科學家曾提出了一個問題：我們的基本現實到底是連續的還是被分割成微小的、離散的部分？換句話說，時空是平滑的還是粗糙的？說實話，這個問題已經不是我們常人所能理解的範圍，它觸及了物理學最基本理論的核心，將空間和時間與我們日常存在的物質聯絡在一起，這是非常深奧的一門理論！

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然而，在實際生活中，我們想要用實驗測試空間和時間的本質是不可能的，因為探測宇宙中如此微小的尺度需要極端的能量。直到最近，一組天文學家提出了一項革命性的新計劃，他們將利用一組微型宇宙飛船來探測光速的細微變化，以此來證明空間和時間確實被分解成小塊，這項研究可能為對現實的全新理解鋪平道路，換句話說，這個理論一旦被證明將推翻現有理論。當然，大多數人仍然是雲裡霧裡，別急，我們首先來了解一下時空。

時空

“什麼是空間和時間？”這個問題可以追溯到幾千年前，我們現代的理解建立在兩個互不相容的理論體系上：量子力學和愛因斯坦的廣義相對論。

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在廣義相對論中，空間和時間被編織成統一的時空結構，用以描述我們的宇宙的四維階段。這裡的時空是連續的，這意味著任何地方都沒有空隙，很光滑。然而，時空能做的不僅僅是如此，它還會彎曲，而彎曲的時空是引力的來源。

在另一個體系中，一組被稱為量子力學的規則控制著宇宙中非常微小的事物之間的相互作用。量子力學基於這樣一種觀點，即我們日常生活中的大部分事件並不是平滑連續的，而是粗糙的。換句話說，它是量子化的。物質的能量、動量、自旋和其他許多性質都是離散的小塊。

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更重要的是，量子力學本身也分裂成兩個陣營。一方面，我們有我們日常生活中熟悉的粒子，比如電子和質子，它們相互作用並做其他有趣的事情。這些顯然是非常粗糙的，因為它們是離散的“事物”。另一方面，我們有量子場。在亞原子世界中，每一種粒子都有自己的場，場在時空中傳播，當我們探測到粒子時，我們實際上探測到的是它們場中的微小振動，這些振動反過來又與其他粒子相互作用，並做一些其他有趣的事情。

時間和空間的碎片

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廣義和量子就像電腦畫素的區別，遠遠看去非常光滑，實際上當你放大到極致時卻發現很粗糙。有許多將量子力學和廣義相對論結合在一起的理論，如弦理論和圈量子引力理論，它們預測了某種形式的離散時空。如果我們能找到離散時空的證據，它不僅將徹底改寫我們對現實的理解，而且還將開啟物理學的一場革命。

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當然，時空的離散只能以最微妙的方式表現出來，否則早就被科學家發現了。實際上各種各樣的理論預測，如果時空確實是離散而粗糙的，那麼光速可能不是完全恆定的，它可能會根據光的能量發生微小的變化。高能量的光有較短的波長，當波長變得足夠小時，它可以“看到”時空的粗糙。想象一下走在人行道上，你的腳很大，你就不會注意到任何小的裂縫或顛簸，但如果你的腳很小，你會被每一個小坑絆倒，讓你的速度慢下來。但在時空中這種變化非常小，如果時空是離散的，它的規模至少比我們目前在最強大的實驗中探測到的要小十億倍，也就是說我們在實驗的細節上還需要在精確十億倍以上！那麼真的會有這樣的實驗嗎？

尋找聖盃：實現瘋狂的想法

為了實現這瘋狂的想法，也為響應歐洲航天局（ESA）提出的尋找時空的新想法，一組天文學家提交了這項任務的建議，並計劃在用於時空量子探索的伽馬射線天文學國際實驗室——-GrailQuest（尋找聖盃：聖盃意為渴望但永遠得不到的東西；努力追求但永遠不可能實現的目標）中實現這瘋狂的想法，不過這一想法仍在上呈中。

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“尋找聖盃”由一組數量龐大的小型、簡單的宇宙飛船組成，它可以持續監測天空中的伽馬射線暴。這些射線暴是宇宙中最強大的爆炸，這些爆發釋放出大量的高能光子，也就是伽馬射線。這些伽馬射線在到達宇宙飛船之前，要經過數十億年的時間。宇宙飛船會記錄下伽馬射線的能量，以及當伽馬射線在宇宙飛船上爆炸時所產生的時間差。如果有足夠的精確度，“尋找聖盃”或許將能夠揭示時空是否是離散的真相。

科學家表示，如果“尋找聖盃”能夠找到時空離散性的證據，我們對現實的概念將會出現翻天覆地的變化，甚至我們當前的理論可能是完全錯誤的。但無論如何，我們都要等待。這一輪的ESA提案將在2035年到2050年之間的某個時間推出。在等待的過程中，我們只能猜測這一真相的可能性。