( 诺贝尔物理奖得主弗兰克·维尔切克 )

人类在日常生活中常见的宏观物质都是由原子或是分子等更基本的微观粒子聚集在一起形成的。这些微观粒子聚集在一起，有时是以一种杂乱无序的方式排列，而在某些条件下，当一些微观粒子以某种有序的方式排列时，他们构成的物质就称为“晶体”。与非晶体在空间的所有方向上都呈现出对称（杂乱无序）不同，晶体只在空间的某些特定方向上呈现出对称的结构，具有空间的延展性。晶体在日常生活中很常见，比如雪花是水分子的结晶体，食盐则属于氯化钠的晶体，晶体只有在温度低于某个特定值时才会形成。这是由于在低温条件下，系统处于低能量状态，这些基本粒子的运动受到限制，只能通过一些特定的方式结合在一起，在空间的某些方向上不断复制某种构造，从而形成晶体。

我们通常所说的晶体结构的特殊性，都是指在空间三个维度上的有序排列，因此可以称之为“空间晶体”。但是狭义相对论告诉我们，人类实际上是生活在“四维时空”中，时间也属于一个维度，与空间联系在一起。那么，是否存在一种晶体，不光是在空间维度的某些方向上对称排列，而且在时间维度上也可以呈现出某种“对称性”呢？如果真的存在，这种物质我们便可以称之为“时间晶体”，而在时间和空间维度上都具有对称性的物质，便可称之为“时空晶体”。

2012年3月，美国麻省理工学院的科学家、诺贝尔物理奖得主弗兰克·维尔切克（Frank Wilczek）在《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志上发表了一篇名为《量子时间晶体》（Quantum Time Crystals）的论文，在这篇论文中，他首次探讨了“时间晶体”的概念。紧接着，维尔切克又与肯塔基大学的科学家阿尔弗莱德·夏皮尔（Alfred Shapere）在同一个杂志上发表了论文《经典时间晶体》（Classical Time Crystals），继续讨论时间晶体的性质以及制造时间晶体的可能性。