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　　本報記者 常麗君

　　科技的發展讓時間的計量越來越精確，但人們能完全正確地計量時間嗎？答案或許令人沮喪。有科學家提出——

　　無論何時何地，時間總是能被精確計量嗎？答案可能不僅讓鐘錶製造商感到沮喪，還會讓我們重新思考時空的性質。最近，波蘭華沙大學和英國諾丁漢大學的理論物理學家提出，當我們測量很大的加速度時，沒有任何鐘錶能顯示真正的時間，也就是理論上的“正確時間”。

　　研究人員在最近的《經典與量子引力》雜誌上發表論文指出，在存在巨大加速度的運動系統中，理想時鐘只不過是為了方便而虛構的，從基本原理上講，要建造一台能精確檢測時間的時鐘是不可能的。

　　華沙大學物理系的安德傑伊·德拉甘説：“無論在狹義相對論還是廣義相對論中，都默認了一個假設，即總能建造一台理想時鐘，對系統中的時間流逝做出精確計量，無論該系統處在靜止、勻速運動還是加速運動中。而事實卻是，當涉及到很大的加速運動時，這種簡化的假設就失效了。”

　　被擾亂的基本時鐘

　　最簡單的時鐘，是不穩定的基本粒子，如μ子。μ子的性質類似電子，但品質是電子的200多倍。地球上的μ子通常來自宇宙射線，即太空中的高能粒子流。μ子很不穩定，通常會衰變成一個電子、一個μ中微子和一個電子反中微子。其靜止壽命是2.2微秒，按光速計算只能飛660米。但實際上，當它以近光速飛行時，在地面上看它的壽命很長，長到足以從太空進入數千米的地下，這就是著名的“鐘慢效應”：μ子運動得越快，實驗人員看到它們衰變的可能就越小。所以速度會影響時鐘的計時。

　　華沙大學和諾丁漢大學理論物理學家研究了做直線加速運動的不穩定粒子，他們分析的要點是加拿大物理學家威廉·盎魯1976年提出的“盎魯效應”。德拉甘解釋説：“粒子與觀察者之間並非完全相互獨立，這與人們的直覺相悖。比如多普勒效應，從一個運動光源發出的光子，在朝向光源的觀察者看來偏藍，而在背離光源的觀察者看來偏紅。盎魯效應有些類似，但更加奇妙：在某些空間區域，在非加速運動的觀察者看來是量子場真空，而在加速運動的觀察者看來卻有許多粒子。”

　　盎魯效應方程所描述的是，在量子場中可以看到的粒子數量取決於觀察者的加速度，加速度越大，能看到的粒子數越多。這些非慣性效應可能是由於觀察者的運動，但其根源還是重力場。有趣的是，盎魯效應和霍金輻射（黑洞發出的輻射）也很類似。

　　據研究人員分析，作為基本時鐘的不穩定粒子的衰變是與其他量子場互相作用的結果，也就是説，如果粒子還留在真空中，它衰變的節奏和周圍與其互動的其他粒子不同。因此，如果在一個有極大加速度的系統中，由於盎魯效應，會看到更多粒子，粒子的平均衰變時間會發生變化。

　　德拉甘説：“我們的計算顯示，在超過某個很大的加速值後，基本粒子衰變就會出現時間上的混亂，如果這種混亂能影響像μ子這樣的基本時鐘，也就能擾亂任何建立在量子場論基礎上的其他裝置。因此想要完全精確地測出正確的時間，是不可能的。由此進一步推論是，無法精確檢測時間，也就無法精確檢測距離。”

　　重新思考時空性質

　　時間和空間的概念在此失去了傳統意義，假設的量子引力理論開始發揮關鍵作用，預測一些特殊的現象。科學家認為，這也是鄰近最初大爆炸時的必要條件。

　　德拉甘説：“我們在論文中指出了測量時間和空間所引發的問題，其實根本無需大爆炸這種極端的條件，即使在目前的宇宙中，當我們想檢測那些有很大加速度的系統時，時間和空間也很可能因無法精確檢測而終止。”

　　這些發現意味著只要加速度足夠大，任何建立在時間、空間概念基礎上的理論都不再適用。這帶來了有趣的問題。如果在極端加速係中無法造出能精確計時的時鐘，僅僅是檢測方法的缺陷嗎？還是“時間”本身就有問題？無法精確計量這種性質是否有其物理意義？

　　在現代實驗中，加速器能賦予粒子的加速度比上世紀70年代要高出幾個數量級。今天我們應該能通過實驗看到盎魯效應，由加速度引起的粒子衰變時間的變化應該也能被看到。因此，物理學家們關於理想時鐘的論斷將很快得到驗證。

　　德拉甘説：“如果我們的預測被實驗證明，人們對與時空有關的諸多事物，如時間及其計量方法，都要開始重新認識。”