鐘錶越精準，時間就越模糊

知識 03-13

時間很奇怪，不管我們怎麼想，宇宙都沒有一個主時鐘在運行。這使得我們能夠根據我們移動的方式和重力對我們的作用方式，來以不同的方法來體驗時間。

鐘錶越精準，時間就越模糊

現在物理學家們將兩大物理學理論結合起來，總結認為不僅時間並非普遍一致，而且我們拿來衡量時間的鐘錶會模糊它周圍空間的時間流向。

別擔心，這並不意味著你家牆上的時鐘會讓你老得更快。我們這裡說的是高度精確實驗中的計時器，比如原子鐘。

來自奧地利維也納大學和奧地利科學院的一隊物理學家，利用量子力學和廣義相對論來說明同一空間內，時鐘測量精確度的增加也會導致它們對時間的扭曲增加。

從微觀來描述宇宙，量子力學非常有用。此外它還能夠預測一些違反我們日常生活經驗直覺的事情。比如海森堡的不確定性原理，即某樣東西的精確度增加後，其補充變數的測量就會變得沒那麼準確。比如你在時間和空間中對某樣物體的定位越準確，那麼你就越不確定它的動量。

這並不是人們聰不聰明或者測量工具是否更好的問題，而是宇宙的基本工作方式：感謝位置和動量之間的「不確定性」平衡，電子才不會撞上質子。另外一種思考方式則是：擁有超精密位置的物體需要我們顧及不斷增加的可怕能量。

將它應用到假定的鐘錶里，就是一秒鐘的分裂使我們對該鐘表的能量變得不那麼確定。

於是廣義相對論就來了，感謝愛因斯坦，我們知道這是一種質量和能量之間的等價，即能量=質量乘以光速的平方。我們還知道時間和空間並沒有聯繫，但這種時空卻會受到影響，就好像它不止是一個空盒子；質量和能量能夠讓它「彎曲」。所以我們能看到引力透鏡，即由於時空在大質量天體附近會發生畸變，使光線在大質量天體附近發生彎曲。它還意味著質量能夠通過引力時間膨脹來影響時間，即時間越接近引力源，那麼它流逝的時間看起來就更慢。

不幸的是，雖然這些理論都有實驗的支持，但它們卻通常無法完美地搭配起來，這使得物理學家們開始思索能讓它們同時正確的新理論。與此同時，我們也應繼續理解理論對同一現象的描述方式，比如時間。新研究的成果就在於此。在這種情況下，物理學家們認為更詳細地描述時間需要能量有增加的可能，從而反過來讓計時設備周圍的測量變得不那麼精準。

研究員Esteban Castro說道：「我們的發現表明當我們考慮到量子力學和廣義相對論的時候，需要重新思索我們對時間本質的看法。」

那麼這對我們的日常生活有影響嗎？也許它和許多理論物理一樣，影響可能並不大。

當量子力學被應用到宏觀物體上的時候，你不需要擔心，用秒錶來讀秒並不會在你的手腕上開一個蟲洞。這些發現只有在鐘錶比現有的更加發達時才會具備重要意義。

從理論上來說，這些發現能夠幫助我們更好地了解周圍的宇宙，並在某一天抓住時間的本質。

該發現被發表在《美國國家科學院院刊》上。

[肌肉桃 via Sciencealert]

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