零度只高几十亿分之一度。在这么低的温度下,原子会进入一种很特殊的状态,叫玻色-爱因斯坦凝聚态。
简单说就是,所有的原子都变得步调一致了,它们不再是一个个单独的粒子,而是像一个整体。这团原子云,就是他们的迷你宇宙。为什么叫宇宙呢?因为它是一个完全封闭的系统,没有外部的东西能影响它,也没有外部的时钟。
然后他们把这团原子云分成两半,一半当系统,另一半当环境,然后观察它们之间熵的流动。结果发现,随着时间的推移,系统的熵确实在增加。而且通过测量熵的变化,他们居然能在这个封闭系统里定义出时间来。
不需要任何外部的时钟,只看系统内部的混乱程度,就能知道现在是哪个时刻,就能给事件排出先后顺序。换句话说,在这个迷你宇宙里,时间真的从内部自己涌现出来了。这就很有意思了。它至少证明了,在一个简化的系统里,时间确实可以从内部自己产生。那我们的真实宇宙呢?
会不会也是这样?我们感受到的时间,会不会也是从更底层的量子相互作用里涌现出来的?
如果真是这样的话,那时间就不是宇宙的基本属性,而是一个"副产品"。就像温度不是基本属性,而是大量分子运动的副产品一样。就像湿不是水的基本属性,而是大量水分子聚在一起才有的性质一样。
当然,这个实验还很初步。这个迷你宇宙和真实的宇宙比起来,还是太简单了。它只有24000个原子,而且是一维的。真实的宇宙有多少原子?
数都数不清,而且还有引力、暗物质、暗能量这些复杂的东西。所以我们还不能说已经搞懂了时间的本质。
但这个实验确实是一个重要的里程碑,它第一次在实验室里实实在在地观察到了时间的涌现。其实,我觉得研究时间最有意思的地方,不是找到最终答案,而是这个探索的过程。你越往深了想,越会发现我们对这个世界的了解有多浅薄。
我们每天都在使用时间,我们的生活被时间安排得明明白白,但我们连时间到底是什么都不知道。这本身就是一件特别神奇的事儿。而且,思考时间也能让我们换个角度看人生。你想想,人的一生也就短短几十年,放在宇宙的尺度上,连一瞬间都算不上。
那我们每天纠结的那些事儿,那些烦恼,那些焦虑,又有多大意义呢?
当然,这不是说我们就不用努力了,不用好好生活了。恰恰相反,正因为时间有限,正因为生命短暂,我们才更应该好好珍惜,好好活在当下。最后想说一句,时间这东西真的很奇妙。它看不见摸不着,却无处不在。
它塑造了我们的生活,也塑造了我们的认知。我们每个人都在时间里出生,在时间里成长,在时间里老去。但时间到底是什么?
可能我们这一代人,甚至下几代人,都未必能找到最终答案。但没关系,人类的好奇心会一直推着我们往前走。总有一天,我们会揭开时间的真面目。那一天可能还很远,但至少,我们已经在路上了。
信源:《科学网》——《实验室造出 “微型宇宙” 揭开时间真相》
《央视网》——《人与自然:动物眼中不一样的时间尺度》
《美国国家标准与技术研究院 NIST》——《用全球最精准原子钟验证爱因斯坦理论》
《科普中国》——《为什么年纪越大,感觉时间过得越快?》

