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问题提出时间： 09:34:18
有比光速更快的物质或能量吗？
有比光速更快的物质或能量吗？比如中微子。
行业分类：其他专业技术
回答时间： 09:54:19
Einstein的理论并非神圣不可侵犯,超光速将开启新物理学的大门,而自1955年以来一系列理论与实验研究企图发现超光速现象,多个实验显示超光速是可能的。本文在回顾1955年至2009年的研究后,得到"超光速是可实现的科学陈述"的结论。因此,狭义相对论关于"没有可以超光速行进的事物"的说法归于无效。飞出太阳系是人类长久以来的理想,飞行速度最好达到光速或超光速。当然这很难做到,但也不是绝对不可能。1947年超声速飞机试飞成功突破了"声障"一事已成历史,而可压缩流力学似可用到超光速研究中来,即以空气动力学成就作为突破"光障"的参考。从理论上讲研究"量子超光速性"是很重要的,具体包含两个方面:量子隧穿及量子纠缠态,它们分别对应小超光速(v/c104)。现时的超光速研究可考虑用圆截面截止波导(WBCO)来改造直线加速器,再检验电子的运动;亦即用量子隧穿以实现超光速,而在经过势垒之后波和粒子的能量减弱。这与突破声障的情况(例如Laval管)相似。为了研究飞船以超光速作宇宙航行的可能性,必须尝试使中性粒子(中子、原子)加速运动并达到高速。然而现实是不存在中子加速器,因此发现以超光速运动的电子(奇异电子)是科学家不妨一试的实验课题。从波动力学和波粒二象性的观点看,"群速超光速"在实验中取得了广泛的成功,预示着粒子形态的电子以超光速运动的可能性存在。但后者与前者一样必然是"小超光速"。这正好体现了电磁作用的传递速度(电磁波本征速度)仅为光速的事实,亦即无论波动或粒子的运动都只能在特殊条件下比光速c稍快。
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回答时间： 09:41:02
等待物理学家不断探索。目前来讲还没听说有。
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回答时间： 09:52:50
这个真没有
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回答时间： 11:13:02
　　1905年爱因斯坦的相对论提出任何物体在真空中的速度都不可能超过光速，也就是每秒30万公里。但是近几年来，越来越多的证据表明每秒30万公里并不一定就是光传播的极限。新泽西NEC研究所最近的实验报道就是最明显的例子。但是为了防止误解，这一实验所揭示的相对论的“漏洞”不应算进对爱因斯坦所提出理论的讨论中。首先要记住，每秒30万公里的理论只适用于光在真空中的传播，而且这一速度权限仅限于有质量的物体。而光波是没有质量的，因此，物理学家说光可以传播得更快。
　　大家都知道，因介质不同，光的传播速度可以低于30万公里／秒。这些介质可以是空气、水或玻璃，甚至更特别的物质。罗兰德科学研究所和哈佛大学的研究人员说他们让光在充满过度冷却的原子的气室中通过时，光的速度能降至1英里／小时。
　　王立君和他的同事们在实验中则是用的更为特殊的介质。他们在实验室中将一束激光射向装有铯原子蒸汽的气室，通过调整激光脉冲的频率使其与铯原子的能量级匹配，蒸汽中的铯原子的状态使脉冲激光光波的每个波长中波峰和波谷的模式发生的变化，从而使激光脉冲获得了令人难以理解的超高速度。
　　其实这并不是研究人员第一次发现光可以比光速传播得更快，只不过这是一种最清晰的表现方法。研究人员在其它一些实验中也曾有过类似的发现，包括意大利科学家5月份公布的一项研究，他们的实验中的操作过程则复杂多了。NEC的实验结果几周前就发表了，但由于《自然》杂志的限制，他们不能公开讨论他们的发现。现在他们已经可以自由地说他们的研究结果是与电磁学和量子力学完全吻合的。
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回答时间： 11:50:45
欧洲研究人员发现了难以解释的中微子超光速现象，这一现象违背了爱因斯坦相对论，研究人员目前对此持谨慎态度，还需要全球科学家能共同探究原因。
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回答时间： 12:01:10
至今没有，前不久发现的中微子超光速现象到现在都没有确认，而且看来出错的可能性比较大，恐怕短时间内还突破不了这个难题。
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回答时间： 12:06:32
欧洲研究人员刚刚发现了难以解释的中微子超光速现象，还需要进一步的研究。
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回答时间： 12:25:48
去年研究出来一种中微子，现在还没有验证的试验呢。
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回答时间： 12:49:20
从理论上讲，是没有的。
不过还要等着看结果呢。
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回答时间： 23:57:13
目前似乎还没有足够证据能证明超光速存在可能，但人们不知道的并不等于不可能，也许真理就在你面前，但你可能并不认识她。
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回答时间： 19:07:45
有比光速更快的速度吗？ - 已解决 - 搜搜问问
光速是目前已知的最快的存在速度 根据爱因斯坦相对论，速度超过光速则会时间倒退~~~ 没有.光速是最快的..人无论靠什么推进器，速度都是无法达到光速的，更不要说...
/z/q.htm
- 百度快照
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回答时间： 21:05:39
不是说没有比光速还快的东西吗~~为什么黑洞的引力波比光速快_宇宙...
共有贴子数23篇 ...凡是粒子结构的物质都超不过光速，在目前的物理学领域中我认为只有一种“东西”可以超光速，那就是非点状粒子结构的能量。 而能量如果不作用于...
/f?kz=0-11-27 - 百度快照
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回答时间： 21:51:49
有。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
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回答时间： 12:55:32
超光速运动物质是早已是客观存在
张元仲教授的书中还说到：
例如 1955 年 chamberlam等人测量了动量为 1.19Gev/e 的π介子和反质子走过 40 英尺的距离所用的时间，测得π介子的飞行时间是 (38×10-9 )秒，反质子的飞行时间是(51×10-9)秒，如果用狭义相对论的动量公式 =1.19Gev/c， 算出速度 v，那么相应的飞行时间 (40 英尺/v) 与实验测量的相合"。
大家知道，我们测量物体运动速度的方法是：在时刻 时测定这物体的一个空间位置坐标，在时刻 又测定这物体的一个空间位置坐标，计算这两个空间位置的距离，除以从第一个坐标点到第二个坐标点所用的时间△ t=t2-t1 ，这里我们用的坐标是相对于测量者是静止的，并不关心运动着物体的所谓固有寿命。光速值的最初测定也是采用这一方法的。
从张元仲的叙述来看， "相应的飞行时间 (40 英尺/v)" ，也表明△ t ＝
40 英尺/v．
即使用 "狭义相对论" 的动量公式 算出速度 v ，相应的飞行时间 (40 英尺/v) 也不会与实验测量的相符合。不信咱们算一算。而我们知道1英尺=0.3048米，40英尺即等于12.192米。
那么12.192米÷(38×10-9)秒=3.208×10^8米/秒
12.192米÷(51× )秒=2.390×10^8 米/秒
可以看出， π介子的速度就大于光速。也只有速度大于光速时，相应的飞行时间才能与实验测得的相符合。（因为△t＝40英尺/ v，所以v＝40英尺/△t）
这就是基本粒子“有大于光速”的证据。
不过有些人不敢正视现实，挖空心思去寻找不大能大于光速的理由，所以这时搬来了“狭义相对论”的动量公式，“狭义相对论”的公式中是不允许v大于c的。计算出的速度当然不会大于光速。可这样一来，实测结果还需引用长度收缩或时间膨胀效应才能与计算符合。
对于μ介子的测量，张元仲说，μ介子的固有寿命是τ=2.2×10-6秒，即能从10-20公里的高空大气层到达海平面，如果这些飞行μ介子以光速c运动，它们在衰变前走过的平均路程也只有c =660米，所以这与大部分μ介子能够到达海平面这一事实是相矛盾。要么认为运动μ介子的衰变寿命比固有寿命增长了 倍，要么猜想μ介子是以超光速运动的。用“狭义相对论”来解释这种现象，可以用“长度收缩效应”，也可以等价地用“时间膨胀效应”。为什么不认为μ介子的速度是超过光速呢？“原因是基本粒子的各种实验还没有确定有超光速的粒子存在”。很可笑，张元仲举的例子中就有超光速运动的π介子和μ介子，就是不敢承认。为什么就不敢首先承认呢?!
