【簡(jiǎn)介：】自我感覺對(duì)男女都不好聽，感覺有點(diǎn)中性化了，沒有那種耳目一新的感覺
大家相信有穿越時(shí)空這回事嗎?為什么啊?
超光速運(yùn)動(dòng)（快子）研究現(xiàn)狀 也有一些人憑著直覺、猜想或哲學(xué)的思辯對(duì)

自我感覺對(duì)男女都不好聽，感覺有點(diǎn)中性化了，沒有那種耳目一新的感覺

大家相信有穿越時(shí)空這回事嗎?為什么啊?

超光速運(yùn)動(dòng)（快子）研究現(xiàn)狀 也有一些人憑著直覺、猜想或哲學(xué)的思辯對(duì)超光速粒子（即快子）作出了種種推測(cè)。尤其現(xiàn)在出現(xiàn)了UFO（飛碟）研究熱，人們依據(jù)有關(guān)飛碟的目擊報(bào)告和其它有關(guān)報(bào)道、報(bào)告，斷定存在超光速飛行，并且也對(duì)超光速粒子作出了種種推測(cè)。所有這些推測(cè)都缺乏理論依據(jù)，沒有經(jīng)過嚴(yán)格的理論推導(dǎo)。因而這些推測(cè)、猜想所作出的結(jié)論是雜亂的，無法作一概括性的介紹。現(xiàn)僅對(duì)其中的一些羅列如下，本文只在所引原文后附一個(gè)評(píng)注，權(quán)作是與原文作者及讀者的一個(gè)討論： 1、阿西莫夫在《你知道么？—現(xiàn)代科學(xué)中的一百個(gè)問題》（科學(xué)普及出版社 1984年）中寫到的第51個(gè)問題： 既然沒有任何東西能超過光速，人們所假定的那種運(yùn)動(dòng)得比光快的快子又是什么玩藝兒呢？ 愛因斯坦的狹義相對(duì)論有一個(gè)要求：我們宇宙中所存在的一切物體，都無法以超過真空中的光速的相對(duì)速度運(yùn)動(dòng)。單是為了迫使物體達(dá)到光速，就得花費(fèi)無限多的能量，而把它推動(dòng)到超過光速，就需要花費(fèi)比無限多還要多的能量，這簡(jiǎn)直是無法思議的了。 不過，讓我們暫時(shí)假定有一個(gè)物體正在以超過光速的速度運(yùn)動(dòng)。 光的速度是每秒約300，000公里，那么，要是有某個(gè)質(zhì)量為1公斤、長(zhǎng)度為1厘米的物體以每秒約424，000公里的速度運(yùn)動(dòng)，會(huì)發(fā)生什么情況呢？如果我們應(yīng)用愛因斯坦的方程，它就會(huì)告訴我們說，這時(shí)物體質(zhì)量將等于（負(fù)的負(fù)1的平方根）公斤，它的長(zhǎng)度將變成（負(fù)1的平方根）厘米。 換句話說，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)得比光還快的物體，都會(huì)具有必須用數(shù)學(xué)上所謂“虛數(shù)”來表示的質(zhì)量和長(zhǎng)度。我們沒有任何辦法把用虛數(shù)表示的質(zhì)量和長(zhǎng)度具體化，所以，大家就很容易認(rèn)為，這樣的東西既然是無法想象的，它們就不會(huì)存在了。 但是，1967年，美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的杰拉爾德·范伯格卻認(rèn)為很有希望把那樣的質(zhì)量和長(zhǎng)度具體化（范伯格并不是最先提出快子的人，這種粒子是比拉紐克和蘇達(dá)珊最先假定的，但是，范伯格推廣了這種概念）。也許，由“虛數(shù)”表示的質(zhì)量和長(zhǎng)度只不過是一種描述具有（讓我們說是）負(fù)重力的物體的辦法—這種物體同我們這個(gè)宇宙中的物質(zhì)并不是靠萬有引力互相吸引，而是互相排斥。 范伯格把這種比光還要快的、具有虛質(zhì)量和虛長(zhǎng)度的粒子稱為“快子”。要是我們假定這種快子能夠存在，那么，它是不是能夠按另一種方式來遵循愛因斯坦方程的要求呢？ 