103 量子与宇宙：时空是连续的吗？普朗克长度和普朗克时间

103 量子与宇宙:时空是连续的吗？普朗克长度与普朗克时间。

        在上一讲，我们破除了一个认识误区，人们的意识其实是量子化的，而非连续的。这一讲我们继续深入这个问题，今天我们要问：宇宙的时空是连续的吗？

        现在有一种根深蒂固的想法就是，物质可以无限细分，现在分不出来是因为我们还没有那个科技手段。但是物理学家告诉你，这个想法不靠谱。

        在100多年前的1900年，物理学家马克斯·普朗克发现，能量可以分为不可再分割的单位，并将其命名为“量子”。为了描述量子的体积，人们通常使用基本量子即普朗克量子来形容。这一发现标志着量子力学的诞生，其对科学发展起的作用超出普朗克本人的想像。例如，把普朗克量子同光速和其他常数结合在一起，就可以得出空间和时间方面不可分割的量子，也就是最短的距离单位和最短的时间单位。普朗克长度为10-35米。普朗克时间为10-43秒。如何超越普朗克长度和普朗克时间还是个谜，因为现行物理定律在这个范围内就失效了。因此，宇宙论学者在研究宇宙起源时，在大爆炸之后，最多就能计算到10-43秒。要研究普朗克时间之前发生的事，还缺乏新定律。这种新定律，理论物理学家已研究几十年了。

        经典广义相对论的奇性不可避免，所以标准大爆炸模型中时空存在着零点，给了上帝一个容身之地。但是考虑到量子力学的不确定性原理，一些基本量度，譬如长度和时间具有不确定性。不确定的程度由普朗克常数决定，从该常数可以定出最小的长度量子，即普朗克长度，为10E－33厘米，这远远小于原子核的尺度。测量任何长度不可能比这个更精确，而且比普朗克长度更短的长度是没有意义的。同样，作为时间量子的最小间隔，即普朗克时间。没有比这更短的时间存在。这就是说，我们不可能把黑洞缩减为数学上的一个点，同样也不能追溯到大爆炸的真正开始时刻。