同类的问题为什么不能用同样的解释法?
例一:乌鲁木齐市有一肾外伤病人,已经出现尿中毒症状,急需透析或换肾,否则最多再活12小时,经上网查询,坐火车从乌鲁木齐到上海最快也要47小时,他乘火车肯定会死在半路上,请求空军部队支援后,他的病得到及时救治。对于他来说,,可以说空军部队把乌鲁木齐与上海的距离拉近了;也可以说,空军部队延长了他的寿命。但要人们都说飞机比火车快。
例二:离地表20公里的高空产生的μ介子,固有寿命仅2。2微秒,即使它依光速运动,最多也只能走660米,事实上它能跑到地面上,狭义相对论解释说,它把自己的寿命延长了,或者说它把这段距离缩短了,人们为什么不能说它的速度比光速快?
对于病人，至于抢救后的生命延续,我并没有考虑在内,我只考虑从乌鲁木齐市到上海这段行程。他们都有有限的寿命,都行走了一段距离,都可以用两种速度计算,为什么不是同类问题?我想问一问,狭义相对论是不是错了?
例三：物理学教科书上说的粒子循环加速器，只有把加速时间提前才能把粒子加速。明明是粒子速度加快后使时间缩短，确硬要说（速度只有少须改变，而是粒子的相对论特性。）
狭义相对论把超过光速的运动物体都说成是速度不超过光速,就像把飞机的速度说成是没有火车快一样,同样能解释许多问题,可是这些解释都是似是而非的。狭义相对论说的(时延与尺缩)效应,都只有运动物体自己感觉到,对周围环境没有影响就是证明。再说空间与量杆是同时缩短的，量度的数据也不变呀！高空中的μ介子从20公里外能跑到地面,只用。2。2微秒时间这个事实,说明它就是超光速运动物体。
现代，对于基本粒子的研究，大多采用“速度选择仪”测定速度,测量高能粒子的速度选择仪从未测到过超光速粒子,我认为是仪器测量发生了误差,，只要把“速度选择仪”测得的速度Vce 代 入Vshi=Vce/(1-Vce^2/c^2)^0.5 求出真实速度Vshi ，所谓质量变化，长度变化，时间变化都不存在了。经典力学就可应用了。
这样，空间、时间、质量都保持恒定，经典力学就可以应用了。
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回答时间： 16:12:23
目前光速是最快的，如果发现比光速快的物质，那相对论都将改变
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这个问题已提出一个月以上，回答功能关闭，如需求助可重新惊叹！中微子速度快于光速，如被证实......_敖汉吧_百度贴吧
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惊叹！中微子速度快于光速，如被证实......收藏
欧洲科学家发现中微子速度快于光速。如被证实，将推翻爱因斯坦相对论，并使时光倒流、时间旅行成为可能。正如《纳尼亚传奇》系列演绎的一样，主人公在纳尼亚生活了很久，而现实中确只是短短的几十分钟.
时光隧道、时光机器，未来充满无限可能。《西游记》里“天上一天，人间一年”，或许成真！
爱因斯坦的杯具再次上演
一个月前的新闻，而且你连所谓的爱因斯坦相对论都没搞明白，复制一段话就来装自己懂的多，没什么说的，超越光速没有穿越时空一说。。。懂了吗？
整的太深没啥用，真的能实现还不是猴年马月的事，
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为什么速度达到光速就能回到过去？是真的吗？
为什么速度达到光速就能回到过去？是真的吗？
08-12-06 & 发布
世界上究竟有没有时间隧道很难解释。一些科学家认为，空间和时间两者是很复杂地纠缠在一起的，而我们想回到过去或到达未来，就要把时间和空间分离开来，这样就能违背时间与空间地互相穿越了。而虫洞（wormhole)就是我们所讲的时间隧道，只要能在空间打开虫洞，就能从一个方向回到过去，相反方向则去到未来。打开虫洞的方法利用反重力物质。 以下引用互联网资料： 虫洞是一种连接两处时空或者两个宇宙的特殊信道，让物质或讯息得以瞬间穿梭宇宙，甚至作时间旅行。这个术语来自美国物理学家惠勒，他是爱因斯坦晚年合作伙伴，物理学界传奇人物费曼的老师，另一个脍炙人口的科学词汇「黑洞」也是他的杰作。 就空间而论，虫洞为超光速旅行开辟出可能性。就时间而论，光速实际上是一个无法逾越的极限，任何物质或讯息都无法以更快的速度运动，因此人们如果能在出发地的讯息到来之前先抵达某个地方，就等于是完成了一趟回到过去的时间旅行，反之则跃进未来 虫洞又名「爱恩斯坦－罗森桥」，其理论涉及非常复杂抽象的物理和数学理论。简而言之， 英国物理学家戴维斯指出，理论上建造虫洞时间机器需要三道步骤：第一步：寻找或建立一个虫洞，开辟一条信道，连接宇宙中两个不同的区域。 第二步：藉助于「异物质」（exotc matter）或反重力物质产生的负能量，使虫洞稳定下来，允许物质和讯息安全穿越。负能量的作用是抗衡虫洞变为密度无穷大的趋向，换言之阻止虫洞演变成黑洞。 第三步：牵引虫洞，让虫洞的两个入口保持分离，如果其位置恰当，两者的时间差也将保持恒定状态。假设时间差是十年，一名航天员从一个方向穿越虫洞，他将回到十年前的过去，反之则进入十年后的未来。 但俄勒冈大学两物理学家徐道辉与布尼认为，这种以异物质与负能量撑持的虫洞信道，有先天的缺陷，违背了「零蚅量条件」（null energy condition）定律，因此势必无法稳定存在。 徐道辉说：「我们并不是全然否定建造虫洞的可能性，而是强调那种时空点可准确预测的虫洞，例如让星舰迷航记的史巴克在某日下午两点现身纽约，并不可行。」 英国约克大学的佛优斯特博士与美国中央康乃迪克大学的罗曼博士，从另一个角度论证虫洞之路寸步难行。他们认为就算虫洞得以建立，其信道也将太过细微，无法运用。 根据他们的估算，要让质子这样的基本粒子通过虫洞，必须将虫洞微调至十的负卅次方数量级；至于人类可以畅行的虫洞，更需进行十的负六十次方的微调，这远远超出人类科技的能耐。 在科普大师萨根的小说《接触未来》改编的同名电影中，茱蒂佛斯特饰演的女主角飞越虫洞信道，短短几分钟就抵达距离地球廿六光年的织女星，还见到过世多年的父亲。只不过在电影中，人类的虫洞技术是乞灵于外星人；要靠自身力量实现纵横宇宙时空的梦想，目前看来遥遥无期。 参考资料：modules/newbb/viewtopic.php?viewmode=flat&order=ASC&topic_id=2991&forum=7
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在物理学的研究中，人们提出过很多佯谬。提出佯谬的目的，是使所研究的问题尖锐化，以便于进一步把理论的基本概念搞清，或弄清逻辑论证中有什么错误，或隐含着什么样的假定，或者忽略了其它什么重要因素，等等。关于狭义相对论就曾提出过两个佯谬，即“双生子佯谬”和“爷孙佯谬”（即超光速运动所导致的时间倒流或因果颠倒问题）。“双生子佯谬”在狭义相对论推广到广义相对论后得到解决，“爷孙佯谬”将在本文所讨论的狭义相对论的进一步推广中得到解决。 一、双生子佯谬 设想有两个孪生兄弟甲和乙，甲乘飞船作太空旅行，乙留在地面等待甲。甲所乘坐的飞船在极短的时间内加速到速度v（速度v接近光速c）。然后飞船以速度v作匀速直线飞行，飞船飞行很长一段时间后，迅速调头并继续以速度v作匀速直线飞行。回到地面时紧急减速、降落，并与一直在地面上的乙会合。甲只在启动、调头、减速降落的三段时间内有加速度，其余的绝大部分时间都在作匀速直线飞行，处于狭义相对论适用的惯性系。 按照第一章由洛仑兹变换导出的运动的时钟变慢的关系式 其中，△t为惯性系S的一静止的时钟所走过的时间，△t/为相对于S系以速度v运动的惯性系S/的一静止的时钟走过的时间。 