的，那么時空就是經(jīng)驗的。但是如果對于時空的表象是經(jīng)驗性形成的，那么時空只能是從對外部對象的經(jīng)驗中獲得的。不過這是不可能的，因為我們的經(jīng)驗是不能夠離開時空的表象的。因此，對于時空的表象就必須是先天的?？傊捎趯τ跁r空的表象恰恰是在表象外部對象世界的行動中被喚起的，那么時空表象就不能是基于對于外部對象的經(jīng)驗。

牛頓的時空觀是實在絕對主義的，他認為時空既不依賴于客體也不依賴于人的心靈，在歐幾里得幾何學的意義上堅持了時間的絕對性和實在性。萊布尼茨持的是實在相對主義的時空觀，認為時空是客觀事物之間的關(guān)系，不是獨立自存的。而康德主張觀念相對主義的時空觀，指出時空實際上是人們把握現(xiàn)象的一種先天直觀形式。

二、康德哲學中時空的性質(zhì)

康德時空理論的形成其實受到了萊布尼茨和牛頓的影響，從康德早期的著作中可以看出，他是支持萊布尼茨以及其關(guān)系論時空觀的，但后來發(fā)生了思想轉(zhuǎn)變，在1768年的《論空間中方位區(qū)分的最終根據(jù)》一文中，他反過來接受了牛頓的觀點。自此之后，康德從這兩種觀點中抽身出來，形成了自己對于時空的觀點。這種轉(zhuǎn)變也被他稱為自己思想上的“哥白尼革命”?？档率沁@樣描述“哥白尼革命”的：“向來人們都認為，我們的一切知識都必須依照對象；但是在這個假定下，想要通過概念先天地構(gòu)成有關(guān)這些對象的東西以擴展我們的知識的一切嘗試，都失敗了。因此我們不妨試試，當我們假定對象必須依照我們的知識時，我們在形而上學的任務(wù)中是否會有更好的進展?！盵1]15

這樣，康德就完成了認識論上的“哥白尼革命”，即我們不再是使自己的認識符合客觀對象，而是讓客觀對象來符合我們先天的認知形式，一個對象之所以能夠進入人們的認知視野，就在于其是否符合人們的先天直觀形式。也就是說，只有進入到作為先天直觀形式的時空中的對象，才能成為我們的認知對象。在這個意義上，時空無疑不是客觀對象自帶的，而屬于主體的一種認知能力。康德斷言空間和時間不是客觀的、獨立自存的現(xiàn)實，而是我們?nèi)祟惛泄僬J知能力的主觀要求，這種要求是所有事物都必須遵守的?？臻g和時間是一種不可或缺的工具，可以將我們感覺器官導入的物體圖像進行排列和系統(tǒng)化。如果我們的大腦沒有空間和時間來理解這一切，那么我們的眼睛和耳朵所提供的原始數(shù)據(jù)將毫無用處?！翱臻g是一個作為一切外部直觀之基礎(chǔ)的必然的先天表象……因此，空間被看作是現(xiàn)象的可能性條件，而不是一個附屬于現(xiàn)象的規(guī)定，而且它是一個先天的表象，必然成為外部現(xiàn)象的基礎(chǔ)?！盵1]28-29而當我們思考個別空間時，也是通過將之放在一個整體空間中來進行的?！拔覀冎荒鼙硐笠粋€唯一的空間，并且，如果我們談到許多空間，我們也是把它們理解為同一個獨一無二的空間的各部分。這些部分也不能先行于那唯一的無所不包的空間，仿佛是它的組成部分(由它們才得以復合起來唯一的空間)似的，相反，它們只有在唯一空間中才能被設(shè)想?？臻g本質(zhì)上是唯一的，其中的雜多、因而就連一般諸多空間的普遍概念，都只是基于對它的限制?！盵1]29這段話向我們指明，當我們在表象一個特殊的空間或者是一些特殊空間的集合時，我們將它或它們表象為在空間之中，但是這些個別空間不先行于那個獨一無二的空間；而當我們說我在空間中表象事物時，意味著我們在一個獨一無二的空間中表象事物，由此空間就具有了客觀有效性。

