发现测得的时间只能有不连续的特定取值,不可能把这段时间看作连续的。我们必须把它看作不连续的:它并没有均匀流动,而是——在某种意义上——像袋鼠一样,从一个值跳向另一个值。
也就是说,存在一个最小的时间段。在此之下,时间的概念不复存在,即便在最基本的含义上。
从亚里士多德到海德格尔,许多世纪以来,讨论“连续性”的笔墨也许都浪费了。连续性只是对非常微细的微粒状事物进行近似描述的数学技巧。世界是精细地分立的,非连续的。上帝并没有把世界画成连续的线,而是像修拉(Seurat)[1]那样,用轻盈的手笔,用点进行描绘。
分立性在自然界中无所不在:光由光的微粒也就是光子组成,原子中电子的能量只能取特定值而非其他。最纯粹的空气与最致密的物质一样,都是分立的。一旦理解了牛顿时空也是像其他物质一样的物理实体,就可以很自然地推断出它们也是分立的。理论确认了这一想法:圈量子引力预言,基本的时间跳跃虽然很小,但有限。
时间有可能是分立的、并且存在最小的时间间隔的观念并不新鲜。在7世纪,伊西多尔(IsidoreofSeville)的《词源》(Etymologiae),以及其后一个世纪,圣比德(VenerableBede)的一部名为《论时间的分割》(DeDivisionibusTemporum)的著作中,都对此进行过论证。12世纪,伟大的哲学家迈蒙尼德(Maimonides)写道:“时间由原子组成,也就是说,由于时间持续极短,它无法被继续分割为更多部分。”4这种观念也许可以回溯到更早:德谟克利特的原始文本已经失传,我们无法知晓在古希腊原子论5中,这种观点是否已经出现。抽象的思想可以提前几个世纪预见假说在科学探索中得到应用或者证实。
普朗克时间的空间姐妹是普朗克长度——长度的最小限度,在此之下长度的概念会失去意义。普朗克长度大约为10-33厘米。读大学时,我对在极其微小尺度下会发生什么的问题十分着迷。在一大张纸的中心,我用闪闪发光的红色写下了这个数字。
我把它挂在博洛尼亚的卧室里,并且下定决心,我的目标就是努力去理解在非常微小的尺度上出现的现象,直到最小的时空的基本量子的尺度,在那里,时间与空间不再是它们原来的样子。然后我就真的用余生去努力达成这个目标。
时间的量子叠加
量子力学的第二个发现是不确定性。例