因甲启动、调头、减速降落的时间很短，如果略去这三段时间，则有 τ为甲乘飞船作太空飞行所度过的时间，T为乙在地球上在甲乘飞船作太空飞行期间所度过的时间。即甲作高速太空旅行，返回时发现乙比甲变老了。 如果飞船速度非常接近光速c，相对论效应就会非常明显，如若v = 0.9999c ，则T=70.71τ。即如在这一对孪生兄弟20岁时，甲乘飞船作太空飞行，甲认为飞行时间只有一年，在其返回地面时，甲只有21岁，但他却发现乙却成了90多岁的老人了，亦即乙比甲年老了许多。 但是，以上情形还可以换另一个角度来考察。即对于乘坐太空飞船的甲来说，甲在飞船上静止不动，甲看到乙在极短的时间内朝相反的方向加速到速度v，然后乙以速度v作匀速直线飞行，乙飞行很长一段时间后，迅速调头并继续以速度v作匀速直线飞行，在与甲会合时紧急减速。在甲看来，乙只在启动、调头、减速的三段时间内有加速度，其余的绝大部分时间都在作匀速直线飞行、亦处于狭义相对论适用的惯性系。因此，在甲看来，如果略去乙启动、调头、减速这三段时间（因这三段时间相对很短），在乙离开飞船期间，乙所度过的时间τ/与甲所度过的时间T/也应存在以下关系（狭义相对论一般将相对于静止系统作匀速直线运动的系统内静止的钟所走过的时间记为τ，称为该系统的原时） 这样，在甲乙会面时，甲比乙变老了。即如乙作匀速直线飞行的速度为v = 0.9999c ，在乙飞离甲一年后与甲会面时，乙只有21岁，但他却发现甲却成了90多岁的老人了，亦即甲比乙年老了许多。 可见，从不同的角度分析其结论是不同的，而且是相互矛盾的。究竟是乙比甲年老了许多还是甲比乙年老了许多？还是两者都错了，二人应该一样年轻？这个命题就叫做“双生子佯谬”。 “双生子佯谬”使人们争论了很长时间，爱因斯坦在1918年专门写了一篇文章，以一个访问者和他本人问答的方式，说明了“双生子佯谬”的问题所在，“双生子佯谬”问题才告解决。 人们在讨论“双生子佯谬”问题时，无论从哪个角度考虑，总是为了应用狭义相对论，并认为启动、调头、减速这些过程的时间很短，所以将启动、调头、减速这些过程的时间给忽略了。但“双生子佯谬”问题的关键，恰恰是被忽略了的这些过程所引起的。 在按第一种观点考虑“双生子佯谬”问题时，乙留在地面等待甲，甲乘飞船作太空旅行，甲所乘坐的飞船在启动、调头、减速降落这些过程的加速、减速，都是相对于乙所在的惯性系而言的，所以这些过程没有什么附加的特殊效应，又因这些过程的时间都很短，所以可以将其忽略；而按第二种观点考虑“双生子佯谬”问题时，既认为甲及其所乘坐的飞船静止不动，乙在飞离甲及甲所乘坐的飞船时，乙在启动、调头、减速这些过程的加速、减速，是相对于甲所处的非惯性系而言的。按照广义相对论的等效原理，相当于考察乙的运动的参考系中有一个引力场，虽然甲和乙都处在这一引力场中，但因他们在引力场中所处的位置不同，因而引力场对他们的影响也就不同。在乙启动及减速降落时，甲和乙距离较近，他们的引力场势相差不大，引力场对他们时间的流逝的影响也相差不大，所以仍可将这部分较短的时间忽略。而在乙调头时，由于甲和乙的距离非常遥远，这时乙的引力场势远高于甲，它使乙的时间比甲流逝得要快的多，或者反过来说，它使甲的时间比乙流逝得要慢的多。这一影响超过了乙相对于甲匀速运动期间速度v对时间的影响，使乙飞行归来与甲会合时，乙仍然要比甲变老了。所以乙调头这一过程在考虑“双生子佯谬”问题时是不能忽略的。运用广义相对论进行计算的结果，是乙的时间τ/与甲所度过的时间T/也存在以下关系 或 即乙飞行归来与甲会合时，甲仍然是21岁，而乙是90多岁。 1966年，人们在实验中测得μ子绕圆形轨道高速运动时，其平均寿命比在地面上静止的μ子的平均寿命长。1971年，人们又观察到了放在卫星上绕地球旋转的原子钟比地面上的原子钟走的慢的现象。这些实验证明了广义相对论的正确性，同时也证明了爱因斯坦关于“双生子佯谬”问题论证的正确性。 二、爷孙佯谬 人们在研究狭义相对论的坐标变换，并考虑运动速度v超过光速c的情形时，又提出了“爷孙佯谬”。 由上一节我们知道，两事件的时间间隔与它们的空间位置和考察这两事件的惯性系间的运动状态有关。虽然如此，两事件的先后次序仍应是绝对的，不能因为它们的空间位置和考察这两事件的惯性系间的运动状态不同而改变，即相对论仍然遵循逻辑关系的因果律，亦即要先有因再有果，如去太空旅行须先启程，然后再返回；种田须先播种再收获，人是先出生后死亡。基于这种考虑，人们对相对论进行了如下探讨。 假设惯性系s/相对于惯性系S以速度v作匀速直线运动，S中有两事项P1（x1,t1）和P2（x2,t2），这两事项在s/系的坐标为（x1/,t1/）和（x2/,t2/），例如这两事项是信号由P1传递至P2 ，则信号的传递速度为 根据洛仑兹变换的时间变换关系 得 考虑这两事件的因果关系在两惯性系不变，即它们的先后次序不变，因而有 t2-t1&0 ; t2/-t1/&0 故有 即： 因为v & c ,所以满足上式的充分条件是: 即不破坏因果关系的要求是u≤c，亦即所有信号的传播速度，包括相互作用的传递速度、物体的运动速度都不能超过光速c。否则，如果u&c，则总存在这样的一些惯性系，使t2-t1和t2/-t1/的符号相反，这就意味着将出现时间倒流、因果颠倒的情形。有人据此提出如下命题：如果u&c，即存在超光速而出现时间倒流，那么设想某人进入超光速世界的时间足够长，他的时间不仅倒流到他出生以前，而且倒流到了他父亲出生以前，这时他将他的爷爷杀掉，然后又回到我们的低光速世界，这时他和他父亲是否存在，如果存在，他父亲又怎么出生。人们将这一命题称为“爷孙佯谬”，又称为“祖父悖论”。 有人并不管“爷孙佯谬”或“祖父悖论”的逻辑困难，尽情地在科幻小说、科幻电影、儿童片中发挥着超光速飞行和时间倒流。 三、超光速运动（快子）研究现状 也有一些人凭着直觉、猜想或哲学的思辩对超光速粒子（即快子）作出了种种推测。尤其现在出现了UFO（飞碟）研究热，人们依据有关飞碟的目击报告和其它有关报道、报告，断定存在超光速飞行，并且也对超光速粒子作出了种种推测。所有这些推测都缺乏理论依据，没有经过严格的理论推导。因而这些推测、猜想所作出的结论是杂乱的，无法作一概括性的介绍。现仅对其中的一些罗列如下，本文只在所引原文后附一个评注，权作是与原文作者及读者的一个讨论： 1、阿西莫夫在《你知道么？—现代科学中的一百个问题》（科学普及出版社 1984年）中写到的第51个问题： 既然没有任何东西能超过光速，人们所假定的那种运动得比光快的快子又是什么玩艺儿呢？ 爱因斯坦的狭义相对论有一个要求：我们宇宙中所存在的一切物体，都无法以超过真空中的光速的相对速度运动。单是为了迫使物体达到光速，就得花费无限多的能量，而把它推动到超过光速，就需要花费比无限多还要多的能量，这简直是无法思议的了。 不过，让我们暂时假定有一个物体正在以超过光速的速度运动。 光的速度是每秒约300，000公里，那么，要是有某个质量为1公斤、长度为1厘米的物体以每秒约424，000公里的速度运动，会发生什么情况呢？如果我们应用爱因斯坦的方程，它就会告诉我们说，这时物体质量将等于（负的负1的平方根）公斤，它的长度将变成（负1的平方根）厘米。 换句话说，任何一个运动得比光还快的物体，都会具有必须用数学上所谓“虚数”来表示的质量和长度。我们没有任何办法把用虚数表示的质量和长度具体化，所以，大家就很容易认为，这样的东西既然是无法想象的，它们就不会存在了。 但是，1967年，美国哥伦比亚大学的杰拉尔德·范伯格却认为很有希望把那样的质量和长度具体化（范伯格并不是最先提出快子的人，这种粒子是比拉纽克和苏达珊最先假定的，但是，范伯格推广了这种概念）。