毫秒、微秒、纳秒与飞秒,谁是最短时间单位?时间能无限分割吗?

《庄子·天下》中有着这样一段话:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,意思就是说:一尺长的木棍,如果每天截取它的一半,那么永远也截取不完。能够在数千年前就拥有如此认识,充分体现了中国古人深刻的哲学思想。

不过人类对于世界的认知会随着文明的发展而不断提升,所以这句话放在当今,可就成为一句谣言了。从逻辑上来讲,一根木棍,如果每天截取一半,虽然会一直变短,但似乎的确永远也截取不完,但得出这个结论是有前提的,这个前提就是:物质能够无限分割。物质能够无限分割吗?不能。物质分割的本质就是微观粒子的分离,比如我们可以把一块铁板截成两块,甚至可以把两个铁原子相互分离,如果还觉得不够过瘾,我们还可以把一个铁原子拆分成原子核与核外电子,但这种分割并不能无限进行下去。

毫秒、微秒、纳秒与飞秒,谁是最短时间单位?时间能无限分割吗?

世间所有的物质都是由基本粒子所构成的,即便是看得见摸不着的光,也是如此,而基本粒子就是物质的最小单位,是不可再继续分割的。

所以说,一尺之,日取其半,终有一日会只剩下一个基本粒子,此时也就无法再截取一半了,所以这句话是错误的。

物质无法无限分割,是因为物质存在着最小单位,那么如果我们分割的不是物质,而是时间呢?时间并不是物质,它也并非由一个个基本粒子所组成,那么时间是否可以无限分割下去呢?在日常生活中,我们能够接触到的最小的时间单位就是秒了,一秒钟很短,如果不是故意加快速度,一秒钟我们甚至无法完成一次呼吸。不过一秒钟也很长,在一秒钟之内,魔术师可以完成一系列我们所难以想象的动作,而短跑运动员更是可以跑出数米之远。

毫秒、微秒、纳秒与飞秒,谁是最短时间单位?时间能无限分割吗?

对于短跑运动员而言,用秒来计时就显得有些过于漫长了,因为在短跑比赛之中,经常会出现数名运动员在同一秒钟抵达终点的情况,所以目前国际上短跑比赛所使用的最小计时单位为百分之一秒。

百分之一秒是最小的时间计量单位吗?并不是,因为它是一毫秒的十倍。在宏观环境之下,百分之一秒的确是够用了,但如果在微观环境之下,百分之一秒实在就显得太过漫长了,所以我们需要更小的时间计量单位,于是就有了一毫秒,也就是千分之一秒。如此短的时间能做什么事情呢?那可太多了,比如我们在芝加哥交易所下一笔期货买卖订单,那么它大约需要15毫秒左右的时间传送到纽约交易所,如果有另一个交易商的速度比我们快上一毫秒,那么它就能够抢到更为有利的价格。

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一毫秒是最小的时间计量单位吗?也不是,在它之下还有一微秒,一微秒要比一毫秒小得多,它是百万分之一秒。微秒同样也不是最小的时间单位,在它之下还有纳秒,它是十亿分之一秒。纳秒之下还有飞秒,它是一千万亿分之一秒。

如此之小的时间单位是做什么用的呢?它们主要是应用于量子力学之中,不过在量子力学中,飞秒并不是一个很小的时间单位,反而是一个很大的时间单位,也就是说还有比飞秒更小的时间单位存在,那就是普朗克时间。普朗克时间有多短呢?我们可以拿它和飞秒来进行一下对比,飞秒,即一千万亿分之一秒,也就是10的负15次方秒,而普朗克时间为10的负43次方秒,而这就是最小的时间单位,不可继续分割。

毫秒、微秒、纳秒与飞秒,谁是最短时间单位?时间能无限分割吗?

普朗克时间为什么不可继续分割,这个时间是如何得出的呢?

普朗克时间是由物理学家普朗克所提出的,就是他发现了物质可以分为不可再分割的单位,并将其命名为“量子”,且创造了一系列基本的量子单位。

要说普朗克时间的得出,先得说普朗克长度,普朗克长度是由引力常数、光速和普朗克常数的相对数值所决定的,它是理论上不可分割也不可达到的最小长度单位,大致为1.6乘以10的负35次方米。而光速是宇宙间物质运行的最快速度,为每秒299792458米,而光走过一个普朗克长度所用的时间就是普朗克时间。因为普朗克长度是最小且无法达到的长度单位,而光速又是最快的速度,所以普朗克时间就是最小的时间单位,无法继续分割,所以与物质相同,时间也是不能无限分割的。

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