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时间晶体 ， 这个听起来科幻感和神秘感十足的名字到底是什么东西？这里举一个非常简单粗暴的比喻 ， 把几块冰丢进一杯温水后 ， 冰块很快就会融化 ， 这完全符合我们认知内的物理定律 ， 但如果这杯水和这几个冰块是时间晶体的话 ， 当我们把冰块丢进水杯后 ， 经过一定的时间 ， 比如两分钟以后冰块完全融化 ， 但是再经过两分钟 ， 冰块就会重新出现在杯子中 ， 而再经过两分钟 ， 冰块会又一次融化 ， 并一直这样按照两分钟的周期永远重复这种循环 。
当然以上这个例子已经完全违背了热力学定律 ， 举这个例子只是想说明时间晶体在时间上重复自己的性质 ， 更具体地说 ， 一般的物质比如钻石 ， 是很多很多碳原子按照某种特定的结构结合在一起后形成的 ， 这种结构在三维空间中的长宽高三个方向上不断重复 ， 从而在宏观中表现出了钻石的形态 ， 而这种重复只发生在空间之内 ， 和时间没有任何关系 。 但是时间晶体可以在第四个维度-时间上 ， 像钻石在空间上重复自己的结构一样 ， 随着时间永远进行状态上的重复 ， 这也就是为什么时间晶体会被称为四维物体的原因 。
时间晶体的概念最先由诺贝尔物理学奖获得者弗兰克维尔切克于2012年提出 ， 他认为有可能存在一种物质或状态 ， 可以在没有任何能量输入的情况下 ， 只随时间的变化发生状态上的周期性变化 ， 也就是说它可以在没有任何能量输入或外力干扰的情况下 ， 从初始状态变为另一种状态 ， 然后再次回归到初始状态 ， 并不断的重复这个循环 ， 弗兰克把具有这种性质的物质称为时间晶体 。
需要指出的是 ， 它们并不是长得像水晶一样的晶体物质 ， 它们只是借用了现实世界中的晶体的概念 ， 虽然弗兰克提出的这个概念听起来就像永动机一样不符合现实 ， 但时间晶体的概念是基于一个非常有理有据的逻辑 ， 我们这个世界上的物理法则和物质的性质在宇宙中的任何地方都应该是相同的 ， 这在物理学上被称为“对称性” 。 但是自从黑洞的存在被确认以后 ， 大多数
这种不同的地方具有不同物理法则和物质性质的现象 ， 就打破了空间上的对称性 ， 而爱因斯坦的广义相对论认为 ， 空间和时间在本质上是同一个东西 ， 所以既然空间上的对称性可以被打破 ， 那么时间上的对称性也就可以被打破 。 在弗兰克提出时间晶体的概念后 ， 不少物理学家都很感兴趣 ， 因为如果时间晶体的存在可以被证实的话 ， 将会是一项非常重要的发现 ， 在弗兰克提出概念的同一年 ， 米国的劳伦斯伯克利国家实验室就发表了时间晶体的制作方法 。
但是2014年 ， 来自不同团队的几篇论文指出 ， 时间晶体是一种不可能的存在 ， 他们给出了数学上的证明 ， 认为时间晶体不具备理论基础 ， 但是这个结果并没有浇灭所有人的热情 ， 2017年马里兰大学的研究小组对外宣布制造出了时间晶体 ， 他们通过给漂浮在半空中的排成一列的离子施加能量 ， 让它们产生了周期性的震动 ， 这些离子的振动周期十分稳定 ， 不受能量源的影响 ， 不管输入给它们的能量是大是小 ， 能量的周期是长是短 ， 这些离子的振动周期都一直保持不变 。
而在同一时期 ， 哈佛大学的研究小组采用完全不同的方法 ， 也制造出了具有类似性质的时间晶体 ， 而之前谷歌也宣布他们通过量子计算机制造出了时间晶体 ， 但是目前被造出来的所有时间晶体都不符合最初定义中的 ， 在没有能量输入的情况下就可以永久的发生周期性的状态变化这一性质 。 因为被造出的这些时间晶体都有来自外部的能量输入 ， 尽管晶体的震动周期并不受输入能量大小的影响 。
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