主题：【质问】三问不爱吱声 -- 擎箭天使
家园 【原创】一答天使--关于实物粒子超光速 吓出我一身绿毛汗！我以为干过的什么坏事被你发现了呢。你的三个问题真是不好答呀，我就先据我所了解的回答一下吧。不是搞物理的，就以爱好者的身份吧，如有错误还请大家指出。
先答第一题：1。 实物粒子超光速是可能的吗？
狭义相对论的推论之一就是实物粒子不能超光速！这里所说的实物粒子就是现实中能被观察监测到的粒子。但仔细分析狭义相对论，可以看到理论上，是可以有超光速的粒子（非实物粒子）存在的。同时量子力学能得出一个结论是信息的传递是可以有超距作用的，但这种超距作用并不是实物粒子的超光速。下面我来分别说说这两点。
1。狭义相对论的公式给出
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，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。因此此公式预言了低于光速运行的粒子永远不可能达到或超过光速。不过要注意，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。
但是这并没有排除以其他方式使粒子超光速的可能性。人们会问：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？
于是物理学家理论上提出了快子（tachyon）的概念。快子具有超过光速的局部速度（瞬时速度）。它的质量是虚数（据此我认为此种粒子非实物粒子），但能量和动量是实数。为什么快子能超光速？实际上你会发现快子的速度永远超光速！这并不违反相对论！但又出来问题了，快子这种理论上的具有需质量的东西是否有实际意义呢？如果没有实际意义，那要他干什么呢？如果快子确实存在，我们能观测出来快子吗？
上面的问题就很难回答了，因为目前为止，人们并没有找到很好的观测方法，或者说人们设计的观测快子的试验有很多矛盾的地方没有解决。但这并不意味着，快子不存在。恰恰相反，越来越多的证据（根据其他的试验进行的合理猜测）显示，很可能宇宙中存在快子的。
我可以给你举个例子，现在天文学家和物理学家发现，我们的宇宙约73%是由暗能量23%由暗物质而只有4%是我们能观察到的物质组成的。暗能量人们没法直接观测到，但暗能量具有斥力的作用，这种斥力平衡着宇宙的万有引力使得宇宙加速膨胀（相比较哈勃的预测），这得提到爱因斯坦的宇宙常数（不过等有时间再细说这部分，很有意思）。
不管怎样，看起来我们的宇宙由统治地位的竟然是我们未知或者说我们最后才可能知道的东西！真有点让人沮丧！科学家称暗能量和暗物质是当今物理学的一朵乌云！（你看过爱伯大战，应该知道一个世纪前的乌云是什么，给人类带来了什么）是得，这朵乌云如果能解决，人类的哲学观可能又要受到冲击了！
对不起，兴致所至，不知道说什么了，再回到我们的快子。暗能量的一个特性是无法直接观测到，同时其起到斥力作用。下面纯粹是我个人的猜测：会不会那里面是快子在作用呢，于是我们用常规方法观测不到呢？
不过我相信人们最终应该能找到办法观测（证实或否定）快子的。我的依据是比如人类可以观测到影子的超光速，注意影子不是实物粒子，那么我们怎能认为一定不能观测到同样非实物粒子的快子的超光速现象呢？
说到这里，我的回答是：目前为止，人们并没有发现任何实物粒子有超光速现象，相对论很好。但是理论上可以存在超光速的粒子的，比如说快子，但是人们的试验或观测并没有提供快子存在的强有力的证据。但这也不代表我们可以轻易否因快子的存在！因此实物粒子无法超光速。但超光速的粒子可能存在。
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本帖一共被 2 帖 引用 (帖内工具实现)家园 【原创】二答天使--信息传递的超距作用 一答中我讲了快子的存在的可能性（不过也有科学家认为快子是理论的病态，实际上是不存在的，由于缺乏试验依据，我这里就不作判断了）。
我还提到了量子力学提出的信息传递的超距作用，下面我就这个问题再回答一下，还是针对天使的第一问。注意，这里想说的并不是实物粒子的超光速（前文已经下过结论），而是信息传递的超光速的可能性。
信息传递的方法就比较多了。比如说，你想给你的情人写封情书，你可以写信让邮递员送，你可以发email，比较起来当然email更快，如果你的情人经常check的话。但这种信息传递方式还是有点慢，无法超光速。要想超光速传递信息，只有去量子力学里找方法了。
简单说来，idea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。不过我们这里只讨论可能性，不考虑复杂度。
先看看从量子力学我们能得到什么结果：假设你有一个单一的稳定粒子炸裂成两个相等的碎片A与B，你手里面有A，你的情人手里面有B，此时你们不知道A和B都是什么状态，但你知道A和B像你们一样是不可分，于是当你的情人离开你的时候，不管他在哪里，你可以对A进行测量，这样你手里A的状态就被决定了，注意A的状态被决定的同时，你的情人就知道了B的状态!（注1）即便你用光来传递信息，光还是要花时间来从你的地方走到你情人的地方的，可使用这个方法，你情人并不需要时间间隔的，这不就是信息传递超光速了吗？！剩下你需要解决的就是怎样将你的信息加载到你对A的测量上了，不过说实话，这个基本上很难！越多的信息需要加载，技术要求越难！所以劝你如果想用此种超光速方法传递情书，你的情书还是少写几个字吧！
具体方法你可以参考澳洲的华裔学家（http://www.cchere.com/article/115;ID=74290我还给出了他的powerpoint连接，建议有兴趣的朋友一定去看看）所作的量子通信实验实际上正是这种“超距”现象的证明。
补充一点，上面的试验并未得到广泛的认可！但他的试验方法是有理论基础的，跟你传情书的方法本质是一样的，都是利用同一粒子分裂后所具有的超距作用，此作用被爱因斯坦称作幽灵的作用（注1）
所以说起来，信息的超光速传递还是有可能的，但这种传递并不是依赖于实物粒子（寄信用的邮递员或email用的光子或电子），而是利用量子力学的超距作用，所以这种超光速并不是实物粒子的超光速运动！
注1：详见爱波大战和我的另一个贴子：http://www.cchere.com/article/115;ID=116574），爱因斯坦和波尔因此论战了一番，最终爱因斯坦提出了EPR谬论，但目前的试验大多支持量子力学的对超距作用存在的预言，因此这一次很可能是爱因斯坦错了。
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本帖一共被 3 帖 引用 (帖内工具实现)家园 抱歉，以后有时间再回答二，三问。梦晓半生去了！
家园 希望能时空穿梭, 如Star Trek 里的命令 beam up. 看到天使提到卓娅, 忽然想到是这些前苏联的英雄伴我成长,难怪我对前苏联总有一种特殊的情结.
下月如果没意外我先去古巴. 未来几年去东欧, 从布拉格之恋开始.
家园 姐姐这么有空呀~~~ 羡慕s~~~，也不恐惧了
。可要长上西西河哦~~~