是否有一種速度能超越光速？

它像空氣一樣充斥在我們的生活當中，並且還在不斷地改變著人類世界，這個東西就是光。

在千年以前呢古人就已經開始了對於光的探索，世界上幾個文明最早的發源地都先後有過一系列的對於光行進光的視覺光的成像等等這些的最初的思索，比如說在我們中國的西周時期，在《周禮·秋官》：「有人掌以天燧，取火於日。」其中天燧又叫做羊燧，是用青銅製造的凹面鏡，可見我們的先人在古代呢就已經知道如何利用金屬聚焦太陽光得到明火，而古希臘學者對於光也有一些很出色的探討，像彼得格拉斯和德謨克利特等人就認為視覺是由物體射出的某種顆粒到達眼睛形成的，而博拉多學派還曾經講授過光的直線行進和反射的問題。

說到人類對於光學的研究，我們還是來說一說愛神愛因斯坦，在1905年的時候愛因斯坦發表了著名的狹義相對論，而根據相對論的基本出發點之一也就是光速恆定原理呢，愛因斯坦指出光速是物質的極限速度，世界上的任何物體的運動速度都不可能超過光速，而現在我們知道光的行進速度呢在真空中的傳播速度是30萬千米每秒，一秒鐘就能夠繞地球幾十萬世界上所有的物體都跑不過光嗎？事實上自古以來就不缺少敢於挑戰權威的人，人們提出過很多大膽的假設來挑戰光速，看它是否能夠一直衛冕。

我先來做個假設，小時候我們都做過這種數學題，比如兩軍交戰我放的士兵站在地面上，向遠方的敵軍射擊，子彈的飛行速度是四米每秒，如果此時我方的士兵站在一輛行駛的坦克上，坦克的行駛速度是六米每秒，那麼此時子彈飛行速度是多少呢？用速度相加的方法計算，就應該是4+6等於10米每秒，如果按照上面這種方式那超越光速簡直太簡單了，我可以乘坐一個火箭上天，火箭的飛行速度約為0.6倍的光速，這時我在火箭上打開手電筒，那麼手電筒發出的光不就是1.6倍的光速了嗎？其實這個是個非常可愛的想法，但其實就算你上天了呢，也沒有辦法超越光速，按照之前說的把兩者的速度單純簡單相加，確實是會出現速度超過光速的情況，但這個常識和光速的恆定原理是不能共存的，剛才我說過愛因斯坦的狹義相對論是建立在光速恆定的原理之上，簡單的說就是在真空中的光速與觀測者本人相對於光源的運動其實是無關的，也就是在所有的慣性系中測量了真空中的光速都是一個常數，加法當然是沒算錯，但是真空中的光速不能用這種公式簡單相加來計算，為了讓光速恆定的原理與速度的常識能夠並存，愛因斯坦提出了另外一種速度的計算公式，這個極其複雜那就先不說，感興趣的朋友可以上網查一查是如何去計算的，如果是在日常範圍內普通速度出現這種情況，用你的演算法和愛因斯坦提出的公式分別計算，結果幾乎就沒有差異，但是如果物體的速度接近光速的時候，這兩種演算法的差異就越來越明顯，就拿剛才的例子來說，你得出的速度是1.6倍的光速，但是用愛因斯坦的公式來計算的話，結果就還是等於光速。

既然無法通過給光加速的方式來獲得超光速，人們又想出了別的妖蛾子，還去妄圖超越光速，我們都知道在真空中的光速約為30萬千米每秒這個速度從地球向月球發射光信號需要1.3秒才能達到月球，如果藉助地球和月球之外的宇宙飛船，能否將時間縮短到1.3秒之內呢？首先我們假設在地球和月球之間可以鋪設一條長長的銀幕，然後能從漂浮在宇宙中的宇宙飛船上向銀幕發射光線，接下來在一秒之內快速的晃動宇宙飛船上的發光裝置，讓投射在銀幕上的光斑從地球向月球快速移動，這樣一來光斑能否以超光速移動呢？好像是那麼回事兒，但總覺得哪裡怪怪的，其實這個假設確實是一個障眼法，你快速晃動發光裝置在一秒鐘內使光斑以超光速從地球向月球移動，根本就不能與光速恆定原理作比較，因為這是一種表面上的超光速現象，不過那是發射器發出的光在最前端，因為時間差接二連三的陸續落到了屏幕上罷了，所以看上去我們好像看到超光速光斑在移動，那到底要如何判斷這是一種假象還是物體的速度超越光速呢？日本大阪教育大學有一位專門研究相對論的教授，叫做福江純，他就表示判斷物體是否在以光速運動，關鍵還在於是否能夠傳遞信息，摩斯密碼大家都知道，是通過電話和停頓來傳輸信息的一種信息代碼，如果從地球向月球發射光線的時候仿照摩絲密碼，利用光線的忽亮忽滅就可以向月球傳遞某種信息，反過來看光斑確實是以超越光速的速度在地球和月球之間的銀幕上移動，但是這個並不代表它能向地球和月球傳遞任何信息。

剛才的所有假設都被你否定了，還有最後一個假設，那就是我要把金箍棒的一頭抵在地球上，讓另外一頭無限的變長正好杵在月球上，如果我在地球這邊移動金箍棒的這一段，月球的那段肯定也會立刻移動，這樣不就比光的1.3秒快了嗎？恐怕你們又要失望了，這個做法也不行，當我們對棍子施加一個外力的時候，無論棍子多麼的堅硬，都會產生極為微小的變形，可能是彎曲，也可能是伸縮，這種變形是人類利用肉眼觀察不到，因為涉及到棍子的原子排列等問題，如果我們將棍子無限放大，就能夠看到組成棍子的原子，而原子與原子之間並不是零距離接觸的，而是由共價鍵和金屬件凝聚在一起，就好像拉手彈簧一樣，但我們推動棍子的時候，這個動作會在無數的原子之間通過彈簧依次的傳遞下去，由於相鄰的原子相互影響的速度不會超過光速，所以能推動棍子這個動作帶來的影響也只能以低於光速的速度來去傳遞。世界上有沒有完全不會變形的物體呢？答案是還真沒有。物理學上，我們把無論是受到多大外力都不會變形的理想物體稱之為鋼鐵，我們在高中物理的時候都學過，但是呢到目前為止都還不存在理想的鋼鐵，所以想要把某個動作再由原子構成的物體上，從一端傳遞到另一端就一定要花費一定的時間，至於花費的時間長短就與物質的材質有關，而傳遞速度越快呢花費的時間就越短，現在科學界認為傳遞的最大速度大約和聲波傳遞的速度非常接近，舉個例子，聲波在鐵中的傳輸速度約為5000米每秒，如果連接地球和月球的棍子是用鐵做的，那麼通過計算就可以得出你在地球這邊對棍子施加一個動作，至少要花費20多小時才能夠傳遞到月球上。

今天的我們給大家列舉了三個假設，都證明了光速確實是速度界真正的贏家，相信看完本篇文章您對光速又有了更深一步的了解，對於這個遠遠超過了日常生活經驗的物理現象，它似乎和人的常識相悖，因此就需要保持一個非常開放的態度去理解它，事實上人類長久以來都生活在一個低速的世界當中，所以即使宇宙飛船的速度跟光速相比也是微不足道，這樣一個遠離日常經驗的事物，具有它新的規律也就不奇怪了。

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