普朗克尺度与时间

发布时间：2023-04-26 12:59:52 所属栏目：外闻来源：

导读：世界科学家提议根据普朗克常数h=4.13566743（35）×10^（-15）eV·s ，将4月14日定为世界量子日，旨在促进全球公众对量子科技的了解。关于量子，通常意义上理解为可以参与相互作用的物质的最小量。1900年

世界科学家提议根据普朗克常数h=4.13566743（35）×10^（-15）eV·s ，将4月14日定为世界量子日，旨在促进全球公众对量子科技的了解。关于量子，通常意义上理解为可以参与相互作用的物质的最小量。1900年普朗克提出用量子化的概念来解释黑体辐射，引入了普朗克常数，自此物理学发生了翻天覆地的变化。量子作为一种“极限”，普朗克通过量纲分析得出了物理中时间、质量、尺度、能量的极限。那么，普朗克时间和普朗克尺度就是我们宇宙中的最小时空单元吗？

一种常见于科普文章中的说法是它们都表征了我们这个宇宙中的某种“极限”值。

例如普朗克时间和普朗克尺度是我们宇宙中时间和空间的最小不可分割单元，普朗克能标是我们宇宙中所能达到的最高能标，等等。

然而，这种说法其实是不正确的，或者至少是不严谨的。

我们接下来将从一些（至少看起来）更深刻的方面去考察普朗克量的真正含义。

首先我们来考察组成这些普朗克量的三个基本物理学常数：光速，约化普朗克常数和牛顿引力常数，在国际单位制下它们的数值分别为

这三个常数在物理学中极其基本和重要，因为它们分别是相对论、量子力学和引力理论的代言人。

1905 年爱因斯坦建立了狭义相对论，完全地解决了麦克斯韦方程组和伽利略世界观之间的矛盾：时间和空间应该是平权的，它们随着惯性系的改变而一起“协同地变换”。

狭义相对论最重要的一个假设就是光速大小不随者变化，在所有的惯性系中光速都是一个常数。

从这个假设出发，我们能推出惯性系之间的时空坐标变换必须保持如下的四维时空间隔不变

或者等价地，对能量的单位做一个重新标记 (rescale)，我们可以将光速设为1，这就是所谓的自然单位制。

自然单位制的好处是所有的物理量的量纲都可以转化为能量量纲的幂次，这对于标度估算极其方便。

（编辑：汽车网）

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