Physics 版 (精华区)

发信人: yanyanyan (风), 信区: Physics
标  题: ４０　时间的最小可能单位是什么？
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月20日09:41:57 星期二), 站内信件

４０　时间的最小可能单位是什么？

　　１８００年刚过不久，就有人提出一种见解说，物质是
以某种叫做“原子”的小单位存在着的。１９００年过后不
久，人们又接受了能量是以某种叫做“量子”的小单位存在
着的看法。那么，有没有别的什么常用的量也是以确定的小
单位存在着呢？比如说，时间是不是这样呢？
　　有两种寻求“最小的可能单位”的方法。直接的方法是
把某个要测量的量一直分下去。直到不能再分为止——把要
测量的质量一直分下去，直到获得一个单个的原子为止；把
要测量的能量分到获得一个单个量子为止。另一种是间接的
方法，这就是去发现某种如果不假设有最小的可能单位存在
就无法解释的现象。
　　在物质的场合下，大量的化学观察，包括“定比定律”
和“倍比定律”的发现在内，使得原子理论的出现成为必然；
在能量的场合下，黑体辐射和光电效应使得量子理论必定问
世。
　　就时间而论，间接的方法是失败了的——至少在目前是
如此。人们没有观察到什么非得用存在着时间的最小可能单
位的假设来解释的现象。
　　用直接的方法行不行呢？我们能不能观测到越来越短的
时间周期，直到某个不能再短的地步呢？
　　在发现了放射性之后，物理学家开始与极其短暂的时间
间隔打起交道来了，有些原子有极短的半衰期。例如，
钋２１２的半衰期不到百万分之一（１０＾（－６））秒，
就是说，在地球以每秒约十二公里的速度绕着太阳走一厘米
时，这种原子就会衰变掉。不过，尽管物理学家详细地研究
了这一类过程，却没有发现时间不是以连续的方式，而是以
“一下一下”的方式流逝的情况。
　　然而，我们还能继续往下走。有一些亚原子粒子能够在
更为短暂得多的时间里发生变化。某些粒子在气泡室里以接
近光速的速度行进，它们能在从出生到衰变的时间里形成三
厘米长的径迹。这相当于一百亿分之一（１０＾（－１０））
秒的寿命。
　　不过，这还不是我们最出色的成绩。在本世纪六十年代，
人们又发现了寿命特别短的粒子。它们是如此地短命，即便
以接近光速的速度行进，也留不下一条能够进行量度的径迹。
它们存在的时间只能用间接的方法计算出来。已经查明，这
些超短寿命的“共振态粒子’只能存在一千万亿亿分之一
（１０＾（－２３））秒。
　　这样短的时间是无法想象的。共振态粒子的寿命与上百
万分之一秒相比，正象一百万分之一秒与三千年相比一样。
　　不妨换个方式来想象这段时间。光在真空里的速度接近
每秒钟３００，０００公里，这是已知的最大速度。在一个
共振态粒子出生到消灭这段时间里，光能传播多远呢？答案
是１０＾（－１３）厘米，即只有一个质子的直径那么长！
　　可是，我们仍然没有理由认为共振态粒子的寿命一定就
是最小的时间单位，人们现在还看不出时间是否有个下限。


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