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問-時間為何物(2)
早期的時計技術家並不死命追求精確。他們遵循自然的循環:太陽日、太陰月,還有太陽年。日晷只能投影,要是天陰或夜幕低垂,就成了無用的裝飾品。但是,自13世紀起,機械鐘引發了一場革命,對歷史的影響相當於後來古騰堡活字印刷術引發的革命。在以水鐘計時的時代裡,時間的確是在「流逝」。機械鐘出現了之後,時間不再「流逝」了,而是用機械裝置來分割,這個裝置能計算振盪器的敲擊聲。機械鐘經過改良之後,比一秒還要短的時段都抓得出來。

最後,機械鐘使計時器可以縮小;一旦計時裝置的驅動力不再來自鐘擺而是「游絲」,計時器就能像珠寶一般當作隨身物件了。技術改變了我們對社會組織的感知,「隨身時計」使人能協調彼此的行動。美國哈佛大學經濟史家藍迪斯(David S. Landes)在《時間革命》中寫道︰「暫不論好歹,多虧了機械鐘,關注時間的文明才可能誕生,生產力與性能因此而受到重視。」

幾個世紀來,機械鐘一直是最準確的計時器。但是過去半個世紀就像先前的700年間,在精準度方面仍然有大幅進步(見本期《科學人》88頁〈計時器史話〉一文)。時間征服了空間,不只是網際網路造成的;時間能測量得這麼精確,其他的物理實體都比不上,因此空間的維度是以時間來丈量的。今天,標準制定者以光在真空中行進1/299792458秒所穿越的距離,定「公尺」的長度。

用來作這種測量的原子鐘,也可以用來決定方位。有些原子鐘裡,銫原子的共振頻率極為穩定,功能相當於鐘擺,精準度可達奈秒。全球定位系統衛星不斷播送資訊,表示它們的精確位置及衛星上原子鐘的數值,駕駛員或登山客的接收裝置要是能收到至少四個衛星的資訊,就能解算出他在地球表面的精確坐標,無論是在南美南端的巴塔哥尼亞還是北極圈內的拉普蘭。不過條件極為嚴苛,要是一個衛星有百萬分之一秒的時間誤差,而其他衛星沒有校正,接收裝置解算出來的地面坐標就不正確,誤差最大可能達320公尺。

精確達永恆

計時的精準程度繼續飛快進展。事實上再過幾年,鐘錶製造商就可能超越自己。他們也許會製造出一種極為精確的原子鐘,其他計時器根本無法與它同步(見本期《科學人》102頁〈終極時鐘〉一文)。研究人員也繼續推進,將每一秒更細膩地切割開來。爭取速度已成為資訊時代的基石,實驗室裡電晶體開關的速度還不到一皮秒,也就是一奈秒的千分之一(見本期《科學人》62頁〈從轉瞬到永恆〉一文)。

去年,由法國與荷蘭合組的研究團隊創下新紀錄,根據他們報導,一束頻閃雷射光發射的脈衝,只持續了250阿秒(10-18秒)。未來這種頻閃雷射也許可用來製作照相機,用以追蹤單個電子的運動。在測量大的時段方面,現代也有進展。放射性元素定年法是「深層時間」的測量桿,可以告訴我們地球的年齡究竟有多大。

不費吹灰之力就能超越時空的本領,無論是在網際網路上,還是駕駛以全球定位系統導引的民航機,都使我們能把事情做得更快;至於速度的極限究竟在哪裡,仍然有待測試。參與學術會議的科學家與科普書作者,都有人扯些製造「穿梭時空極速飛車」的點子,也就是從事時光旅行的方法(見本期《科學人》52頁〈如何建造時光機?〉一文)。但是,儘管鐘錶業者已展現了非凡的技藝,所謂「光陰似箭」究竟是什麼意思,物理學家也好哲學家也罷,都還不能達成共識。

人類在工業時代之前不知幾世紀,就對時間的性質感到困惑了。時間是包括三個成份的古怪玩意兒,分成過去、現在與未來。奧古斯丁將定義時間的窘境描述得比任何人都有力。他在《懺悔錄》中寫道︰「那麼,時間是什麼?要是沒有人問我,我就知道;要是我想對問我的人解釋時間是什麼,我就不知道了。」

講究客觀的物理學家不受有神論的拘束,但也難以回答這個問題。我們面對無可迴避的死亡,嘆光陰似箭,人生如白駒過隙。但是光陰似箭究竟是什麼意思?說時間以每秒一秒的速度前進,與禪宗公案中的妙語相較,科學的份量其實沒有什麼差異。當然我們可以假設有一種度規可以測量時間之流,它之於時間就好像安培數之於電流。但是這樣的一種度規可能根本就不存在(見本期《科學人》42頁〈神秘的時間流〉一文)。事實上,理論物理學中最熱門的主題就是:時間是否為幻象?物理學家都搞糊塗了,甚至把哲學家都拉進來,想弄清楚時間這個變數是否應該加入他們的方程式裡(見本期《科學人》52頁〈物理學核心的缺陷〉一文)。

來自 http://www.sciam.com.tw/news/newssho...&DocNo=212&CL=33



獻花 x0 回到頂端 [樓 主] From:台灣教育部 | Posted:2005-08-22 08:27 |

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