顯然，快子是會(huì)這樣的。我們可以描繪出比光跑得還要快，但卻遵循相對(duì)論要求的快子所構(gòu)成的整個(gè)宇宙。不過，為了使快子能夠做到這一點(diǎn)，在涉及能量和速度的時(shí)候，情況就會(huì)同我們通常所習(xí)慣的情況相反。 在我們這個(gè)“慢宇宙”中，不運(yùn)動(dòng)的物體的能量等于零，但是，當(dāng)它獲得能量時(shí)，它就運(yùn)動(dòng)得越來越快，如果它得到的能量無限大，它就會(huì)被加速而達(dá)到光的速度。在“快宇宙”中，能量等于零的快子以無限大的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，它所得到的能量越大，它的運(yùn)動(dòng)就越慢，到能量為無限大時(shí)，它的速度就降低到光速。 在我們這個(gè)慢宇宙中，一個(gè)物體在任何條件下都不能運(yùn)動(dòng)得比光快。而在快宇宙中，一個(gè)快子在任何條件下都不能運(yùn)動(dòng)得比光慢。光速是這兩個(gè)宇宙之間的界線，它是不能超越的。 但是，快子是不是真的存在呢？我們可以斷言說，有可能存在著一個(gè)并不違反愛因斯坦理論的快宇宙，不過，有可能存在并不一定就等于存在。 探測(cè)快宇宙的一種可能的途徑，就是要考慮到如果有一個(gè)快子超光速通過真空而運(yùn)動(dòng)，那么，在它飛過時(shí)就必定會(huì)留下一道有可能探測(cè)到的光尾跡。當(dāng)然，大多數(shù)快子都飛得非?？臁裙膺€要快幾百萬倍（正像大多數(shù)普通物體都運(yùn)動(dòng)得非常慢，只達(dá)到光速的幾百萬分之一那樣）。 一般的快子和它們的閃光在我們能夠發(fā)現(xiàn)它們之前，早就一瞬即逝了。只有那種非常罕有的高能快子，才會(huì)以慢到接近光速的速度從我們眼前飛過。既使在這種場(chǎng)合下，它們飛過一公里也只需要三十萬分之一秒左右的時(shí)間，所以，要發(fā)現(xiàn)它們也是一樁極傷腦筋的任務(wù)！ 評(píng)注：從虛數(shù)的長(zhǎng)度和質(zhì)量出發(fā)，認(rèn)識(shí)到快子的相互排斥！但他們認(rèn)為在快子飛過時(shí)會(huì)留下一道有可能探測(cè)到的光尾跡，不會(huì)吧？如果是這樣，快子豈不早被探測(cè)到了？他們還認(rèn)為快子的速度為無窮大時(shí)質(zhì)量為零？ 2、美國(guó)的馬丁·哈威特在《天體物理學(xué)概念》（科學(xué)出版社 1981年第1版 第213、214頁）一書中這樣寫到： 當(dāng)愛因斯坦首次發(fā)現(xiàn)狹義相對(duì)論概念時(shí)，他明確指出物體運(yùn)動(dòng)速度不可能大于光速，他認(rèn)為靜質(zhì)量和能量的關(guān)系式 已經(jīng)說明，為了把物體加速到光速就需要無窮大的能量。因此如果粒子靜質(zhì)量不是零，粒子就不可能達(dá)到光速，當(dāng)然更談不上超過光速。 近年來，許多研究工作者卻又提出了這個(gè)問題，他們認(rèn)為連續(xù)的加速確實(shí)是無法達(dá)到光速的，但單憑這一點(diǎn)還不能排除超光速物質(zhì)的存在，這是通過其它手段產(chǎn)生出來的，他們把以大于光速c的速度運(yùn)動(dòng)的粒子稱為快子，并研究了這類實(shí)體可能具有的性質(zhì)。 主張應(yīng)該對(duì)超光速粒子存在的可能性進(jìn)行研究的基本論點(diǎn)是：對(duì)于速度大于光速和小于光速的兩種情況，洛侖茲變換在形式上是相似的，此外變換本身并未排除快子存在的可能性。 當(dāng)然變換的相似性并不意味著粒子和超光速粒子的表現(xiàn)性質(zhì)完全一樣。