早期的时计技术家并不死命追求精确。他们遵循自然的循环:太阳日、太阴月,还有太阳年。日晷只能投影,要是天阴或夜幕低垂,就成了无用的装饰品。但是,自13世纪起,机械钟引发了一场革命,对历史的影响相当于后来古腾堡活字印刷术引发的革命。在以水钟计时的时代里,时间的确是在「流逝」。机械钟出现了之后,时间不再「流逝」了,而是用机械装置来分割,这个装置能计算振荡器的敲击声。机械钟经过改良之后,比一秒还要短的时段都抓得出来。
最后,机械钟使计时器可以缩小;一旦计时装置的驱动力不再来自钟摆而是「游丝」,计时器就能像珠宝一般当作随身物件了。技术改变了我们对社会组织的感知,「随身时计」使人能协调彼此的行动。美国哈佛大学经济史家蓝迪斯(David S. Landes)在《时间革命》中写道︰「暂不论好歹,多亏了机械钟,关注时间的文明才可能诞生,生产力与性能因此而受到重视。」
几个世纪来,机械钟一直是最准确的计时器。但是过去半个世纪就像先前的700年间,在精准度方面仍然有大幅进步(见本期《科学人》88页〈计时器史话〉一文)。时间征服了空间,不只是网际网路造成的;时间能测量得这么精确,其他的物理实体都比不上,因此空间的维度是以时间来丈量的。今天,标准制定者以光在真空中行进1/299792458秒所穿越的距离,定「公尺」的长度。
用来作这种测量的原子钟,也可以用来决定方位。有些原子钟里,铯原子的共振频率极为稳定,功能相当于钟摆,精准度可达奈秒。全球定位系统卫星不断播送资讯,表示它们的精确位置及卫星上原子钟的数值,驾驶员或登山客的接收装置要是能收到至少四个卫星的资讯,就能解算出他在地球表面的精确坐标,无论是在南美南端的巴塔哥尼亚还是北极圈内的拉普兰。不过条件极为严苛,要是一个卫星有百万分之一秒的时间误差,而其他卫星没有校正,接收装置解算出来的地面坐标就不正确,误差最大可能达320公尺。
精确达永恒
计时的精准程度继续飞快进展。事实上再过几年,钟表制造商就可能超越自己。他们也许会制造出一种极为精确的原子钟,其他计时器根本无法与它同步(见本期《科学人》102页〈终极时钟〉一文)。研究人员也继续推进,将每一秒更细腻地切割开来。争取速度已成为资讯时代的基石,实验室里电晶体开关的速度还不到一皮秒,也就是一奈秒的千分之一(见本期《科学人》62页〈从转瞬到永恒〉一文)。
去年,由法国与荷兰合组的研究团队创下新纪录,根据他们报导,一束频闪雷射光发射的脉冲,只持续了250阿秒(10-18秒)。未来这种频闪雷射也许可用来制作照相机,用以追踪单个电子的运动。在测量大的时段方面,现代也有进展。放射性元素定年法是「深层时间」的测量杆,可以告诉我们地球的年龄究竟有多大。
不费吹灰之力就能超越时空的本领,无论是在网际网路上,还是驾驶以全球定位系统导引的民航机,都使我们能把事情做得更快;至于速度的极限究竟在哪里,仍然有待测试。参与学术会议的科学家与科普书作者,都有人扯些制造「穿梭时空极速飞车」的点子,也就是从事时光旅行的方法(见本期《科学人》52页〈如何建造时光机?〉一文)。但是,尽管钟表业者已展现了非凡的技艺,所谓「光阴似箭」究竟是什么意思,物理学家也好哲学家也罢,都还不能达成共识。
人类在工业时代之前不知几世纪,就对时间的性质感到困惑了。时间是包括三个成份的古怪玩意儿,分成过去、现在与未来。奥古斯丁将定义时间的窘境描述得比任何人都有力。他在《忏悔录》中写道︰「那么,时间是什么?要是没有人问我,我就知道;要是我想对问我的人解释时间是什么,我就不知道了。」
讲究客观的物理学家不受有神论的拘束,但也难以回答这个问题。我们面对无可回避的死亡,叹光阴似箭,人生如白驹过隙。但是光阴似箭究竟是什么意思?说时间以每秒一秒的速度前进,与禅宗公案中的妙语相较,科学的份量其实没有什么差异。当然我们可以假设有一种度规可以测量时间之流,它之于时间就好像安培数之于电流。但是这样的一种度规可能根本就不存在(见本期《科学人》42页〈神秘的时间流〉一文)。事实上,理论物理学中最热门的主题就是:时间是否为幻象?物理学家都搞糊涂了,甚至把哲学家都拉进来,想弄清楚时间这个变数是否应该加入他们的方程式里(见本期《科学人》52页〈物理学核心的缺陷〉一文)。
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http://www.sciam.com.tw/news/newssho...&DocNo=212&CL=33