也许，由“虚数”表示的质量和长度只不过是一种描述具有（让我们说是）负重力的物体的办法—这种物体同我们这个宇宙中的物质并不是靠万有引力互相吸引，而是互相排斥。 范伯格把这种比光还要快的、具有虚质量和虚长度的粒子称为“快子”。要是我们假定这种快子能够存在，那么，它是不是能够按另一种方式来遵循爱因斯坦方程的要求呢？ 显然，快子是会这样的。我们可以描绘出比光跑得还要快，但却遵循相对论要求的快子所构成的整个宇宙。不过，为了使快子能够做到这一点，在涉及能量和速度的时候，情况就会同我们通常所习惯的情况相反。 在我们这个“慢宇宙”中，不运动的物体的能量等于零，但是，当它获得能量时，它就运动得越来越快，如果它得到的能量无限大，它就会被加速而达到光的速度。在“快宇宙”中，能量等于零的快子以无限大的速度进行运动，它所得到的能量越大，它的运动就越慢，到能量为无限大时，它的速度就降低到光速。 在我们这个慢宇宙中，一个物体在任何条件下都不能运动得比光快。而在快宇宙中，一个快子在任何条件下都不能运动得比光慢。光速是这两个宇宙之间的界线，它是不能超越的。 但是，快子是不是真的存在呢？我们可以断言说，有可能存在着一个并不违反爱因斯坦理论的快宇宙，不过，有可能存在并不一定就等于存在。 探测快宇宙的一种可能的途径，就是要考虑到如果有一个快子超光速通过真空而运动，那么，在它飞过时就必定会留下一道有可能探测到的光尾迹。当然，大多数快子都飞得非常快—比光还要快几百万倍（正像大多数普通物体都运动得非常慢，只达到光速的几百万分之一那样）。 一般的快子和它们的闪光在我们能够发现它们之前，早就一瞬即逝了。只有那种非常罕有的高能快子，才会以慢到接近光速的速度从我们眼前飞过。既使在这种场合下，它们飞过一公里也只需要三十万分之一秒左右的时间，所以，要发现它们也是一桩极伤脑筋的任务！ 评注：从虚数的长度和质量出发，认识到快子的相互排斥！但他们认为在快子飞过时会留下一道有可能探测到的光尾迹，不会吧？如果是这样，快子岂不早被探测到了？他们还认为快子的速度为无穷大时质量为零？ 2、美国的马丁·哈威特在《天体物理学概念》（科学出版社 1981年第1版 第213、214页）一书中这样写到： 当爱因斯坦首次发现狭义相对论概念时，他明确指出物体运动速度不可能大于光速，他认为静质量和能量的关系式 已经说明，为了把物体加速到光速就需要无穷大的能量。因此如果粒子静质量不是零，粒子就不可能达到光速，当然更谈不上超过光速。 近年来，许多研究工作者却又提出了这个问题，他们认为连续的加速确实是无法达到光速的，但单凭这一点还不能排除超光速物质的存在，这是通过其它手段产生出来的，他们把以大于光速c的速度运动的粒子称为快子，并研究了这类实体可能具有的性质。 主张应该对超光速粒子存在的可能性进行研究的基本论点是：对于速度大于光速和小于光速的两种情况，洛仑兹变换在形式上是相似的，此外变换本身并未排除快子存在的可能性。 当然变换的相似性并不意味着粒子和超光速粒子的表现性质完全一样。如果我们看一下静质量和能量的关系式，我们就发现当粒子运动速度v & c 时分母中的量就是虚数。因此如果超光速粒子的质量（此处指静止质量m0）是实数，那么其能量就应当是虚数。实际上，人们把超光速粒子的（静止）质量取为虚数，其主要的依据就是观测上不能排除这样的选择。也许这是一种消极的途径，但如果我们不作这种假设，我们就更难取得进展，即更没有办法对实验可能取得的结果作出某些预言。 把质量选为虚数后就能使能量E变为实数，同时如式 所示，动量也是实数。 现在把动量—能量关系式 和质量—能量关系式结合起来，我们得到 当v变大时，看来E就会变小，在速度趋于无穷大的极限情况下能量变为零。但此时动量仍为有限值，并不断地朝| m0c|这个值逼近。 至此，我们不过是在把质量取为虚数这一点上脱离了正统观念。 人们已经为探索快子进行了初步的实验，但是至今还没有探测到，不过，或许将来有一天会发现它们。 看来，超光速粒子不容易与通常的物质发生相互作用，这是它的一个缺点。如果不是这样，我们现在就可能已经发现它们了。 评注：本文作者认为人们把快子的静止质量m0取为虚数是消极的，看来是出于无奈！不过把快子的静止质量取为虚数后，快子的动质量 m 和能量、动量便都为实数了，因而快子便和通常的物质具有相同的行为，所以便可以得出快子是可以探测到的结论。据此理论无法理解为什么探测不到快子，只能空叹息“超光速粒子不容易与通常的物质发生相互作用—这是它的一个缺点。”实际上这正是快子的一个优点，当人们真正了解到快子以后就会发现，它为我们提供了一个更丰富、更生动的世界，并让我们理解我们原来所不能理解的神秘现象，使人能够更好地发挥自身所具有的潜能。 3、徐克明 甄长荫主编的《一万个世界之谜·物理分册》把“光速是物质运动速度的极限吗？”作为一个谜： 相对论明确指出，任何物体（粒子）的速度总是小于c，最多等于c 。这个理论上的结果已被大量实验所证实。然而，在某些问题中，也会出现超光速的情况。这一看来矛盾的情况，只要我们将速度概念再进一步分析一下，就可以将它们统一起来。 这是因为，狭义相对论只对物质运动速度，或者说信号传播速度和作用传递的速度给出了极限，它并没有限制任何速度都不能超光速，因此，并不能排除自然界本来就存在超光速粒子的可能性。我们把小于光速的粒子叫做“慢子”，超光速的粒子叫做“快子”。自然界的粒子分成慢子、光子和快子三类。近年来，有人按静止质量的大小把它们分成三个类别：慢子m02 &0 ， 光子m02 =0 ，而快子m02 &0 。目前关于超光速的实验观测是非常令人关注的，其主要领域多集中在天文现象方面，但目前尚无具体结果。那么，自然界究竟是否存在超光速粒子呢？这还是个谜。 评注：同上文观点相似，是一种颇具代表性的的观点。 4、南京航空航天大学的田道钧在《飞碟动力系统的研究概况与展望》中，对飞碟可能的动力原理进行了列举，其中的一个为： 虚质量原理 根据爱因斯坦的狭义相对论知，设物体的静止质量为m0 ，则其运动质量m与速度ν的关系为 当在亚光速0＜v＜c时，有m0&m&+∞，即运动质量m总是大于静止质量m0，并随着v的增大而接近于光速c时，引起质量m的无限增大，这表明任何有质量的物体其运动速度v以光速为上限，永远不可能达到光速，更不可能超过光速!现在要想实现星际飞行试问：宇宙间有没有超光速运动的物体？其次，怎样使飞碟实现超光速运动？为此先看，在实际观察中，1973年澳洲科学家通过连续观测和研究，发现的确有超光速运动的粒子存在，叫做“快子”，其速度以光速c为下限（这岂不与上述结论矛盾？不！因为上述结论是指“有质量”的物体，而在宇宙中确实有些物体在静止状态时没有质量，比如构成所有电磁辐射的基本单位的光子，引力的基本单位引力子等），其次，从理论上为了把上述公式推广到超光速v &c的范围（但又不与亚光速v &c时的情况相矛盾），当取v &c时，m为虚数（即把物体的质量由原来的实数范围相应地推广到了复数范围），叫做虚质量，这就是快子。快子的特性为，当其速度越慢，则其能量越大，如给快子一个推力使其能量加大，其速度反而会减小，如所给推力无限增大，其速度将趋近于光速而以光速为下限，反之当其能量越小，其速度反而越快，即在快子的运动方向给一个阻力，如通过阻滞介质以削弱其能量，其速度反而会增大，直到其能量完全消失，其速度将接近于无穷大！据此可见，如能设计出一种转换装置，把飞碟及其负载的每一个亚原子粒子全都转变成快子，即可在一瞬间飞出去而不需任何加速，其速度比光速快很多倍，并可通过调节其能量来控制速度大小,用不了几天就可飞到另一个遥远的星系，在那里不需任何减速，再通过转换装置把快子转换成亚原子粒子，最后再还原成原来的飞碟及其负载，上述情况听起来简直是不可思议！