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1 # 媽咪說MommyTalk
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2 # 董加耕
首先,在狹義相對論中,不允許超光速。但這句話還得進一步說明。實際上,狹義相對論中僅僅只是說,物質和能量的傳遞速度不能超光速。如果世界上還存在一種既不是物質,也不是能量的東西,則這個東西的運動或傳遞速度是可以超光速的。在狹義相對論中,物體的質量會隨著其運動速度的增加而增加,當物體的運動速度接近光速時,質量就會接近無窮大,使物體再加速所需的能量也就會增大到無窮大,因此,具有質量的物體,運動速度不會達到光速。另一方面,現在發現的,具有能量的場,如電磁場、引力場,包括光的傳遞速度也是光速。所以,狹義相對論僅僅只是說,物質和能量的傳遞速度不能超光速。假設有一種東西既不是物質,也不是能量,那麼,這種東西的運動或傳遞速度就完全可以超光速。狹義相對論中沒有任何一個公式或結論能阻止這種東西的運動速度超過光速。
你可能會說,既不是物質,也不是能量的東西根本就不存在,一個東西,既不是物質,也不是能量,還能是什麼呢?但我認為,在量子力學中,用波函式描述的東西,可能就是這種既不是物質,也不是能量的東西。當然,這完全不同於量子力學的正統解釋。但所謂的正統解釋只不過僅僅是哥根哈本學派的一家之言,徳布羅意,玻姆的解釋就完全不同。玻姆認為,波函式描述的是粒子,包括光子這種能量子的“量子勢”,徳布羅意稱其為粒子運動的“導航波”。顯然,量子勢或導航波既不是粒子本身,也不具有能量,而且,更重要的是,量子勢、導航波或波函式的運動速度是超光速的。當年,愛因斯坦不支援玻姆和德布羅意的理論,其理由就是其中有超光速存在,與狹義相對論相矛盾,但我認為,說既不是物質,也不是能量的量子勢或導航波的傳遞速度超光速與狹義相對論相矛盾,理由並不充分。
第二,超光速就會引起因果關係的顛倒嗎?我認為不一定。假設一個東西的運動速度超光速,如果我們把參照系建立在這個超光速運動的東西上,那麼,與我們原來所在的參照系相比,我們就會發現,這個參照系中的過程是反方向進行的。但請注意,這是將兩個參照系中的測量結果進行比較後才這麼說的。如果僅僅在唯一的一個參照系內部,不與其它參照系比較,則在這個參照系內部,我們就根本無法發現因果關係的顛倒,在該參照系內部,因果關係仍然是正常的因果關係。現在僅在我們所在的、唯一的一個參照系內部進行測量和討論,假設我們看到一個東西的運動速度超光速,假設這個東西是個生物,是個人,我們發現,這個人在超光速運動時,返老還童了,但這能說明因果關係顛倒、時間反向了嗎?在一些化學反應中,改變反應物的濃度,原來正向進行的反應會變成逆向進行,但我們並不認為是因果關係混亂了,時間反向流動了。因超光速導致生命過程反向,與因濃度改變而導致的化學反應逆向進行,有什麼本質上的區別?如果我們沒有認識到這個人反老還童是超光速所致,我們也許會猜測,這個人可能是喝了一種神奇的藥水。但我們仍然會說,返老還童發生在之前的正常生長之後。我們並不會因這個人喝了一種神奇的藥水,或超光速運動而返老還童,或反應物的濃度改變而使反應過程逆向進行,就認為時間反向流動了,因果關係顛倒了。我認為,在唯一的一個參照系內部,在我們所在的參照系內部,即使存在超光速,我們所在系中的因果關係也不會混亂,時間也不會倒流。
廣義相對論就不說了,再說,就會被罵為民科了。
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在狹義相對論中,光速不變原理是基本定理,即在不同參考系內測量的光速都是一個恆定值。廣義相對論又是狹義相對論的推廣,所以狹義相對論是廣義相對論的前提基礎。所以對於題主的問題本身並不成立。或者說,及時假設存在超光速,廣義相對論也不能解決。
但光速恆定已經是不爭的事實,所以不會存在因果悖論。