超越光速

王家楠

摘要：目前，我國所有的民用高速公路汽車的最高限速為120千米/小時，否則就要開罰單交罰款，那么問題來了，宇宙是否同樣也有一個限速呢？

關鍵詞：光速普及

這個問題的答案是肯定的，而且還能準確的告訴你，這個最高限速就是光速，值為3×108米/秒，這一點被愛因斯坦的質能方程很好的證實了，任何物質的速度都不可能超過光速，甚至于任何有質量的物體都無法達到這個速度。 這與高速公路最高限速為一百二十千米每小時不同的是，它并非人為規定，而是一條自然規則，那有些人就理解不了了，只要有足夠大的功率就一直加速，為什么就偏偏不能超越光速了呢？其實自然規則遠比人為規定的高速公路限速要嚴格得的多。而且也根本沒法達到，因為當接近光速時物體會發生微妙的物理反應，物體的質量會發生改變，當速度達到光速的95%時，物體質量的增加甚至無法察覺，但是，當物體速度到達光速99.99%時物體的質量會變為原來的幾千倍，越接近光速質量也就越大，無限接近光速時，質量也會無限大。那么功率無論多么大，自然也無法加速了。然而像光子這樣的能量粒子本身沒有質量，所以可以達到光速，不過無論如何也超越不了光速。

正如愛因斯坦預言，任何物質的速度都超越不了光速，那就是一個恐怖的噩耗，為什么，因為人類對外太空的探索可能就要變得非常漫長？就拿太陽系外，最近的恒星比鄰星來說，離我們四光年，這就是說在地球上，我們探索一次比鄰星從剛開始到結束至少要用八年時間。而銀河系長達幾萬光年，且銀河系只是本星系團的一小部分，連本星系團或許也是超星系團的一小部分，或許這些也是宇宙的一部分。那么我們探索的速度是否能只能止于光速呢，如果是真的，那么我們探索宇宙會變得非常漫長，漫長。。。。

不過在這之前我們必須搞清楚速度本身的意義，再回到開頭，汽車在我國民用高速公路的最高限速是一百二十千米每小時，但是這些汽車的速率真的沒有超過一百二十千米嗎？（不違章是前提）答案是，那要取決于你所在的位置。地球以大約每小時一萬千米的速率自轉，而且地球又以十萬零八千米每小時的速率繞著太陽公轉，而太陽又以一百多萬千米每小時繞著銀河系中心運轉，銀河系本身也不是靜止的，那么這個汽車的速度到底是一百二十千米每小時，還是一萬千米每小時，還是十萬八千千米每小時或更快，這取決于你所在的位置。看來速度本身是相對而言的。但是，你無論從任何角度觀察發現光速永遠是三乘十的八次方米每秒。比如說，有一列火車正在以二百千米每小時的速度運行，這時這輛車上有一個人，正沿車廂以四千米每小時的速度向前跑動，在火車外的人看來這個人的運動速度就是火車的速度和他跑動速度之和，也就是二百零四千米每小時。那么如果這列火車的速度已接近光速，達到光速的99.99%是否也會發生這樣的現象呢，那么，是否車上的人的速度就會超越光速，從而打破這個極限呢？其實事實并非如此，根據相對論效應，火車上的時間會變慢，在火車上的七天，可能在外界已經超過了100年。那么雖然他的速度加上列車的速度超過光速，但在外界觀察者看來內部是一個放慢的景象，以至于即使是外界觀察者觀察到的這個人仍無法超越光速，難道我們真的無法超越光速嗎？

別急！我們還有可能有其他辦法。

在量子力學中有一種現象就是量子糾纏，對于這個新概念，可以用現實中這樣一個例子進行類比理解，假設一個人在西安，而另一個人在北京，他們每人手中都拿著一個硬幣，那么，兩枚硬幣的狀態，是沒有關聯的，但如果是這兩枚硬幣處于糾纏狀態，即當一個硬幣是正面，而另一個硬幣一定是反面，而如果將硬幣換成粒子，那么這兩個粒子就處于糾纏狀態，這個現象就稱為量子糾纏。想使粒子成為糾纏狀態，其實沒什么復雜的，簡單來說，就是使一顆粒子發出的光子進入另一顆粒子，那么這兩顆粒子就可能處于糾纏狀態了，當其中一顆被操作（例如量子測量）而狀態發生變化，另一顆也會即刻發生相應的狀態變化。愛因斯坦將量子糾纏稱為“鬼魅似的遠距作用（神鬼級的遠距離相互操作作用）”，這樣通過一個粒子的狀態就可以看出與其糾纏的另一個粒子狀態，而且不受距離影響， 現代利用量子糾纏原理，一些先進的實驗室已經可以成功實現使上百顆粒子處于糾纏狀態，這對于二進制數字信息的傳遞無疑是一件好事，從這里看來人類好像已經能將信息超光速傳遞了。

那么，宏觀中的物質是否也能用這個方法進行超光速傳遞呢？如果真的那樣，那超光速運行就是可能的了，在得到這個結論之前，我們先做一件事情，這件事很簡單，就是把你家里的花盆摔成碎片，那么組成花盆的物質和組成花盆碎片的物質應該是一樣的，只是排列的方式不一樣的，而糾纏只是對于單個粒子，并非對于他們的排列方式，一個人有如此多的細胞，而每一個細胞就有成千億甚至上萬億個微觀粒子，那么想用量子糾纏這個方法來傳遞的可能性極小（除非你想變成一堆“熵”），至少在不遠的未來是這樣。

我們已經找到了信息超光速傳遞的方法，而關于宏觀物質，還有其他方法，在這之前，我們必須明白愛因斯坦的定理：“任何物質都不能超越光速”，但是我們發現，這只是對于物質，而并非對于空間，這點很多人十分糊涂，還是讓我們宇宙的空間并不是平坦的，而是存在著曲率（曲率為曲率半徑的倒數，曲率越大表示彎曲程度越大），如果把宇宙的整體想象為一張大膜，這張膜的表面是弧形的，整張膜甚至可能是一個封閉的肥皂泡。雖然膜的局部看似平面，但空間曲率還是無處不在。一艘處于太空中的飛船一旦有辦法將空間扭曲，將這個空間帶起來，形成一個空間泡泡，雖然飛船相對于地球在不斷的移動，但飛船本身相對那片空間并沒有移動，而帶動的那些空間就相當于”飛機”， 并沒有受到極限速度的限制，可以無限加速，或許有更高的極限，或許這個方法是目前找到超越光速最合適的方法之一

參考文獻：

[1] 《光速可被超越嗎》