時間也是如此，作為直觀形式的時間整體是先于個別的時間點或瞬間的，時間整體也不是由個別的瞬間組合而成的，因為那樣又會陷入芝諾悖論中，現(xiàn)實時間是連續(xù)的，無法被分割為不可再分的最小單位的瞬間。如果每個瞬間都是一個作為實體的整體的話，那么不同的瞬間即整體與整體之間就不會有相互關(guān)系，也就成為沒有秩序的雜多體。因此，我們在現(xiàn)實時間中是經(jīng)驗不到整體的，時間整體性只能作為先天直觀形式被事先賦予，否則時間中的事件對于我們來說就是知覺的雜多、是諸表象的盲目游戲，甚至都比不上一個夢?！熬褪钦f，持存的東西是時間本身的經(jīng)驗性表象的基底，只有在這基底上，一切時間規(guī)定才是可能的。”[1]171這里的基底也就是作為先天直觀形式的純粹時間。

所以康德指出變化的不是時間本身，而是某種在時間中的東西，這種變化是連續(xù)性的，時間是對于這種變化的測量，時間用“之前”和“之后”來排序變化，并且測量變化的持續(xù)。時間由此可以被任意地劃分為任何數(shù)目的瞬間。時間的這種劃分和測量是建立在兩個前提下的：一致性，即時間間隔應(yīng)該是均等的、一致的；穩(wěn)固性，即時間應(yīng)該以恒定速率均勻地流逝，而不會加速或者減速。只有在這兩個前提之下，作為連續(xù)體的時間才可以被分割，以便為事件的持續(xù)時間和事件的前后分配一個值。比如，事件X和事件Y如果不是并發(fā)的，那么它們一個是在先的，另一個是在后的。我們可以把較小的數(shù)值分給在先的事件，把較大的數(shù)值分給在后的事件。這種可被均等劃分的時間本身就是純粹時間，而非經(jīng)驗時間。因為無論是地球圍繞太陽軌道的公轉(zhuǎn)，還是在它自己軸上的自轉(zhuǎn)周期，乃至原子振蕩，都不能實現(xiàn)無偏差的精確性。唯有理性對于純粹時間的劃分才具有絕對的標準性。而正是在這種理想的標準化的引導下，人們才在經(jīng)驗世界中尋找和創(chuàng)造接近理想標準的東西，并且不斷地修正著誤差?，F(xiàn)實生活中的時間標準，實際上反映的是人的理性在經(jīng)驗中的規(guī)定。

三、現(xiàn)代科學中康德時空觀的意義

康德的時空觀也得到現(xiàn)代科學一定程度的認可，尤其是康德對牛頓絕對時空觀的批判，具有科學思維上的前瞻性。牛頓將時空看作是同物質(zhì)一樣的客觀實在，但康德認為這是一種先驗實在論。如果按照牛頓的絕對時空觀，空間和時間具有兩個根本的特點：一是它們具有絕對的實在性，也就是可以與具體事件無關(guān)；二是它們展現(xiàn)了一種普遍的維度，即在整個宇宙中的所有觀察者對于事件的時間定位都是一致的。也就是說，假如事件E1和E2在T1時間發(fā)生，那么對于處在宇宙中所有位置的觀察者來說，都會同意E1和E2同時發(fā)生，并將之紀錄在T1這一時刻。但是按照愛因斯坦的相對論，情況卻并不是這樣的：讓閃電擊中一輛駛過車站的火車的前部和后部，對于站臺上的觀察者來說，閃電同時擊中了火車的前后兩端；而對于處于火車中的乘客來說，閃電并不是同時擊中火車前后兩端的。原因在于光的有限傳播。有限的和恒定的光速是狹義相對論的基礎(chǔ)[5]。愛因斯坦的同時代人普遍接受這樣的結(jié)論：時間并不是隸屬于現(xiàn)實世界的，對于不同觀察者來說，時間以不同的速率流逝著，而這取決于他們的參考系的相對速度(時間膨脹說)。因此，時間并不是物質(zhì)宇宙的客觀屬性。而這也契合了康德認識論上的“哥白尼革命”轉(zhuǎn)向。愛因斯坦雖然對康德提出了很多批評，但對其一些觀點抱持肯定態(tài)度。愛因斯坦也認為在科學知識中，理性和經(jīng)驗是缺一不可的，他非常重視康德將理性主義與經(jīng)驗主義相結(jié)合的方法。愛因斯坦也意識到，理性相比經(jīng)驗甚至具有優(yōu)先的地位，這是因為即使再多的歸納概括也無法得出相對論的復雜方程式。在這個意義上，“每個理論都是思辨的”[6]。