如果我們看一下靜質(zhì)量和能量的關(guān)系式，我們就發(fā)現(xiàn)當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)速度v > c 時(shí)分母中的量就是虛數(shù)。因此如果超光速粒子的質(zhì)量（此處指靜止質(zhì)量m0）是實(shí)數(shù)，那么其能量就應(yīng)當(dāng)是虛數(shù)。實(shí)際上，人們把超光速粒子的（靜止）質(zhì)量取為虛數(shù)，其主要的依據(jù)就是觀測(cè)上不能排除這樣的選擇。也許這是一種消極的途徑，但如果我們不作這種假設(shè)，我們就更難取得進(jìn)展，即更沒有辦法對(duì)實(shí)驗(yàn)可能取得的結(jié)果作出某些預(yù)言。 把質(zhì)量選為虛數(shù)后就能使能量E變?yōu)閷?shí)數(shù)，同時(shí)如式 所示，動(dòng)量也是實(shí)數(shù)。 現(xiàn)在把動(dòng)量—能量關(guān)系式 和質(zhì)量—能量關(guān)系式結(jié)合起來，我們得到 當(dāng)v變大時(shí)，看來E就會(huì)變小，在速度趨于無窮大的極限情況下能量變?yōu)榱?。但此時(shí)動(dòng)量仍為有限值，并不斷地朝| m0c|這個(gè)值逼近。 至此，我們不過是在把質(zhì)量取為虛數(shù)這一點(diǎn)上脫離了正統(tǒng)觀念。 人們已經(jīng)為探索快子進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)，但是至今還沒有探測(cè)到，不過，或許將來有一天會(huì)發(fā)現(xiàn)它們。 看來，超光速粒子不容易與通常的物質(zhì)發(fā)生相互作用，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。如果不是這樣，我們現(xiàn)在就可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它們了。 評(píng)注：本文作者認(rèn)為人們把快子的靜止質(zhì)量m0取為虛數(shù)是消極的，看來是出于無奈！不過把快子的靜止質(zhì)量取為虛數(shù)后，快子的動(dòng)質(zhì)量 m 和能量、動(dòng)量便都為實(shí)數(shù)了，因而快子便和通常的物質(zhì)具有相同的行為，所以便可以得出快子是可以探測(cè)到的結(jié)論。據(jù)此理論無法理解為什么探測(cè)不到快子，只能空嘆息“超光速粒子不容易與通常的物質(zhì)發(fā)生相互作用—這是它的一個(gè)缺點(diǎn)?！睂?shí)際上這正是快子的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)人們真正了解到快子以后就會(huì)發(fā)現(xiàn)，它為我們提供了一個(gè)更豐富、更生動(dòng)的世界，并讓我們理解我們?cè)瓉硭荒芾斫獾纳衩噩F(xiàn)象，使人能夠更好地發(fā)揮自身所具有的潛能。 3、徐克明 甄長(zhǎng)蔭主編的《一萬個(gè)世界之謎·物理分冊(cè)》把“光速是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的極限嗎？”作為一個(gè)謎： 相對(duì)論明確指出，任何物體（粒子）的速度總是小于c，最多等于c 。這個(gè)理論上的結(jié)果已被大量實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。然而，在某些問題中，也會(huì)出現(xiàn)超光速的情況。這一看來矛盾的情況，只要我們將速度概念再進(jìn)一步分析一下，就可以將它們統(tǒng)一起來。 