时间的本质:从测量到理解

作者: Frank Wilczek

来源: 返朴

发布日期: 2019-07-04

本文探讨了时间的本质及其测量方法的历史演变,从古代的日晷到现代的量子力学钟表,展示了人类对时间理解的深化。尽管技术进步使得时间测量越来越精确,但时间的本质仍是一个未解之谜。

时间在根本上到底是连续的,还是由某种尚未探测到的离散单元组成的?尽管我们对时间的测量越来越精确,但我们依然不理解时间的本质。时间的精确测量是物理学的一项辉煌成就,现在仍是个激动人心的前沿领域。在历史的长河中,人类大部分时候都是利用太阳和月亮来计时的。地球自转一周构成我们的一天,绕着太阳公转一圈便是我们的一年,而地球和月球的华尔兹则给了我们月的概念。

对于更短的时间,人们在数个世纪中都是用沙漏和水钟来计量的,但它们的精确度容易受到温度和湿度变化,以及振动的影响。到了中世纪,机械钟出现了,它由摆锤与精巧的齿轮系统构成,代表了当时的技术巅峰。而对电磁场和物质的更深入理解,让人们能够制造更精准的时钟。电子的流动取代了流沙或滴水,电磁场取代了齿轮,微小的石英取代了弹簧。当今这些精通量子力学的钟表匠还在追寻着更高的计时精度。

虽然这些时钟千差万别,它们给出的时间却是一致的。我们很容易把这个事实当成理所当然,但其实它是非常不可思议的。尽管我们对时间的测量越来越精确,但我们依然不理解时间的本质。

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