时间的最小可能单位是多少

　　我们喜欢以不同的间隔来思考时间：我们有秒、小时和年等。根据量子力学，时间不是连续流动的，而是由微小的、离散的间隔构成的，这并不太难理解。称为普朗克时间的最小可能时间间隔为10的负43次方秒。那么时间的最小可能单位是什么呢?

　　时间的最小可能单位

　　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。

　　拓展

　　现在，一群物理学家提出，最小可能的时间间隔实际上比普朗克时间大一个数量级。较大的离散时间将对所有量子力学系统产生可测量的影响。

　　普朗克时间是一个完全基于通用物理常数的自然单位系统的一部分。目前，这个时间尺度没有任何物理意义，但由于它定义的方式，但是由于其定义的方式，谈论较小的时间尺度是没有意义的。

　　量子力学和狭义相对论都不需要离散的时间，而是试图弥合两者之间的差距的理论，如量子引力和弦理论，需要将空间分解成由普朗克长度定义的微小间隔，这个微小间隔是光子在普朗克时间所覆盖的距离。

　　因此，研究提出了一个新的理论：如果将适用于空间的相同原理应用于时间，那么宇宙必须分为离散的时间间隔，即普朗克时间。令人惊讶的是，计算表明时间不仅是离散的，而且时间间隔的大小取决于系统的能量。这个发现在整个理论中都有影响，需要修改公式以适应离散时间。

　　研究小组为他们的想法设计了一个可能的测试，其中涉及氢原子的自发发射。如果一个电子处于激发态，则它可以通过发射光子而衰变回基态。

　　氢原子的衰变速率被良好地建模，所以当应用由于量化时间引起的修改时，我们得到两个不同的值。他们目前处于实验值的不确定性范围之内，但未来的实验将能够区分两种情况。

　　我们能够测量的最小时间间隔是1.2×10的负17次方秒，比普朗克时间还要大很多倍，但这也可能不是距离最小的时间间隔。