基本概况

光速，就我们所知而言，是一道不可逾越的障碍。

如果你和我一样是个科幻迷，这将是一个坏消息。几乎可以肯定，在除地球之外的太阳系中不存在有智慧的生命。然而恒星间的距离太远了！我们即使以光速运行，到达最近的恒星也要花上4年时间。所以没有比光快的交通手段，将很可能无法在银河系中游荡并与异型文明相遇，为争夺银河系的帝位而战，等等。

另一方面，由于长度收缩，或许情况并非那样令人绝望。假设你登上一条飞船，以接近光速飞往10光年以外的一颗恒星。从地球的参照系看来，这个旅行将持续10年。然而对于这次旅行中的乘客而言，长度缩短了。因此这个旅行只用了不到10年的时间。并且飞船飞行得越接近光速，（相对于地球和恒星的）长度收缩得也越多（你也可以从时间膨胀的角度考虑这个问题）。

为建造一艘可以像这样无限加速的飞船，现在看来有无穷的技术困难。这些困难可能会被证实是不可克服的，那么我们就只能在幻想的空间遨游；但如果它们是可以克服的，并且如果我们人类可以活得足够长以克服它们，那么我刚才所描述的正是依据狭义相对论的理论上（可行的）远程宇宙旅行。

当然，许多科幻小说仍然加入了超光速飞行。但它们也常常不得不在其中引入一些奇怪的概念，如：“时空扭曲”、“超时空”。最终的情况是：就我们今天所知的时、空而言，超光速飞行是不可能的。但如果你喜欢，你总可以寄希望于某种时空的“窗口”或一个全新的，允许物体超光速运动的物理分枝被发现。超光速是一种相对概念。一般定义的光速是1C也就是真空中的光速。但如果介质的密度越大，光速就会越慢。假定一种物质的密度使光速降到0.5C，那么中微子就可以很简单的超光速了

存在问题

慢子-内部结构模型图

　　如果引入快宇宙和慢宇宙的概念，超光速完全不成问题

光子-内部结构模型图

　　近年来，有人将自然界的粒子分成慢子、光子和快子三类，按静止质量（m0）的大小，慢子 m0>0，光子m0=0，而快子m0<0，快子就是比光运动得还快的粒子。

可能的超光速粒子:快子-内部结构模型图

　　最先假定快子存在的是美国科学家比拉纽克和苏达珊，直到1967年，美国哥伦比亚大学的杰拉尔德·范伯格才确定了快子在科学中的地位。他认为快子应该存在，只不过它具有负重力的性质，也就是它同我们这个宇宙中的物质不一样，并不是靠万有引力相互吸引，恰恰相反，而是相互排斥的。如果把我们的宇宙称作“慢宇宙”的话，那么，由快子构成的宇宙，则是“快宇宙”，光速是“慢宇宙”，与“快宇宙”的分界线。在“快宇宙”中，会出现许许多多在“慢宇宙”中看来荒唐滑稽的事情，譬如，在“慢宇宙”中，不动的东西能量为零，一旦它获得能量，便会运动得越来越快，能量无限大时，它就以光速运动。但在“快宇宙”中，情况恰恰相反，如果快子的能量为零，它就以无限大速度运动，它得到的能量越大，跑得就越慢，当它得到能量为无限大时，快子的速度就降低到光速。在快宇宙里，光速是快子最小的运动速度；而在“慢宇宙”里，光速则是物体运动的极限。

如果我们的飞行器能够在快宇宙中飞行，那么，光速就是我们的最小速度，不再成为不可逾越的障碍，我们的速度可以达到百倍，万被光速，那样，我们就能到达宇宙的任何一个角落，可以着手建立一个大宇宙帝国了。

基本原理

在读AD历险记中，你可能注意到AD的速度几乎是，但并不等于光速。这似乎有很充分的理由：远低于光速的速度相对论效应不显著。然而实际情况是超光速在物理学中是不可能的。

我会告诉你这是为什么。假想AD奋力想将他的飞船加速到光速。好，我们已经知道物质的能量与γ参数成比例，这在相对论计算中太普遍了。但你现在也会知道当物体的运动速度等于光速时，γ参数将变为无穷大。因此，为了让AD的飞船加速到光速，他将需要无穷大的能量。这显然是不可能的。因此尽管对于一个物体可以以多么接近光速的速度运动并无限制，但任何有质量的物体都不可能达到光速。实际上，没有质量的物质必须以光速运动，在此我不想讨论其原因。唯一的一种没有质量的物质是光（被称作“光子”），或许还有中微子（不久前已经证实，中微子有质量。译者）我们假设有一个世界的任何粒子的质量为负值，那么光速是这个世界的最慢速度。任何粒子在没有外力的情况下都保持恒定的超光速速度，但若要使粒子停下来的就等于这个世界要使物体超光速的能量。

还有其他物体不能朝光速运动的原因。其中之一与“因果性”有关。假设我投出一个垒球并打碎了一扇窗户，那么“我投出球”就是“窗户被击碎”的原因。如果超光速是可能的，那么一定会有某种参照系，其中“窗户被击碎”先于“我投出球”发生。这导致各种逻辑冲突（特别是当窗户已经碎了之后又有人截获了飞行中的球，阻止了窗户被击碎！）因此我们将物体能超光速运行这种可能性排除了。更进一步，因果性排除的不仅是朝光速运动，更排除了任何超光速通讯。

光速，就我们所知而言，是一道不可逾越的障碍。