自然現象及其時間尺度 時間是大自然的本質。在自然科學領域,時間是一個不可或缺的參數。「時間」這個詞有兩個含義:一個是「時刻」,意思是在時間軸上的某個點,或是某件事發生的瞬間;另一個含義是「時距」或「時間間隔」,意指兩個時刻之間的一段時期。時距可長可短。在我們的世界裡,在長短不一的時距裡,存在著許多令人驚奇、甚至超乎想像的自然現象。例如,目前的電腦科技,在一秒內,便可以進行上百萬次、有時甚至是數十億次的計算。另一方面,有些自然現象卻需耗時數百萬年。物種演化就是一例,由於演化的速率是如此緩慢,使我們幾乎無法察覺演化的存在。 近代自然科學的進展,分別從兩個方向,向我們展示了比上述兩個例子更為極端的自然現象。在微觀世界裡的一些微小粒子,它們在運動速率上,已經遠遠超過當今最快速的電腦了。而在巨觀世界裡,當我們考慮行星、恆星或整個星系的年齡時,這些動輒長達數十億年的光陰,簡直讓人無法想像。科學家認為,他們幾乎已經可以確定宇宙的真實年齡;然而,這個看似永恆的極長時間,絲毫無法阻礙物理學家的好奇心與研究工作。 本書的主旨是希望展示:在我們生活周遭,各個變化多端、卻又獨一無二的時間尺度。我們將從「一秒鐘」開始,以這個我們最熟悉,也是在近代科學中最被廣泛採用的時間單位,做為起點。在本書的第一部,我們將以十為倍數,細細展開這些逐漸增長的時間尺度,以及在這些時距內,各種特殊而有趣的自然現象,一直到當今宇宙的年齡為止。 不過,這還不是我們的終點,因為有些事件的歷程,會比整個宇宙演化的時間還要漫長! 當我們討論完這些接近「永恆」的漫長時段之後,將會來到時間尺度的另一側,瀏覽一些花不到一秒鐘的快速事件。這是本書的第二部,我們將直接跳進一個(可能是)最微小、最短暫的時距裡。然後,我們再次以十為倍數,逐步邁開我們的步伐,直到回到「一秒鐘」為止,本書也將在此畫下句點。 這樣的安排,看似有些怪異,不過,我們相信,對讀者而言,這應該是最輕鬆、最不會有壓力的方式了。我們希望它是一本放在咖啡桌上的書,讓你在閒暇之餘,可以隨手拿起來翻閱的趣味書籍。不論從哪一頁開始閱讀都沒有關係,你更可以直接從你最感到好奇的「時段」開始,順著看、跳著看都可以。 我們希望你也能像我們一樣,在每個不同的時距裡,發現並感受到這個令人讚嘆與驚奇的世界。每一個時距,都是獨一無二的,也都展示著讓人著迷的奇特現象。換句話說,我們這本書,是由一系列各自獨立的短篇與插畫所組成,描繪著從一眨眼到一整個滿月,歷時長短不同的各種趣味現象。 (本文為節錄,完整內文請見時間之冪)
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