研究这些内容的学科称为“量子引力”,也就是我自己的研究领域。1还没有一种量子引力理论被科学界广泛接受,或者得到实验上的支持。为了给这一问题——圈量子引力,或圈理论——建构一种可能的解决方案,我奉献了科学生涯的大部分时光。并非所有人都认为这会是正确的解决方案。例如,研究弦理论的朋友遵循着不同的路径,正确之争仍在继续。这很好,由于激烈的辩论,科学也得以成长:迟早会搞清楚哪种理论是正确的,也许我们不必等待太久。
近几年,关于时间的本质,意见上的分歧有所减少,许多结论变得十分清晰。已经阐明的内容是,如果我们把量子考虑在内,上一章里阐述的广义相对论的剩余时间框架也会崩塌。
统一的时间已经粉碎为无数的固有时,并且如果把量子因素考虑进来,我们就必须接受这些时间会“涨落”的观念,并且像云一样散开,而且只能取特定值……它们再也无法形成上一章勾勒出的时空床单。
量子力学导致的三个基本发现如下:分立性、不确定性、与物理量的关联性。它们进一步推翻了我们仅存的时间观念。让我们一个一个来考察。
分立性
房里有一瓶老酒
酿造九年
菲利斯,花园里有月桂树
可以编织花冠
还有好多常春藤……
时钟测量的时间是“量子化”的,意思是说,它只能取特定值,不能取其他值。时间是分立的,而非连续的。
量子力学的最大特点就是分立性,并且得名于此:量子即基本微粒。对一切现象而言,都存在着最小尺度。2在引力场中,这被称作“普朗克尺度”,而最小的时间被称为“普朗克时间”。把描述相对论、引力、量子力学现象特征的常数结合在一起,就可以算出它的取值。3这些量共同决定了这个时间为10-44秒。这就是普朗克时间。在这一极小层面,时间的量子效应开始显现。
普朗克时间非常小,远小于任何钟表能够测量的范围。它微小至极,在这样的尺度下,即使发现时间的概念不再适用,我们也不必感到惊讶。为何要大惊小怪呢?没有什么会在任何时间、任何地点都适用。我们迟早会遇到新的事物。
时间的“量子化”表明,几乎所有时间t的取值都不存在。如果可以用能够想象出的最精密的钟表去测量一个时间段,我们会
我邀请你
在四月中旬这天来庆祝
这属于我的节日
比生日更珍贵
当我们把量子与时空的量子特性考虑在内时,我之前描述的相对论物理学的奇特图景变得更不可思议了。