伽利略曾經(jīng)通過(guò)做實(shí)驗(yàn)提出一個(gè)結(jié)論“相對(duì)性原理”，指的是無(wú)論在任何參考系中，力學(xué)規(guī)律都保持不變。而愛(ài)因斯坦對(duì)這個(gè)結(jié)論做了更深層次的說(shuō)明，不僅僅是力學(xué)規(guī)律保持不變應(yīng)該是所有的物理學(xué)規(guī)律都保持不變。愛(ài)因斯坦按照自己的這個(gè)物理規(guī)律不變?cè)?，從而推出真空中光速恒定不變。大家可不要小看上邊這兩個(gè)推論，它們其實(shí)是狹義相對(duì)論的前提。

愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論對(duì)于光速有著非常準(zhǔn)確的定義，并非是我們簡(jiǎn)單理解的“宇宙中光速最快”，因?yàn)檫@個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的??！目前我們就知道好幾個(gè)科學(xué)上已經(jīng)承認(rèn)的超光速案例，這個(gè)等下后文再說(shuō)。

愛(ài)因斯坦對(duì)于光速的準(zhǔn)確描述如下：

1、一切有靜止質(zhì)量的物體所能達(dá)到的速度極限不能超光速；

2、宇宙中信息的傳遞速度不能超光速，但可以等于光速。

只要不違背上述的兩條限制，那么隨便你去超光速，不能說(shuō)一定可以，但是絕對(duì)不違反愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論。

最常被提及的就是宇宙膨脹超光速，這很好理解的，因?yàn)榘凑漳壳暗闹髁骺茖W(xué)觀點(diǎn)，宇宙誕生于138億年前的一個(gè)無(wú)限致密、體積無(wú)限小、質(zhì)量無(wú)限大的點(diǎn)（這里的無(wú)限并不嚴(yán)謹(jǐn)，算是一種夸張的程度），通過(guò)不斷地膨脹目前的可觀測(cè)宇宙直徑已經(jīng)達(dá)到了930億光年。到這里應(yīng)該就看出問(wèn)題了，按照你最初的理解“光速最大”，那么宇宙直徑無(wú)論如何都達(dá)不到930億光年。

但是事實(shí)就是如此，宇宙膨脹是超光速的，并且是距離我們?cè)竭h(yuǎn)的地方星系的退行速度就越快。但宇宙膨脹的是天體嗎？是星系嗎？其實(shí)宇宙膨脹的是空間，即使超光速因?yàn)闆](méi)有靜止質(zhì)量，也并不違反愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論。

第二個(gè)超光速的例子就是“量子糾纏”，這個(gè)概念還挺有意思的，兩個(gè)處于糾纏態(tài)的粒子，作用機(jī)制是瞬時(shí)超距的，當(dāng)然也就是超光速的。量子糾纏概念還是愛(ài)因斯坦曾經(jīng)和量子力學(xué)哥本哈根派論戰(zhàn)的時(shí)候提出來(lái)的，據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)波爾茶不思飯不想好久才給出了應(yīng)對(duì)的答案。這就是非常著名的ERP佯謬，當(dāng)然結(jié)果是波爾勝出了。

可以說(shuō)量子糾纏這種狀態(tài)雖然是瞬時(shí)的超光速的，但是它并不能實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，有的人可能很疑惑，你看潘建偉教授的量子通信的核心不就是量子糾纏嗎？你怎么還說(shuō)不能實(shí)現(xiàn)信息的傳遞哪？實(shí)際上量子通信技術(shù)被很多人所誤解，它的主要作用是對(duì)信息的加密，因此說(shuō)是一種加密技術(shù)，而信息的傳遞依然是通過(guò)常規(guī)的電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)。

最后就要說(shuō)一個(gè)很多人不太了解的現(xiàn)象，是量子力學(xué)領(lǐng)域研究的內(nèi)容，也就是“量子隧穿現(xiàn)象”，根據(jù)《自然》（Nature）上刊載的一篇研究論文，量子隧穿過(guò)程幾乎是不耗時(shí)瞬間完成的，這也就意味著量子隧穿是超光速的。

但是我們不能簡(jiǎn)單的把量子隧穿理解成經(jīng)典物理學(xué)的世界中，一個(gè)粒子從A到B的過(guò)程。在量子世界中它們的位置和動(dòng)量都是不確定的，只有概率。我們可以把量子隧穿簡(jiǎn)單的理解成量子從束縛態(tài)跨越量子勢(shì)壘到非束縛態(tài)，這個(gè)過(guò)程不需要花費(fèi)時(shí)間。但是單個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)依然還會(huì)受到愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的限制，因?yàn)樗鼈兪怯徐o止質(zhì)量的。

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