导读：宇宙中有一种神奇的东西，万物皆会因它而消亡，这就是时间！时间的本质究竟是什么，科学家研究了无数年也没能明白，有人甚至认为时间根本不存在！而量子之父普朗克更是想人所不能想，他居然试图将时间量子化！

我们知道，时间的单位是秒，根据物理学上的定义， 铯133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的个周期的持续时间就是一秒。

然而，这只是人类定义的时间，时间究竟是什么，一种物质？一种粒子？一种波？又或者说是某种形态的场？没有人知道！而量子之父普朗克认为，时间有可能是一种量子，时间甚至可能被量子化！

量子和量子化

为了能更清楚地了解这个概念，在这之前我们首先要了解量子是什么，量子化又是什么。

我们经常听说量子力学以及量子等概念，那么量子究竟什么呢？是分子还是原子？中子还是电子？其实都不是！

量子

在量子力学中，量子是一个概念性的东西，也就是说，量子并不是一种确切存在的粒子，而是物理学家们定义出来的一个概念：如果某种物理量存在最小、不可分割的基本单位，那么这种物理量就是量子化的，这个最小单位就被称为量子。由于普朗克最早提出了量子的概念，所以普朗克也被认为是量子之父。

经过多年的发展，科学家们在研究的过程中发现，量子遵循着一种神奇的运动规则——量子力学！而且，不仅仅是我们常见的粒子，就连角动量、自旋、电荷都可以被量子化，更夸张的是，能量甚至也可以被量子化！

量子力学

基于此，量子之父普朗克脑海中涌现出了一个神奇的想法：时间是否也可以被量子化？

时间也可以被量子化吗

根据宇宙大爆炸理论，我们的宇宙诞生于138亿年前的一次大爆炸，在此之前，宇宙是一个质量无限大，体积无限小的奇点。因此，物理学家们认为，在宇宙大爆炸之前讨论时间的概念没有意义，换句话说，时间也诞生于宇宙大爆炸。

时间诞生于宇宙大爆炸

所以，如果时间真的存在最小尺度，也就是说假如时间可以被量子化，那这个最小的时间间隔就可以通过相关数据计算出来。

科学家们根据对于量子最小单位—普朗克常数的推导，得到了宇宙中最小的时间间隔，这个时间间隔被称为普朗克时间。

宇宙最小的时间——普朗克时间

当然，从某种意义上来讲，这只能算是一个假象值，毕竟时间与分子、原子等实际存在的物质有着本质的不同，因为时间很可能只是人类的一种自我观念，并不一定是能够适用于整个宇宙的真理。

但即便如此，普朗克将时间进行量子化也为科学家们提供了另一种思路：或许时间是真实存在的某种东西！同时，时间的量子化可能引出另外一个更加恐怖的结论，时间很可能并不连续。

时间可能并不连续

我们经常用时间长河来形容时间的流逝，这里面有一个隐含的意义：时间虽然无法回溯，但却是一个连续不间断的整体！但如果时间真的能够被量子化，这个形容将是最大的错误！

关于时间的悖论有很多，最出名的便是外祖母悖论，但事实上，包含外祖母悖论在内，许多的时间悖论的起因都是时间的连续性。为了解决这个悖论，科学家们提出了各种各样的设想，然而都不尽如人意。

外祖母悖论

但是，如果普朗克的想法是正确的，时间真的可以被量子化的话，这就意味着时间并不是连续的，既然时间不连续，那外祖母悖论就可以迎刃而解！

原理其实很简单，我们可以假定时间可以分为一个个最微小的量子，就像我们所熟知的光子。那么，穿越时空回到过去实际上只是从一个时间量子进入到了另一个时间量子而已，我们所能做的只是改变过去的某一时刻，而因为时间的不连续性，所以并不会对未来造成影响。所以，外祖母悖论就此失效。

时间量子

当然，这只是一种理想而已，前提是时间真的是一种量子！然而科学家们虽然计算出了最小的时间间隔，但时间究竟能否被量子化还有待商榷，至少按照目前的概念，时间还不能归类为量子。

文章来源：《量子电子学报》 网址: http://www.lzdzxbzz.cn/zonghexinwen/2021/1211/1344.html

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