然而，康德的時空觀也遭遇了現(xiàn)代科學的挑戰(zhàn)，有觀點指出，愛因斯坦廣義相對論的提出對于康德的理論是一種顛覆[7]。由于康德時期的幾何學還停留在歐式幾何階段，康德基于此判定數(shù)學是先天綜合知識，而時空是先天直觀形式。而黎曼幾何的出現(xiàn)推翻了歐式幾何，并且奠定了廣義相對論的數(shù)學基礎(chǔ)。在廣義相對論的視野中，時空不再是主體的先天直觀形式，而是受到物體質(zhì)量影響的現(xiàn)實存在，有質(zhì)量的物體會使得它周圍的時空發(fā)生扭曲，那么這個扭曲的時空就不是直觀的形式，而是具體的實存。

但在一定程度上我們也可以為康德辯護，康德的時空不是具體的時空而是形式的時空，康德的時空是連續(xù)的，是我們整理各種現(xiàn)象的形式，純粹直觀是經(jīng)驗直觀的形式。即使物體的質(zhì)量引起了時空的彎曲，這也建立在我們預設(shè)時空先前是不彎曲的基礎(chǔ)之上，因而康德的理論前提依然是無法繞過的。比如，我們能夠設(shè)想一個彎曲表面，并且將之視為是球面幾何學或者偽球面幾何學所產(chǎn)生的空間。然而，我們需要注意這種對于非歐幾何學的“表象”并不是直接的，我們必須首先構(gòu)想出一個作為基底的歐式幾何的空間量度，并在此基礎(chǔ)上進行改造，如此才能“表象”出一個具有非歐幾何特征的空間。之所以無法繞過歐氏幾何直接進行表象，原因在于歐氏幾何是通過純粹的思維建立起它的公理的，構(gòu)成了人們先天知識的一部分。這種幾何學并不對經(jīng)驗世界進行判斷[8]。這是“因為幾何學的定理全都是無可置疑的，亦即與對它們的必然性的意識結(jié)合在一起，例如空間只有三種量度；但這一類定理不可能是經(jīng)驗性的命題或經(jīng)驗判斷，也不是從這些經(jīng)驗判斷中推出來的”[1]30。實際上，2016年科學家們通過垂直的兩束激光出現(xiàn)光程差證明了引力波的存在，這個實驗就是對于歐氏幾何時空進行具體修正的過程。

總之，康德是在吸收和批判牛頓和萊布尼茨時空觀的基礎(chǔ)上構(gòu)造自己的時空理論的。換句話說，康德的時空觀是對牛頓和萊布尼茨時空觀的揚棄。一方面，康德接受了牛頓的時空是整體的觀點，經(jīng)驗事物是在這個時空整體中作為部分存在的，但是他認為這種時空整體不是我們能夠經(jīng)驗感知的，因此不是獨立自存的經(jīng)驗事物。另一方面，康德也接受了萊布尼茨的時間時空是經(jīng)驗事物之間關(guān)系的觀點，但康德也指出這種關(guān)系應(yīng)該是先于經(jīng)驗事物而存在的。因此，時空作為一種邏輯在先的整體性，不能存在于經(jīng)驗世界中，而只能被歸于人們主體的先天直觀形式。康德的時空觀同時也是對休謨懷疑論挑戰(zhàn)的回應(yīng)，后者不僅摧毀了形而上學的基礎(chǔ)，而且摧毀了科學的基礎(chǔ)。為了重新樹立科學的普遍必然性，康德進行了認識論的轉(zhuǎn)向，將時空由經(jīng)驗感知的對象變成先天直觀的形式，時空成為先在的、統(tǒng)一的前提?！皬牡芽栔量档?，形而上學的自救之路在根本策略上經(jīng)歷過一個巨大的轉(zhuǎn)換，即從模仿數(shù)學尤其是幾何學轉(zhuǎn)變?yōu)槟７伦匀豢茖W尤其是物理學，最終康德找到了那根自形而上學本性、屬于形而上學特有的根本方法：先驗邏輯?！盵9]在這個意義上，康德才說“人為自然界立法”，于是，科學的普遍必然性在時空之中被重新樹立起來。