這是因?yàn)?，狹義相對(duì)論只對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度，或者說信號(hào)傳播速度和作用傳遞的速度給出了極限，它并沒有限制任何速度都不能超光速，因此，并不能排除自然界本來就存在超光速粒子的可能性。我們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、光子和快子三類。近年來，有人按靜止質(zhì)量的大小把它們分成三個(gè)類別：慢子m02 >0 ， 光子m02 =0 ，而快子m02 <0 。目前關(guān)于超光速的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)是非常令人關(guān)注的，其主要領(lǐng)域多集中在天文現(xiàn)象方面，但目前尚無具體結(jié)果。那么，自然界究竟是否存在超光速粒子呢？這還是個(gè)謎。 評(píng)注：同上文觀點(diǎn)相似，是一種頗具代表性的的觀點(diǎn)。 4、南京航空航天大學(xué)的田道鈞在《飛碟動(dòng)力系統(tǒng)的研究概況與展望》中，對(duì)飛碟可能的動(dòng)力原理進(jìn)行了列舉，其中的一個(gè)為： 虛質(zhì)量原理 根據(jù)愛因斯坦的狹義相對(duì)論知，設(shè)物體的靜止質(zhì)量為m0 ，則其運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m與速度ν的關(guān)系為 當(dāng)在亞光速0＜v＜c時(shí)，有m0<+∞，即運(yùn)動(dòng)質(zhì)量m總是大于靜止質(zhì)量m0，并隨著v的增大而接近于光速c時(shí)，引起質(zhì)量m的無限增大，這表明任何有質(zhì)量的物體其運(yùn)動(dòng)速度v以光速為上限，永遠(yuǎn)不可能達(dá)到光速，更不可能超過光速!現(xiàn)在要想實(shí)現(xiàn)星際飛行試問：宇宙間有沒有超光速運(yùn)動(dòng)的物體？其次，怎樣使飛碟實(shí)現(xiàn)超光速運(yùn)動(dòng)？為此先看，在實(shí)際觀察中，1973年澳洲科學(xué)家通過連續(xù)觀測(cè)和研究，發(fā)現(xiàn)的確有超光速運(yùn)動(dòng)的粒子存在，叫做“快子”，其速度以光速c為下限（這豈不與上述結(jié)論矛盾？不！因?yàn)樯鲜鼋Y(jié)論是指“有質(zhì)量”的物體，而在宇宙中確實(shí)有些物體在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)沒有質(zhì)量，比如構(gòu)成所有電磁輻射的基本單位的光子，引力的基本單位引力子等），其次，從理論上為了把上述公式推廣到超光速v >c的范圍（但又不與亞光速v c時(shí)，m為虛數(shù)（即把物體的質(zhì)量由原來的實(shí)數(shù)范圍相應(yīng)地推廣到了復(fù)數(shù)范圍），叫做虛質(zhì)量，這就是快子?？熳拥奶匦詾椋?dāng)其速度越慢，則其能量越大，如給快子一個(gè)推力使其能量加大，其速度反而會(huì)減小，如所給推力無限增大，其速度將趨近于光速而以光速為下限，反之當(dāng)其能量越小，其速度反而越快，即在快子的運(yùn)動(dòng)方向給一個(gè)阻力，如通過阻滯介質(zhì)以削弱其能量，其速度反而會(huì)增大，直到其能量完全消失，其速度將接近于無窮大！