但如果告訴你，這世界上有一種物質是超越了時間的存在，比任何現有的寶石、化石、生物冷凍技術都接近“永恒”，你相信嗎？

這神乎其神的物質，就是“時間晶體”（Time Crystal）。

永不停止的時間，永遠運動的原子

時間晶體的概念，是在2012年由諾貝爾獎得主、麻省理工教授維爾切克首次提出。所謂晶體，就是像冰塊、食鹽、鉆石等等的結晶體，這些晶體內部的原子自發的排列成有序結構，就變成了那些晶瑩剔透的、存在於三維空間上的晶體。

而維爾切克提出的時間晶體概念，是存在四維空間上的晶體，內部原子不受外力控制，而是隨著時間流逝自發的進行周期性的變化。

舉個不太恰當的例子，這就像一杯水在溫度完全不變的情況下，每隔十五分鐘就會變成冰，然後再融化成水。循環往復，永不停止。

這一理念的提出，可以說是一種對物理學新紀元的展望。

世界中的物質基本都是處於“平衡態”之中的，在沒有能量、不受力的情況下無法進行任何運動。又或者說，平衡態物質耗費能量最少的狀態，就是一動不動的狀態。

時間晶體則是一種非平衡態的物質，在不受外力的作用下仍然是周期運動的狀態，而這種周期運動狀態也是時間晶體耗費能量最少的狀態。這就使時間晶體成為了區別於“動態”與“靜態”之外的“顫態”。

時間晶體從哪來？或許在兒童玩具中就能找到

這樣看來，所謂的時間晶體似乎給人一種很玄乎的感覺。可在最近幾年，有關時間晶體的研究已經從理論步入現實，開始有科學家們陸陸續續的制造出時間晶體。

例如馬裏蘭大學利用激光磁場改變鐿離的自旋狀態，使其產生自己的震動頻率。加州大學伯克利分校的研究人員則選擇建立離子陷阱，用靜態磁場促使離子運動。而就在最近幾天，耶魯大學的研究人員甚至在磷酸一銨中找到了時間晶體的信號，磷酸一銨則是在“自種水晶”玩具中非常常見的物質。

雖然上述對時間晶體的研究都還是在外力幹涉之下改變物質的固有狀態，相比理論中的時間晶體，多少都有點貨不對板。但這一系列的實驗都表明，時間晶體距離我們並不遙遠。

如何利用超越時間與熵力的力量？

這種神奇晶體的實際用處，也是吸引科學家們廣泛關註的一個原因。在萬智牌中，有一張名為“白金皇像”，對於這張牌的解釋是“它忽視時間、熵力、死亡這些微不足道的力量”。

這句牛X閃閃的話，簡直是時間晶體的最佳Slogan。

時間晶體的運行機制類似於超導體，在極低溫的狀態下仍然可以運載電流，保持永久性運行。也就是說即使宇宙進入了永遠黑暗、永遠寒冷的熱寂狀態，一切物質都無法獲得使自身運行的能量，可時間晶體仍然不受影響，繼續工作。

在這一特性之下，關於時間晶體的應用價值有著許多猜想。

比如很多人認為永遠呈周期性運動的時間晶體是一種永動機，但很快這種說法就被“辟謠”了。因為周期性運動的顫態是時間晶體耗費能量最少的狀態，也就無法從這一狀態中提取能量。又比如說有人聲稱時間晶體可以成為“時間膠囊”，永久的保存人的記憶，並且循環播放那些美好時光。實際上這也是一種理想化的猜想，先不提如何在時間晶體上編程，提取記憶這件事我們還沒弄明白呢。

從實際角度而言，在短時間內時間晶體有以下三種作用。

第一是在量子模擬上，由於量子計算的相幹特性，一些量子模擬研究研究需要在零下兩百攝氏度左右的極低溫度中才能穩定進行，這就給量子計算的普及帶來很大困難。而時間晶體的周期運動特性更加穩定，不受熱力影響。可以作為量子模擬系統的元件，讓量子模擬運行的成本更低。

第二是在超高靈敏傳感器上，傳統的傳感材料，例如鉆石，只能有限的接受溫度、磁場等等的變化，如果信息過多就會導致量子態混亂。而時間晶體的穩定特性使其可以接受大量的變化信號，去檢測細胞活性、原子層厚度等等的變化。這樣穩定的高敏感傳感器，會讓生物醫學產生突飛猛進的發展。

第三是在量子計算機上，制造量子計算機的一大難點就是找到一種材料，既可以大量讀寫儲存，又可以保持恒定運動的量子態。目前看來，穩定的時間晶體擁有絕佳的儲存能力，很可能就是最適合的材料。

雖然在今天，我們距離時間晶體的實際應用還有一段不短的距離。但是當基礎物理與科技工藝一同發展時，量子計算、記憶儲存、生物醫學等等方面的突破卻距離我們越來越近了。

在不斷試圖戰勝時間的路途中，一次次的推翻這個世界的既定理論。或許這才是人類真正的偉大之處吧。

打破了物理常識的時間晶體，會是量子計算機的救世主嗎？