但据《新民晚报》日报导，奥地利因斯布鲁克实验物理学院的科技人员，通过一个光学仪器控制盘把处于量子状态的光子不借助于任何媒体传输到另一个光子，初步完成了“远距离传物”（即把物质转变成光子迅速传送到遥远的目的地，然后再重新转变成原来的物质）的实验，值得重视。 评注：将v&c直接应用于爱因斯坦的质量速度关系式，得到的质量不仅是虚数，而且还是负数，田先生对此未作任何解释，不可取。至于1973年澳洲科学家通过连续观测和研究，发现的确有超光速运动的粒子存在，并未得到人们的承认，估计是下文所介绍的假超光速现象的一种。 5、一篇较全面介绍有关超光速问题的文章： 相对论与超光速 本文编译自（Relativity FAQ .Philip Gibbsneo6编译) 人们所感兴趣的超光速，一般是指超光速传递能量或者信息。根据狭义相对论，这种意义下的超光速旅行和超光速通讯一般是不可能的。目前关于超光速的争论，大多数情况是某些东西的速度的确可以超过光速，但是不能用它们传递能量或者信息。但现有的理论并未完全排除真正意义上的超光速的可能性。 首先讨论第一种情况：并非真正意义上的超光速。 (1) 切伦科夫效应 媒质中的光速比真空中的光速小。粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速。在这种情况下会发生辐射，称为切仑科夫效应。这不是真正意义上的 超光速，真正意义上的超光速是指超过真空中的光速。 (2) 第三观察者 如果A相对于C以0.6c的速度向东运动，B相对于C以0.6c的速度向西运动。对于C来说，A和B之间的距离以1.2c的速度增大。这种“速度”—两个运动物体之间相对于第三观察者的速度—可以超过光速。但是两个物体相对于彼此的运动速度并没有超过光速。在这个例子中，在A的坐标系中B的速度是0.88c。在B的坐标系中A的速度也是0.88c。 (3) 影子和光斑 在灯下晃动你的手，你会发现影子的速度比手的速度要快。影子与手晃动的速度之比等于它们到灯的距离之比。如果你朝月球晃动手电筒，你很容易就能让 落在月球上的光斑的移动速度超过光速。遗憾的是，不能以这种方式超光速地传递信息。 (4) 刚体 敲一根棍子的一头，振动会不会立刻传到另一头？这岂不是提供了一种超光速通讯方式？很遗憾，理想的刚体是不存在的，振动在棍子中的传播是以声速进行的，而声速归根结底是电磁作用的结果，因此不可能超过光速。(一个有趣的问题是，竖直地拎着一根棍子的上端，突然松手，是棍子的上端先开始下落还是棍子的下端先开始下落？答案是上端。) (5) 相速度 光在媒质中的相速度在某些频段可以超过真空中的光速。相速度是指连续的 (假定信号已传播了足够长的时间，达到了稳定状态)的正弦波在媒质中传播一段距离后的相位滞后所对应的“传播速度”。很显然，单纯的正弦波是无法传递信息的。要传递信息，需要把变化较慢的波包调制在正弦波上，这种波包的传播速度叫做群速度，群速度是小于光速的。(译者注：索末菲和布里渊关于脉冲在媒 质中的传播的研究证明了有起始时间的信号[在某时刻之前为零的信号]在媒质中的传播速度不可能超过光速。) (6) 超光速星系 朝我们运动的星系的视速度有可能超过光速。这是一种假象，因为没有修正从星系到我们的时间的减少(？)。 (7) 相对论火箭 地球上的人看到火箭以0.8c的速度远离，火箭上的时钟相对于地球上的人变慢，是地球时钟的0.6倍。如果用火箭移动的距离除以火箭上的时间，将得到一 个“速度”是4/3 c。因此，火箭上的人是以“相当于”超光速的速度运动。对于火箭上的人来说，时间没有变慢，但是星系之间的距离缩小到原来的0.6倍，因此他们也感到是以相当于4/3 c的速度运动。这里问题在于这种用一个坐标系的距离除以另一个坐标系中的时间所得到的数不是真正的速度。 (8) 万有引力传播的速度 有人认为万有引力的传播速度超过光速。实际上万有引力以光速传播。 (9) EPR悖论 1935年Einstein,Podolski和Rosen发表了一个理想实验试图表明量子力学的不完全性。他们认为在测量两个分离的处于entangled state的粒子时有明显的超距作用。Ebhard证明了不可能利用这种效应传递任何信息，因此超光速通信不存在。但是关于EPR悖论仍有争议。 (10) 虚粒子 在量子场论中力是通过虚粒子来传递的。由于海森伯不确定性这些虚粒子可以以超光速传播，但是虚粒子只是数学符号，超光速旅行或通信仍不存在。 (11) 量子隧道 量子隧道是粒子逃出高于其自身能量的势垒的效应，在经典物理中这种情况不可能发生。计算一下粒子穿过隧道的时间，会发现粒子的速度超过光速。一群物理学家做了利用量子隧道效应进行超光速通信的实验：他们声称以4.7c的速度穿过11.4 cm 宽的势垒传输了莫扎特的第40交响曲。当然，这引起了很大的争议。大多数物理学家认为，由于海森伯不确定性，不可能利用这种量子效应超光速地传递信息。如果这种效应是真的，就有可能在一个高速运动的坐标系中利用类似装置把信息传递到过去。 Terence Tao认为上述实验不具备说服力。信号以光速通过11.4cm的距离用不了0.4纳秒，但是通过简单的外插就可以预测长达1000纳秒的声信号。因此需要在更远距离上或者对高频随机信号作超光速通信的实验。 (12) 卡西米(Casimir)效应 当两块不带电荷的导体板距离非常接近时，它们之间会有非常微弱但仍可测量的力，这就是卡西米效应。卡西米效应是由真空能(vacuum energy)引起的。 Scharnhorst的计算表明，在两块金属板之间横向运动的光子的速度必须略大于光速。但进一步的理论研究表明不可能利用这种效应进行超光速通信。 (13) 宇宙膨胀 哈勃定理说：距离为D的星系以HD的速度分离。H是与星系无关的常数，称为哈勃常数。距离足够远的星系可能以超过光速的速度彼此分离，但这是相对于第三观察者的分离速度。 (14) 月亮以超光速的速度绕着我旋转！ 当月亮在地平线上的时候，假定我们以每秒半周的速度转圈儿，因为月亮离 我们385，000公里，月亮相对于我们的旋转速度是每秒121万公里，大约是光速的四倍多！这听起来相当荒谬，因为实际上是我们自己在旋转，却说是月亮绕着我们转。但是根据广义相对论，包括旋转坐标系在内的任何坐标系都是可用的，这难道不是月亮以超光速在运动吗？ 问题在于，在广义相对论中，不同地点的速度是不可以直接比较的。月亮的速度只能与其局部惯性系中的其它物体相比较。实际上，速度的概念在广义相对论中没多大用处，定义什么是“超光速”在广义相对论中很困难。在广义相对论中，甚至“光速不变”都需要解释。爱因斯坦自己在《相对论：狭义与广义理论》 第76页说“光速不变”并不是始终正确的。当时间和距离没有绝对的定义的时候， 如何确定速度并不是那么清楚的。 尽管如此，现代物理学认为广义相对论中光速仍然是不变的。当距离和时间单位通过光速联系起来的时候，光速不变作为一条不言自明的公理而得到定义。 在前面所说的例子中，月亮的速度仍然小于光速，因为在任何时刻，它都位于从它当前位置发出的未来光锥之内。 (15) 明确超光速的定义 四维时空中的一个点表示的是一个“事件”，即三个空间坐标加上一个时间坐标。任何两个“事件”之间可以定义时空距离，它是两个事件之间的空间距离的平方减去其时间间隔与光速的乘积的平方再开根号。狭义相对论证明了这种时空距离与坐标系无关，因此是有物理意义的。 时空距离可分三类：类时距离：空间间隔小于时间间隔与光速的乘积；类光距离：空间间隔等于时间间隔与光速的乘积；?/ca&
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是时间倒流 有科学根据的，不是说回到过去，而是时空静止，比如你现在超光速了 地上过了10年，但你还是现在的样子，但是光速是宇宙速度的极限，能达到人类的技术就算发展到家了，如果真能回到过去历史早被重写了
