中国有句老话,叫“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”这是道家的先驱——庄子所说。庄子是一个想象力极其丰富的人,写出了“鲲鹏之变”、“庄生梦蝶”、“子非鱼焉知鱼之乐”等著名的辩证思想典故。我们之前说过,古代科学与哲学不分家,所以庄子的这些都是在试图科学地解释这个世界。

一秒25帧到50帧的时间线(我们的人生居然不是连续的)(1)

庄生梦蝶

庄子的“一尺之棰”,指的是空间,那么作为时间,能不能像庄子说的那样,也被不断地分割下去呢?

微积分暗藏的玄机

“一尺之棰,日取其半,万世不竭”这句话到底是对不对的呢?从数学上来说,是对的,将1不断除以2,那么这个值会越来越小,直至无限接近于0。但是只能接近,总还是大于零的。但在17世纪,牛顿建立的微积分从数学上否定了这个说法,他认为,无限次的平分之后,这个值,就等于零。(不是大于零,而就是等于零)

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牛顿

明明不等于零,却为什么等于零呢?其实很简单,那就是这个“一尺之棰”分割到一定程度,无法再“日取其半”了,不能再分下去了!再分下去,就直接没了!就等于零了。

但那个时候,量子力学根本就没产生,包括牛顿在内,所有人都认为时间和空间是连续的,谁也没有注意到这个问题。

能量不连续

十九世纪,著名的量子力学大师——马克斯·普朗克一头钻进了黑体辐射问题的研究中。什么是黑体?这是一个理想的物体,它吸收了所有频率的光,却不反射光。光是带有能量的,于是都被黑体吸收了,黑体温度就升高了。如果分别用红光和紫光去照射黑体,紫光照射下的黑体温度就比红光的高(紫光的频率比红光高,即携带的能量高)。

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黑体

但是根据经典物理学计算出来黑体的辐射在中高频率的光下是符合实验的,但是低频的光就不符合。而后根据能量均分的理论导出的瑞利-金斯定律,在低频区域符合了实验,却又在高频的区域失去作用,甚至出现了“紫外灾难”

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普朗克

于是普朗克出现了,依靠他天才的数学才能,终于逆推导出了一个公式。但是这个公式,他自己都不相信!因为这个公式的本质,就是——能量不是连续的!是一份一份的。这个结局石破天惊,对于坚信光是一种波的普朗克来说,自己的信仰却被自己的理论否定了。后期爱因斯坦更是受到启发,写出了“光电效应”的论文,获得了诺贝尔奖。

时间的不连续性

普朗克这个公式与实验的数据符合得不得了,而且他已经把一份能量的大小算出来了...也就是说,能量无法再分割下去了,这世界上能量的最小组成就是这个了,它被称为“量子”。从此,量子力学正式诞生,打开了新世界的大门。

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人们把普朗克量子同光速和其他常数结合在一起,就将空间分成可一个个“空间量子”,即空间的最小单位。而时间=普朗克长度/光速,于是,时间的最小单位也出现了,它被叫做“普朗克时间”。它的大小为1E-43秒,就是0.000....1秒(小数点后一共42个零)。也就是说,时间被一直分一直分,分到这个量级就没有办法再分下去了。

说得通俗点,时间都不是连续的,我们的世界都不是连续的,所有发生的事,就跟电影一样,是有帧数的!只是这个帧数实在太高了,导致我们认为我们的世界是连续的。

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电影星际穿越中的高纬度空间

突然想起有人说三维加上时间为四维,那么将四维展开,其实是一个人一生中的每一个画面排列在眼前!之前难以理解,现在呢?理论都为你准备好了,只是这一秒钟就有1E43(10000...00一共43个零)张照片!

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