據(jù)此可見，如能設(shè)計(jì)出一種轉(zhuǎn)換裝置，把飛碟及其負(fù)載的每一個(gè)亞原子粒子全都轉(zhuǎn)變成快子，即可在一瞬間飛出去而不需任何加速，其速度比光速快很多倍，并可通過調(diào)節(jié)其能量來控制速度大小,用不了幾天就可飛到另一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系，在那里不需任何減速，再通過轉(zhuǎn)換裝置把快子轉(zhuǎn)換成亞原子粒子，最后再還原成原來的飛碟及其負(fù)載，上述情況聽起來簡(jiǎn)直是不可思議！但據(jù)《新民晚報(bào)》1998年1月17日?qǐng)?bào)導(dǎo)，奧地利因斯布魯克實(shí)驗(yàn)物理學(xué)院的科技人員，通過一個(gè)光學(xué)儀器控制盤把處于量子狀態(tài)的光子不借助于任何媒體傳輸?shù)搅硪粋€(gè)光子，初步完成了“遠(yuǎn)距離傳物”（即把物質(zhì)轉(zhuǎn)變成光子迅速傳送到遙遠(yuǎn)的目的地，然后再重新轉(zhuǎn)變成原來的物質(zhì)）的實(shí)驗(yàn)，值得重視。 評(píng)注：將v>c直接應(yīng)用于愛因斯坦的質(zhì)量速度關(guān)系式，得到的質(zhì)量不僅是虛數(shù)，而且還是負(fù)數(shù)，田先生對(duì)此未作任何解釋，不可取。至于1973年澳洲科學(xué)家通過連續(xù)觀測(cè)和研究，發(fā)現(xiàn)的確有超光速運(yùn)動(dòng)的粒子存在，并未得到人們的承認(rèn)，估計(jì)是下文所介紹的假超光速現(xiàn)象的一種。 5、一篇較全面介紹有關(guān)超光速問題的文章： 相對(duì)論與超光速 本文編譯自（Relativity FAQ .Philip Gibbsneo6編譯) 人們所感興趣的超光速，一般是指超光速傳遞能量或者信息。根據(jù)狹義相對(duì)論，這種意義下的超光速旅行和超光速通訊一般是不可能的。目前關(guān)于超光速的爭(zhēng)論，大多數(shù)情況是某些東西的速度的確可以超過光速，但是不能用它們傳遞能量或者信息。但現(xiàn)有的理論并未完全排除真正意義上的超光速的可能性。 首先討論第一種情況：并非真正意義上的超光速。 (1) 切倫科夫效應(yīng) 媒質(zhì)中的光速比真空中的光速小。粒子在媒質(zhì)中的傳播速度可能超過媒質(zhì)中的光速。在這種情況下會(huì)發(fā)生輻射，稱為切侖科夫效應(yīng)。這不是真正意義上的 超光速，真正意義上的超光速是指超過真空中的光速。 (2) 第三觀察者 如果A相對(duì)于C以0.6c的速度向東運(yùn)動(dòng)，B相對(duì)于C以0.6c的速度向西運(yùn)動(dòng)。對(duì)于C來說，A和B之間的距離以1.2c的速度增大。這種“速度”—兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體之間相對(duì)于第三觀察者的速度—可以超過光速。但是兩個(gè)物體相對(duì)于彼此的運(yùn)動(dòng)速度并沒有超過光速。在這個(gè)例子中，在A的坐標(biāo)系中B的速度是0.88c。在B的坐標(biāo)系中A的速度也是0.88c。 (3) 影子和光斑 在燈下晃動(dòng)你的手，你會(huì)發(fā)現(xiàn)影子的速度比手的速度要快。影子與手晃動(dòng)的速度之比等于它們到燈的距離之比。如果你朝月球晃動(dòng)手電筒，你很容易就能讓 落在月球上的光斑的移動(dòng)速度超過光速。遺憾的是，不能以這種方式超光速地傳遞信息。 (4) 剛體 敲一根棍子的一頭，振動(dòng)會(huì)不會(huì)立刻傳到另一頭？這豈不是提供了一種超光速通訊方式？很遺憾，理想的剛體是不存在的，振動(dòng)在棍子中的傳播是以聲速進(jìn)行的，而聲速歸根結(jié)底是電磁作用的結(jié)果，因此不可能超過光速。(一個(gè)有趣的問題是，豎直地拎著一根棍子的上端，突然松手，是棍子的上端先開始下落還是棍子的下端先開始下落？