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超光速　　超光速(faster-than-light, FTL或称superluminality)会成为一个讨论题目，源自于相对论中对于局域物体不可超过真空中光速c的推论限制，光速成为许多场合下速率的上限值。在此之前的牛顿力学并未对超光速的速度作出限制。而在相对论中，运动速度和物体的其它性质，如质量甚至它所在参考系的时间流逝等，密切相关，速度低于（真空中）光速的物体如果要加速达到光速，其质量会增长到无穷大因而需要无穷大的能量，而且它所感受到的时间流逝甚至会停止（如果超过光速则会出现“时间倒流”），所以理论上来说达到或超过光速是不可能的（至于光子，那是因为它们永远处于光速，而不是从低于光速增加到光速）。但也因此使得物理学家（以及普通大众）对于一些“看似”超光速的物理现象特别感兴趣。　　[编辑本段]超光速存在吗？　　2000年7月，由于英国《自然》（Nature,）杂志发表了一篇关于“超光速”实验的论文，引起了人们对超光速倒底是否存在的讨论。其实对在介质中使光脉冲的群速度超过真空中光速c， 科学家们早有研究，而Nature中报道的这个实验就是实现了这种想法。但是这并非是人们想象的那种所谓违反因果律（或者相对论）的超光速，为了说明这个问题，让我们看一看由华人科学家王力军所做的这个实验。　　光脉冲是由不同频率、振幅、相位的光波组成的波包，光脉冲的每个成分的速度称为相速度，波包峰的速度称为群速度。在真空中二者是相同的，但是在介质中如我们所知道的存在如下的群速度与介质。　　折射率的关系：　　vg = c / ng ， ng = n + ω(dn/dω)　　显然在一定的情况下（如反常色散很强的介质）可以出现负的群速度，此时，光脉冲在介质中传播比真空中花的时间短，其差ΔT = (L/v) - (L/c)达到绝对值足够大时就可以观察到“超光速”现象，即“光脉冲峰值进入介质以前，在另一边已经有脉冲峰出射了”（由王力军原文译）。　　那么这种超光速是不是违背因果率呢？我们仔细考查王的实验就会发现，出射光脉冲虽然是在入射脉冲峰值进入介质之前出现的，但在这之前入射脉冲的前沿早已进入介质了（如图），因此出射脉冲可以看作是由入射脉冲前沿与介质相互作用产生 的。其实王的实验重要意义正在于实现了可观测的负群速度的这一现象，而不是像媒体炒作的那样发现了什么“超光速”，负的群速度在这里就不能理解为光的速度了，它也不是能量传输的速度。当然，这一实验本身就说明我们人类对光的认识又前进了一步。对这个实验的解释只凭折射率与群速度的关系这个公式是远远不够的，这其中包含了量子干涉的效应，涉及到对光的本质的认识，揭开蒙在“超光速实验”头上的面纱，仍然是科学家们奋斗的目标。　　很多人在了解了这个实验后就会想到能否用这种“超光速”效应来传递信息，在王的实验中，“超光速”的脉冲不能携带有用的信息，因此也就无从谈起信息的超光速传递，同样能量的超光速传输也是不行的。　　与超光速实验具有相同轰动效应的是另一种“超光速”现象　　quantum teleportation即量子超空间传输（或量子隐形传态），这个奇妙的现象因其与量子信息传递及量子计算机的实现有密切联系而引起人们的关注。所谓超空间，就是量子态的传输不是在我们通常的空间进行，因此就不会受光速极限的制约，瞬时地使量子态从甲地传输到乙地（实际上是甲地粒子的量子态信息被提取瞬时地在乙地粒子上再现），这种量子信息的传递是不需要时间的，是真正意义的超光速（也可理解为超距作用）。在量子超空间传输的过程中，遵循量子不可克隆定律，通过量子纠缠态使甲乙粒子发生关联，量子态的确定通过量子测量来进行，因此当甲粒子的量子态被探测后甲乙两粒子瞬时塌缩到各自的本征态，这时乙粒子的态就包含了甲粒子的信息。这种信息的传递是“超光速”的。　　但是，如果一位观测者想要马上知道传送的信息是什么，这是不可能的，因为此时粒子乙仍处于量子叠加态，对它的测量不能得到完全的信息，我们必须知道对甲粒子采取了什么测量，所以不得不通过现实的信息传送方式（如电话，网络等）告诉乙地的测量者甲粒子此时的状态。最终，我们获得信息的速度还是不能超过光速！量子超空间传输的实验已在1997年实现了（见Nature,390,575.1997）。　　以上两个超光速的方案目前还只处于理论探讨和实验阶段，离实用还有很远的距离，而且这两个问题都涉及到物理学的本质，实验现象及其解释都在争论之中。[编辑本段]相对论问答——超光速　　人们所感兴趣的超光速，一般是指超光速传递能量或者信息。根据狭义相对论，这种意义下的超光速旅行和超光速通讯一般是不可能的。目前关于超光速的争论，大多数情况是某些东西的速度的确可以超过光速，但是不能用它们传递能量或者信息。但现有的理论并未完全排除真正意义上的超光速的可能性。　　首先讨论第一种情况：并非真正意义上的超光速。　　1．切伦科夫效应　　　　媒质中的光速比真空中的光速小。粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速。在这种情况下会发生辐射，称为切仑科夫效应。这不是真正意义上的超光速，真正意义上的超光速是指超过真空中的光速。　　2．第三观察者　　如果A相对于C以0.6c的速度向东运动，B相对于C以0.6c的速度向西运动。对于C来说，A和B之间的距离以1.2c的速度增大。这种“速度”--两个运动物体之间相对于第三观察者的速度--可以超过光速。但是两个物体相对于彼此的运动速度并没有超过光速。在这个例子中，在A的坐标系中B的速度是0.88c。在B的坐标系中A的速度也是0.88c。　　3．影子和光斑　　　　在灯下晃动你的手，你会发现影子的速度比手的速度要快。影子与手晃动的速度之比等于它们到灯的距离之比。如果你朝月球晃动手电筒，你很容易就能让落在月球上的光斑的移动速度超过光速。遗憾的是，不能以这种方式超光速地传递信息。 　　影子和与手晃动的速度之比确实等于它们到灯的距离之比,但影子的最快速度不会超过光速.光斑也是如此.假设有一个仰角为60度的斜坡,一个物体以0.6C的速度水平运动,那么理论上在斜坡上的投影的速度是1.2C,实际上影子最大速度为C.现象表现为影子不会出现在该物体垂直投射的方位,而是会滞后.　　4．刚体　　　　敲一根棍子的一头，振动会不会立刻传到另一头？这岂不是提供了一种超光速通讯方式？很遗憾，理想的刚体是不存在的，振动在棍子中的传播是以声速进行的，而声速归根结底是电磁作用的结果，因此不可能超过光速。（一个有趣的问题是，竖直地拎着一根棍子的上端，突然松手，是棍子的上端先开始下落还是棍子的下端先开始下落？答案是上端。）　　5．相速度　　　　光在媒质中的相速度在某些频段可以超过真空中的光速。相速度是指连续的（假定信号已传播了足够长的时间，达到了稳定状态）的正弦波在媒质中传播一段距离后的相位滞后所对应的“传播速度”。很显然，单纯的正弦波是无法传递信息的。要传递信息，需要把变化较慢的波包调制在正弦波上，这种波包的传播速度叫做群速度，群速度是小于光速的。（译者注：索末菲和布里渊关于脉冲在媒质中的传播的研究证明了有起始时间的信号[在某时刻之前为零的信号]在媒质中的传播速度不可能超过光速。）　　6.超光速星系　　　　朝我们运动的星系的视速度有可能超过光速。这是一种假象，因为没有修正从星系到我们的时间的减少。　　举一个例子：假如我们测量一个目前离我们10光年的星系，它的运动速度为2/3 c。　　现在测量，测出的距离却是30光年，因为它当时发出的光到时，星系恰到达10光年处；　　3年后，星系到了8光年处，那末视距离为8光年的3倍，即24光年。　　结果，3年中，视距离减小了6光年……　　7．