有人说人生苦短,有人则说漫长人生路。看来时间的长短在人类的生活观念中是相对的,其实人类由于受到天生感知能力的限制,对时间尺度的区别只能停留在一个狭窄的范围内,对时间量化的分辨率也是粗糙的。一般讲来,普通人能感知的最小时间尺度在三分之一秒左右。

时间是不是人类的幻想(短短的一秒换个尺度会接近)(1)

我们可能在一些科普文章中经常看到"普朗克时间″这样的词眼。只知道它是量子领域的时间尺度,极短。但究竟短到什么程度?缺乏一个直观的概念。其实,科学意义上的时间尺度划分,可能完全超出了你对时间这个概念的感悟,甚至会让你感到时间原来是如此的不可思议。

秒是常用时间最小的单位,我们经常用"秒杀”、"秒拍″等词语来形容最为迅速的行动。而秒的后面有"毫秒”(ms),是一秒的千分之一(0.001秒),普通照相机最短爆光时间为一毫秒。一只家蝇每三毫秒扇一次翅膀;蚊子二十毫秒振翅一次;蜜蜂则每五毫秒扇一次。

"微秒”(μs)是百万分之一秒(10的负6次秒),光在这个时间里可传播300米。高速公路上的频闪仪闪烁一次大约一微秒。

"纳秒″(ns)即一秒的10亿分之一(10的负9次秒),常用作内存读写速度的单位。光在真空中一纳秒仅传播30厘米。电脑处理器执行一个指令大约需2至4纳秒。另一种罕见的亚原子粒子k介子的存在时间为12纳秒。

"皮秒″(ps)是纳秒的千分之一(10的负12次秒),芯片的微晶管的运行速度以皮秒计时。加速器碰撞实验产生的亚原子粒子b夸克在衰变之前可存在一皮秒。

"飞秒″(fs)为千万亿分之一秒。一飞秒光只可传播0.3微米。我们常听到的飞秒激光治疗近视就是以飞秒为单位的。

"阿秒″(as),又名阿托秒,相当于10的负18次秒,是可测量的最短时间。中性π介子的寿命就是一阿秒。

时间是不是人类的幻想(短短的一秒换个尺度会接近)(2)

人类已可用稳定的高速激光产生250阿托秒的光脉冲

为了让大家对人类常用时间的最小单位"秒”和可测量的最短时间"阿托秒″有一个更直观的认识,我们可以把它们和宇宙年龄作一个对比。

为方便计算我们假设宇宙年龄已到了317亿年,换算成秒就是60ⅹ60x24x365ⅹ317亿年,正好是10的18次方秒,而1阿托秒等于10的负18次方秒。换言之,把1阿托秒比作我们人类社会中的1秒,那么人类社会中真正的1秒就是317亿年,相当于2.3个现有宇宙年龄。

可见,我们感觉短暂的1秒,换一个时间尺度衡量它会接近"永恒”。如果以时间的角度去分析和推测宇宙可能是怎样的一个存在,我们会发现时间是如此的具有相对性。

一花一世界,微观的原子假如也是一个宇宙且里面存在生命,以阿托秒计时。那我们人类拂手一过的一秒也许就是它们的"永恒″。同样,我们的宇宙如果是更大生物把玩的一颗弹珠,而我们人类的1秒只是它们的阿托秒,那我们认为接近"永恒″的317亿年可能就是它们的一秒。

时间尺度是如此的神奇,它可以完全超出甚至脱离我们人类固有思维的框架达到难以置信的地步。因为除了阿托秒,后面还有千分之一阿秒(zs);"瞬间″(jiffy);Ys;普朗克时间。

时间是不是人类的幻想(短短的一秒换个尺度会接近)(3)

普朗克时间

普朗克时间约为10的负43次秒,是理论上的可观测最短时间,它是光波在真空中通过一个普朗克长度所需的时间,是时间的最小尺度。

普朗克时间是阿托秒的10亿亿亿分之一,这个尺度更是超出我们人类的想象。但这些微乎其微的时间尺度是确确实实存在着的,它们不会因为我们人类的无从感知而从世界中消失,而且它们就存在于我们感觉流逝的每一秒中。

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