微秒等于多少秒 纳秒和皮秒有什么区别

2024-09-1501:56:40百科知识1

《庄子·天下》中有一句名言:“一尺之,日取其半,万世不竭”,意为:一尺长的木杖,每天截取它的一半,它将永远不会用完。在数千年前,古人便有如此深刻的认识,体现了中国古代哲学的智慧。

随着人类文明的进步,我们的认知也在不断更新。这句名言放在当今科学看来,已被证明是一句悖论。

在逻辑上,一根木杖,如果每天截取一半,虽然会不断变短,但似乎确实可以永远截取不完。但这一结论有一个前提:物质可以无限分割。事实并非如此。

微秒等于多少秒 纳秒和皮秒有什么区别

宇宙中的一切物质都是由基本粒子构成的,包括我们看不见的光。而这些基本粒子就是物质不可再分割的最小单位。

一尺之,日取其半,最终将只剩下一个基本粒子,那时就无法再截取一半了。这句话并不正确。

既然物质不能无限分割,那么如果我们分割的不是物质,而是时间呢?

时间不是物质,它并不由基本粒子构成。那么,时间是否可以无限分割呢?

在日常生活中,我们使用的最小时间单位是秒,但一秒钟其实很短,我们甚至无法在一秒内完成一次呼吸。一秒钟也很长,在一秒内,魔术师可以完成一系列动作,短跑运动员可以跑出几米远。

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对于短跑运动员来说,秒为单位就显得过于漫长。短跑比赛中使用的最小计时单位为百分之一秒。

但百分之一秒是时间计量的最小单位吗?并非如此,因为它是一毫秒的十分之一。

在宏观环境下,百分之一秒可能足够用了。但在微观环境中,它显得太过漫长。我们需要更小的单位,于是有了毫秒,即千分之一秒。如此短的时间内,可以发生很多事情。例如,在芝加哥交易所进行期货交易,订单传送到纽约交易所大约需要 15 毫秒。如果另一位交易员的速度比我们快一毫秒,他们就能获得更优惠的价格。

微秒等于多少秒 纳秒和皮秒有什么区别

但毫秒也不是最小单位,它之下还有微秒,比毫秒小很多,是一百万分之一秒。还有纳秒,是一亿分之一秒;飞秒,是一千亿分之一秒。

如此微小的单位有什么用呢?它们主要用于量子力学。即使在量子力学中,飞秒也不是极小的单位,而是偏大的。因为在飞秒之下,还存在比其更小的单位:普朗克时间。

普朗克时间有多短?让我们与飞秒比较一下。飞秒,即一百万亿分之一秒,或 10 的负 15 次方秒。而普朗克时间为 10 的负 43 次方秒。这是最小的时间单位,不可再分割。

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为什么普朗克时间不可再分割?它又是如何得出的?

普朗克时间是由物理学家马克斯·普朗克提出的。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”,同时创造了一系列的基本量子单位。

至于普朗克时间的由来,首先要了解普朗克长度。普朗克长度由引力常数、光速和普朗克常数的相对数值决定。它是理论上不可分割或可达到的最小长度单位,大约为 1.6 × 10 的负 35 次方米。而光速是宇宙中物质运行的最快速度,为每秒 299792458 米。光通过普朗克长度所用的时间就是普朗克时间。由于普朗克长度是最小且不可达到的长度单位,而光速是最快的速度,因此普朗克时间是最小的不可分割的时间单位,与物质一样,时间也不能无限分割。