相对论火箭　　地球上的人看到火箭以0.8c的速度远离，火箭上的时钟相对于地球上的人变慢，是地球时钟的0.6倍。如果用火箭移动的距离除以火箭上的时间，将得到一个“速度”是4/3 c。因此，火箭上的人是以“相当于”超光速的速度运动。对于火箭上的人来说，时间没有变慢，但是星系之间的距离缩小到原来的0.6倍，因此他们也感到是以相当于4/3 c的速度运动。这里问题在于这种用一个坐标系的距离除以另一个坐标系中的时间所得到的数不是真正的速度。　　8．万有引力传播的速度　　有人认为万有引力的传播速度超过光速。实际上万有引力以光速传播。　　9．EPR悖论　　1935年Einstein，Podolski和Rosen发表了一个思想实验试图表明量子力学的不完全性。他们认为在测量两个分离的处于entangled state的粒子时有明显的超距作用。Ebhard证明了不可能利用这种效应传递任何信息，因此超光速通信不存在。但是关于EPR悖论仍有争议。　　10．虚粒子　　在量子场论中力是通过虚粒子来传递的。由于海森堡不确定性这些虚粒子可以以超光速传播，但是虚粒子只是数学符号，超光速旅行或通信仍不存在。　　11．量子隧道　　量子隧道是粒子逃出高于其自身能量的势垒的效应，在经典物理中这种情况不可能发生。计算一下粒子穿过隧道的时间，会发现粒子的速度超过光速。　　Ref: T. E. Hartman, J. Appl. Phys. 33, )　　一群物理学家做了利用量子隧道效应进行超光速通信的实验：他们声称以4.7c的速度穿过11.4cm宽的势垒传输了莫扎特的第40交响曲。当然，这引起了很大的争议。大多数物理学家认为，由于海森堡不确定性，不可能利用这种量子效应超光速地传递信息。如果这种效应是真的，就有可能在一个高速运动的坐标系中利用类似装置把信息传递到过去。　　Ref: W. Heitmann and G. Nimtz, Phys Lett A196, 154 (1994); A. Enders and G. Nimtz, Phys Rev E48, 632 (1993)　　Terence Tao认为上述实验不具备说服力。信号以光速通过11.4cm的距离用不了0.4纳秒，但是通过简单的外插就可以预测长达1000纳秒的声信号。因此需要在更远距离上或者对高频随机信号作超光速通信的实验。　　12　卡西米(Casimir)效应　　当两块不带电荷的导体板距离非常接近时，它们之间会有非常微弱但仍可测量的力，这就是卡西米效应。卡西米效应是由真空能(vacuum energy)引起的。Scharnhorst的计算表明，在两块金属板之间横向运动的光子的速度必须略大于光速（对于一纳米的间隙，这个速度比光速大10-24）。在特定的宇宙学条件下（比如在宇宙弦(cosmicstring)的附近[假如它们存在的话]），这种效应会显著得多。但进一步的理论研究表明不可能利用这种效应进行超光速通信。　　Ref: K. Scharnhorst, Physics Letters B236, 354 (1990) S. Ben-Menahem, Physics Letters B250, 133 (1990) Andrew Gould (Princeton, Inst. Advanced Study). IASSNS-AST-90-25Barton & Scharnhorst, J Phys A26, )　　13．宇宙膨胀　　　　哈勃定理说：距离为D的星系以HD的速度分离。H是与星系无关的常数，称为哈勃常数。距离足够远的星系可能以超过光速的速度彼此分离，但这是相对于第三观察者的分离速度。　　14．月亮以超光速的速度绕着我旋转！　　当月亮在地平线上的时候，假定我们以每秒半周的速度转圈儿，因为月亮离我们385,000公里，月亮相对于我们的旋转速度是每秒121万公里，大约是光速的四倍多！这听起来相当荒谬，因为实际上是我们自己在旋转，却说是月亮绕这我们转。但是根据广义相对论，包括旋转坐标系在内的任何坐标系都是可用的，这难道不是月亮以超光速在运动吗？　　问题在于，在广义相对论中，不同地点的速度是不可以直接比较的。月亮的速度只能与其局部惯性系中的其他物体相比较。实际上，速度的概念在广义相对论中没多大用处，定义什么是“超光速”在广义相对论中很困难。在广义相对论中，甚至“光速不变”都需要解释。爱因斯坦自己在《相对论：狭义与广义理论》第76页说“光速不变”并不是始终正确的。当时间和距离没有绝对的定义的时候，如何确定速度并不是那么清楚的。　　尽管如此，现代物理学认为广义相对论中光速仍然是不变的。当距离和时间单位通过光速联系起来的时候，光速不变作为一条不言自明的公理而得到定义。在前面所说的例子中，月亮的速度仍然小于光速，因为在任何时刻，它都位于从它当前位置发出的未来光锥之内。　　15．明确超光速的定义　　第一部份列举的各种似是而非的“超光速”例子表明了定义“超光速”的困难。象影子和光斑的“超光速”不是真正意义的超光速，那么，什么是真正意义上的超光速呢？　　在相对论中“世界线”是一个重要概念，我们可以借助“世界线”来给“超光速”下一个明确定义。　　什么是“世界线”？我们知道，一切物体都是由粒子构成的，如果我们能够描述粒子在任何时刻的位置，我们就描述了物体的全部“历史”。想象一个由空间的三维加上时间的一维共同构成的四维空间。由于一个粒子在任何时刻只能处于一个特定的位置，它的全部“历史”在这个四维空间中是一条连续的曲线，这就是“世界线”。一个物体的世界线是构成它的所有粒子的世界线的集合。　　不光粒子的历史可以构成世界线，一些人为定义的“东西”的历史也可以构成世界线，比如说影子和光斑。影子可以用其边界上的点来定义。这些点并不是真正的粒子，但它们的位置可以移动，因此它们的“历史”也构成世界线。　　四维时空中的一个点表示的是一个“事件”，即三个空间坐标加上一个时间坐标。任何两个“事件”之间可以定义时空距离，它是两个事件之间的空间距离的平方减去其时间间隔与光速的乘积的平方再开根号。狭义相对论证明了这种时空距离与坐标系无关，因此是有物理意义的。　　时空距离可分三类：类时距离：空间间隔小于时间间隔与光速的乘积类光距离：空间间隔等于时间间隔与光速的乘积类空距离：空间间隔大于时间间隔与光速的乘积　　下面我们需要引入“局部”的概念。一条光滑曲线，“局部”地看，非常类似一条直线。类似的，四维时空在局部是平直的，世界线在局部是类似直线的，也就是说，可以用匀速运动来描述，这个速度就是粒子的瞬时速度。　　光子的世界线上，局部地看，相邻事件之间的距离都是类光的。在这个意义上，我们可以把光子的世界线说成是类光的。　　任何以低于光速的速度运动的粒子的世界线，局部的看，相邻事件之间的距离都是类时的。在这个意义上，我们可以把这种世界线说成是类时的。　　而以超光速运动的粒子或人为定义的“点”，它的世界线是类空的。这里说世界线是类空的，是指局部地看，相邻事件的时空距离是类空的。　　因为有可能存在弯曲的时空，有可能存在这样的世界线：局部地看，相邻事件的距离都是类时的，粒子并没有超光速运动；但是存在相距很远的两个事件，其时空距离是类空的。这种情况算不算超光速呢？　　这个问题的意义在于说明既可以定义局部的“超光速”，也可以定义全局的“超光速”。即使局部的超光速不可能，也不排除全局超光速的可能性。全局超光速也是值得讨论的。　　总而言之，“超光速”可以通过类空的世界线来定义，这种定义的好处是排除了两个物体之间相对于第三观察者以“超光速”运动的情况。　　下面来考虑一下什么是我们想超光速传送的“东西”，主要目的是排除“影子”和“光斑”之类没用的东西。粒子、能量、电荷、自旋、信息是我们想传送的。有一个问题是：我们怎么知道传送的东西还是原来的东西？