答案是上端。) (5) 相速度 光在媒質(zhì)中的相速度在某些頻段可以超過真空中的光速。相速度是指連續(xù)的 (假定信號(hào)已傳播了足夠長(zhǎng)的時(shí)間，達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài))的正弦波在媒質(zhì)中傳播一段距離后的相位滯后所對(duì)應(yīng)的“傳播速度”。很顯然，單純的正弦波是無法傳遞信息的。要傳遞信息，需要把變化較慢的波包調(diào)制在正弦波上，這種波包的傳播速度叫做群速度，群速度是小于光速的。(譯者注：索末菲和布里淵關(guān)于脈沖在媒 質(zhì)中的傳播的研究證明了有起始時(shí)間的信號(hào)[在某時(shí)刻之前為零的信號(hào)]在媒質(zhì)中的傳播速度不可能超過光速。) (6) 超光速星系 朝我們運(yùn)動(dòng)的星系的視速度有可能超過光速。這是一種假象，因?yàn)闆]有修正從星系到我們的時(shí)間的減少(？)。 (7) 相對(duì)論火箭 地球上的人看到火箭以0.8c的速度遠(yuǎn)離，火箭上的時(shí)鐘相對(duì)于地球上的人變慢，是地球時(shí)鐘的0.6倍。如果用火箭移動(dòng)的距離除以火箭上的時(shí)間，將得到一 個(gè)“速度”是4/3 c。因此，火箭上的人是以“相當(dāng)于”超光速的速度運(yùn)動(dòng)。對(duì)于火箭上的人來說，時(shí)間沒有變慢，但是星系之間的距離縮小到原來的0.6倍，因此他們也感到是以相當(dāng)于4/3 c的速度運(yùn)動(dòng)。這里問題在于這種用一個(gè)坐標(biāo)系的距離除以另一個(gè)坐標(biāo)系中的時(shí)間所得到的數(shù)不是真正的速度。 (8) 萬有引力傳播的速度 有人認(rèn)為萬有引力的傳播速度超過光速。實(shí)際上萬有引力以光速傳播。 (9) EPR悖論 1935年Einstein,Podolski和Rosen發(fā)表了一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)試圖表明量子力學(xué)的不完全性。他們認(rèn)為在測(cè)量?jī)蓚€(gè)分離的處于entangled state的粒子時(shí)有明顯的超距作用。Ebhard證明了不可能利用這種效應(yīng)傳遞任何信息，因此超光速通信不存在。但是關(guān)于EPR悖論仍有爭(zhēng)議。 (10) 虛粒子 在量子場(chǎng)論中力是通過虛粒子來傳遞的。由于海森伯不確定性這些虛粒子可以以超光速傳播，但是虛粒子只是數(shù)學(xué)符號(hào)，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勢(shì)壘的效應(yīng)，在經(jīng)典物理中這種情況不可能發(fā)生。計(jì)算一下粒子穿過隧道的時(shí)間，會(huì)發(fā)現(xiàn)粒子的速度超過光速。一群物理學(xué)家做了利用量子隧道效應(yīng)進(jìn)行超光速通信的實(shí)驗(yàn)：他們聲稱以4.7c的速度穿過11.4 cm 寬的勢(shì)壘傳輸了莫扎特的第40交響曲。當(dāng)然，這引起了很大的爭(zhēng)議。大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為，由于海森伯不確定性，不可能利用這種量子效應(yīng)超光速地傳遞信息。如果這種效應(yīng)是真的，就有可能在一個(gè)高速運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系中利用類似裝置把信息傳遞到過去。 