超光速的诱惑

UFO爱好者

阳阳、静静是好朋友，她们经常在一起讨论科学问题。
“宇宙中最低的温度是多少？”阳阳问。
“是－273.15℃。”静静回答道。
“宇宙中最快的速度是多少？”
“是光在真空中的传播速度，30万千米／秒。”
“对了，你真聪明，书中说这是宇宙的两个极限，人类可以无限地接近极限，但永远也不能达到和超越极限。”
“不是有人在探索超光速吗？超光速真的太吸引人了。你想，如果我们能坐上超光速飞船，那就可以亲眼看到历史上发生的事了。”
“这么说，只要继续向前，还能看到清朝的情景，看到唐朝，看到春秋战国，看到北京猿人呢！”阳阳兴奋了。可是转念一想，“光越往前传播越弱，恐怕看不到呢！”
“是越传越弱，但这只是个技术问题，只要弱光逐级放大就行了。所以，不管技术上暂时能不能做到，从原理上讲，是应该看到的。”
“这倒是。”
“不过，爱因斯坦说，在真空中的光速是速度的极限，不可能有超过光速的速度。超过水中的光速是可能的，但超过真空中的光速则不可能。”
“太郁闷了，不，我有办法：在20万千米／秒的高速飞船上，顺着运动方向再向前发射速度是30万千米／秒的光，你说这光的速度是多少？”
“不知道。这倒像顺水行舟的情况。”
“我就是这么想的。如果船在静水中的速度是5米／秒，水流速度是2米／秒，那么船顺水运动的速度是多少？”
“当然是（5＋2）米／秒啦！”
“依此类推，那飞船上发出的光，应该有（20＋30）万千米／秒的速度，这不就超过光速了吗？”
“好像有些道理。可为什么科学家都说不行呢？”
“当然是我们错了，可不知道错在哪里。”
他们去找赵老师。
赵老师说：“你们将平时我们周围低速运动的规律推广到高速世界中了，其实高速运动世界并不遵守这些规律。这里说的低速，是相对于光速来说的。发射人造卫星时，最高速度也不过8千米／秒；发射人造行星时，最高速度也不过12千米／秒，比起光速来，都只能算低速度。在低速世界里，一个物体同时参与两个运动时，两个运动速度可以相加。如顺水行舟的计算公式那样。但对如同光速的高速运动来说，就不能用这种简单的加法，它有另外的规律，另外的计算公式。按照它的公式计算，最高速度仍是真空中的光速。换句话说，不管在哪里观测，不管谁去观测，光在真空中的速度是不变的，都是30万千米／秒。”
“任何客观的规律，都有它的适用范围，不能不顾适用条件随意搬用。对于‘超光速是不可能的’这一结论，也应这样去对待。所以科学界一直没有放弃对超光速的探索。”
【知识链接】
自19世纪进入通信时代以来，人们就一直梦想着一种比光速更快的瞬时通信方式。这种方式使得信息的传递不再通过信息载体（如电磁波）的直接传输来完成，而是通过一种类似于心灵感应的神秘机制，从而使通信不再受空间距离的限制。今天，科学的发展已经为我们提供了这种神秘的机制，这就是量子非定域影响或量子超光速影响，而依此实现的通信方式被称为量子超光速通信。