这个问题比较好办，对于一个粒子，我们观察它的世界线，如果世界线是连续的，而且没有其他粒子从这个粒子分离出来，我们就大体可以认为这个粒子还是原来那个粒子。　　显然，传送整个物体从技术上来讲要比传送信息困难得多。现在我们已经可以毫无困难地以光速传递信息。从本质上讲，我们只是做到了把信息放到光子的时间序列上去和从光子的时间序列中重新得到人可读的信息，而光子的速度自然就是光速。　　类似地，假如快子（tachyons，理论上预言的超光速粒子）真的存在的话，我们只需要发现一种能够控制其产生和发射方向的技术，就可以实现超光速通信。　　极其可能的是，传送不同的粒子所需要的代价是极其不同的，更经济的办法是采用复制技术。假如我们能够得到关于一个物体的全部信息，并且我们掌握了从这些信息复制原物体的技术，那么超光速通信与超光速旅行是等价的。　　科幻小说早就有这个想法了，称之为远距离传真(teleport)。简单的说，就是象传真一样把人在那边复制一份，然后把这边的原件销毁，就相当于把人传过去了。当然问题是象人这种有意识的复杂物体能否复制。　　16．无限大的能量　　E = mc^2/sqrt(1 - v^2/c^2)　　上述公式是静止质量为m的粒子以速度v运动时所具有的能量。　　很显然，速度越高能量越大。因此要使粒子加速必须要对它做功，做的功等于粒子能量的增加。　　注意当v趋近于c时，能量趋于无穷大，因此以通常加速的方式使粒子达到光速是不可能的，更不用说超光速了。　　但是这并没有排除以其他方式使粒子超光速的可能性。　　粒子可以衰变成其他粒子，包括以光速运动的光子（光子的静止质量为零，因此虽以光速运动，其能量也可以是有限值，上述公式对光子无效）。衰变过程的细节无法用经典物理学来描述，因此我们无法否定通过衰变产生超光速粒子的可能性(?)。　　另一种可能性是速度始终高于光速的粒子。既然有始终以光速运动的光子，有始终以低于光速的速度运动的粒子，为什么不会有始终以高于光速的速度运动的粒子呢？　　问题是，如果在上述公式中v&c，要么能量是虚数，要么质量是虚数。假如存在这样的粒子，虚数的能量与质量有没有物理意义呢？应该如何解释它们的意义？能否推出可观测的预言？　　只要找到这种粒子存在的证据，找到检测这种粒子的方法，找到使这种粒子的运动发生偏转的方法，就能实现超光速通信。　　17．量子场论　　到目前为止，除引力外的所有物理现象都符合粒子物理的标准模型。标准模型是一个相对论量子场论，它可以描述包括电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用在内的三种基本相互作用以及所有已观测到的粒子。根据这个理论，任何对应于两个在有类空距离的事件处所作物理观测的算子是对易的(any pair of operators corresponding to physical observables at space-time events which are separated by a space like interval commute)。原则上讲，这意味着任何作用不可能以超过光速的速度传播。　　但是，没有人能证明标准模型是自洽的(self-consistent)。很有可能它实际上确实不是自洽的。无论如何，它不能保证将来不会发现它无法描述的粒子或相互作用。也没有人把它推广到包括广义相对论和引力。很多研究量子引力的人怀疑关于因果性和局域性的如此简单的表述能否作这样的推广。总而言之，在将来更完善的理论中，无法保证光速仍然是速度的上限。　　18．祖父悖论（因果性）　　反对超光速的最好证据恐怕莫过于祖父悖论了。根据狭义相对论，在一个参考系中超光速运动的粒子在另一坐标系中有可能回到过去。因此超光速旅行和超光速通信也意味着回到过去或者向过去传送信息。如果时间旅行是可能的，你就可以回到过去杀死你自己的祖父。这是对超光速强有力的反驳。但是它不能排除这种可能性，即我们可能作有限的超光速旅行但不能回到过去。另一种可能是当我们作超光速旅行时，因果性以某种一致的方式遭到破坏。　　总而言之，时间旅行和超光速旅行不完全相同但有联系。如果我们能回到过去，我们大体上也能实现超光速旅行。　　第三部份：未定论的超光速的可能性　　19．快子(tachyon)　　　　快子是理论上预言的粒子。它具有超过光速的局部速度（瞬时速度）。它的质量是虚数，但能量和动量是实数。　有人认为这种粒子无法检测（译注：那这种预言有什么意义:-)），但实际未必如此。影子和光斑的例子就说明超过光速的东西也是可以观测到的。　　目前尚无快子存在的实验证据，绝大多数人怀疑它们的存在。有人声称在测Tritium贝塔衰变放出的中微子质量的实验中有证据表明这些中微子是快子。这很让人怀疑，但不能完全排除这种可能。　　快子理论的问题，一是违反因果性，二是快子的存在使真空不稳定。后者可以在理论上避免，但那样就无法实现我们想要得超光速通信了。　　实际上，大多数物理学家认为快子是场论的病态行为的表现，而公众对于快子的兴趣多是因为它们在科幻作品中出现得次数很多。　　20．虫洞　　关于全局超光速旅行的一个著名建议是利用虫洞。虫洞是弯曲时空中连接两个地点的捷径，从A地穿过虫洞到达B地所需要的时间比光线从A地沿正常路径传播到B地所需要的时间还要短。虫洞是经典广义相对论的推论，但创造一个虫洞需要改变时空的拓扑结构。这在量子引力论中是可能的。　　开一个虫洞需要负能量区域，Misner和Thorn建议在大尺度上利用Casimir效应产生负能量区域。Visser建议使用宇宙弦。这些建议都近乎不切实际的瞎想。具有负能量的怪异物质可能根本就无法以他们所要求的形式存在。　　Thorn发现如果能创造出虫洞，就能利用它在时空中构造闭合的类时世界线，从而实现时间旅行。有人认为对量子力学的多重性(multiverse)解释可以用来消除因果性悖论，即，如果你回到过去，历史就会以与原来不同的方式发生。　　Hawking认为虫洞是不稳定的，因而是无用的。但虫洞对于思想实验仍是一个富有成果的区域，可以用来澄清在已知的和建议的物理定律之下，什么是可能的，什么是不可能的。　　Refs: W. G. Morris and K. S. Thorne, American Journal of Physics 56, 395-412 (1988) W. G. Morris, K. S. Thorne, and U. Yurtsever, Phys. Rev. Letters 61, 88) Matt Visser, Physical Review D39, 89) see also &Black Holes and Time Warps& Kip Thorn, Norton & co. (1994) For an explanation of the multiverse see, &The Fabric of Reality& David Deutsch, Penguin Press.　　21．曲相推进(warp drive)　　　　曲相推进是指以特定的方式让时空弯曲，从而使物体超光速运动。Miguel Alcubierre因为提出了一种能实现曲相推进的时空几何结构而知名。时空的弯曲使得物体能以超光速旅行而同时保持在一条类时世界线上。跟虫洞一样，曲相推进也需要具有负能量密度的怪异物质。即使这种物质存在，也不清楚具体应如何布置这些物质来实现曲相推进。[编辑本段]对时光倒流的理解　　所谓“时光倒流”就是光的多普勒效应。 并不是“时间”倒流，而是世界的感觉“倒流”。 与变换)。因此速度是相对的，相对论变换与伽利略变报1声秒后1秒，我们才能收到尺头报2声
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