Terence Tao認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)不具備說服力。信號(hào)以光速通過11.4cm的距離用不了0.4納秒，但是通過簡(jiǎn)單的外插就可以預(yù)測(cè)長(zhǎng)達(dá)1000納秒的聲信號(hào)。因此需要在更遠(yuǎn)距離上或者對(duì)高頻隨機(jī)信號(hào)作超光速通信的實(shí)驗(yàn)。 (12) 卡西米(Casimir)效應(yīng) 當(dāng)兩塊不帶電荷的導(dǎo)體板距離非常接近時(shí)，它們之間會(huì)有非常微弱但仍可測(cè)量的力，這就是卡西米效應(yīng)?？ㄎ髅仔?yīng)是由真空能(vacuum energy)引起的。 Scharnhorst的計(jì)算表明，在兩塊金屬板之間橫向運(yùn)動(dòng)的光子的速度必須略大于光速。但進(jìn)一步的理論研究表明不可能利用這種效應(yīng)進(jìn)行超光速通信。 (13) 宇宙膨脹 哈勃定理說：距離為D的星系以HD的速度分離。H是與星系無關(guān)的常數(shù)，稱為哈勃常數(shù)。距離足夠遠(yuǎn)的星系可能以超過光速的速度彼此分離，但這是相對(duì)于第三觀察者的分離速度。 (14) 月亮以超光速的速度繞著我旋轉(zhuǎn)！ 當(dāng)月亮在地平線上的時(shí)候，假定我們以每秒半周的速度轉(zhuǎn)圈兒，因?yàn)樵铝岭x 我們385，000公里，月亮相對(duì)于我們的旋轉(zhuǎn)速度是每秒121萬公里，大約是光速的四倍多！這聽起來相當(dāng)荒謬，因?yàn)閷?shí)際上是我們自己在旋轉(zhuǎn)，卻說是月亮繞著我們轉(zhuǎn)。但是根據(jù)廣義相對(duì)論，包括旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系在內(nèi)的任何坐標(biāo)系都是可用的，這難道不是月亮以超光速在運(yùn)動(dòng)嗎？ 問題在于，在廣義相對(duì)論中，不同地點(diǎn)的速度是不可以直接比較的。月亮的速度只能與其局部慣性系中的其它物體相比較。實(shí)際上，速度的概念在廣義相對(duì)論中沒多大用處，定義什么是“超光速”在廣義相對(duì)論中很困難。在廣義相對(duì)論中，甚至“光速不變”都需要解釋。愛因斯坦自己在《相對(duì)論：狹義與廣義理論》 第76頁說“光速不變”并不是始終正確的。當(dāng)時(shí)間和距離沒有絕對(duì)的定義的時(shí)候， 如何確定速度并不是那么清楚的。 盡管如此，現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為廣義相對(duì)論中光速仍然是不變的。當(dāng)距離和時(shí)間單位通過光速聯(lián)系起來的時(shí)候，光速不變作為一條不言自明的公理而得到定義。 在前面所說的例子中，月亮的速度仍然小于光速，因?yàn)樵谌魏螘r(shí)刻，它都位于從它當(dāng)前位置發(fā)出的未來光錐之內(nèi)。 (15) 明確超光速的定義 四維時(shí)空中的一個(gè)點(diǎn)表示的是一個(gè)“事件”，即三個(gè)空間坐標(biāo)加上一個(gè)時(shí)間坐標(biāo)。任何兩個(gè)“事件”之間可以定義時(shí)空距離，它是兩個(gè)事件之間的空間距離的平方減去其時(shí)間間隔與光速的乘積的平方再開根號(hào)。狹義相對(duì)論證明了這種時(shí)空距離與坐標(biāo)系無關(guān)，因此是有物理意義的。 時(shí)空距離可分三類：類時(shí)距離：空間間隔小于時(shí)間間隔與光速的乘積；類光距離：空間間隔等于時(shí)間間隔與光速的乘積時(shí)的情況相矛盾），當(dāng)取v>