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首先说明，这里说的只是部分关于超光速“实验”的内容，
具体地说，就是近年来普林斯顿和NEC进行的隧道贯穿（ 电子穿越势垒）以及反常色散（王立军）超光速的实验。 先说几个基础知识： 1.相对论是否禁止超光速物体的存在 否。狭义相对论本身对于是否超光速是对称的，但是由 于因果律要求，狭义相对论否认任何信号可以超光速 传播。这里的信号概念需要从广义上理解，即如果你在 A处按下电钮（或者任何其他事件），那么在相距L处的 B点要引发结果，最快也需要在L/C之后。因此，相对论 允许有超光速粒子存在，但是如果要求在同一地点 发生的原因早于结果的话，则不能允许任何超光速粒子 和亚光速粒子相互作用。另外，如果否认因果律， 则可以有超光速信号传递。 2.所有速度测量必须在惯性参照系中进行。 3.波速度分为群速度和相速度，群速度是波形的传播速度， 通常情况下，这个速度是波峰的传播速度。相速度是等相位 面得传播速度，相速度没有直接的物理意义。 现在可以讨论普林斯顿的试验了，最早的实验（如前 面某位朋友引用的实验）基于势垒贯穿，即发射一组 光子，将它们平分为两份，分别穿过贯穿器和真空， 穿过贯穿器的光子将会比真空中的光提前到达，所以 认为超过了光速。 听起来当然很玄，仿佛相对论被打破了，但是里面有 一个一般人不知道的问题，就是光照射到贯穿器上的 时候，99.9%的光子都会被反射，只有1%的光子能够 穿过，而且这1%的光子平均来说属于入射光子中比较 靠前的部分。严格的分析是用量子力学做出的，分析 中可以看到贯穿器实际的效果是从波型中截取了靠 前的一段，结果导致实际只有前端的一点波形穿过 了贯穿器，这就象是一列火车，车头当然比车身先到站 一样。但是无论如何，没有任何光子能比实际上的真空 最先到达的光子跑得更快。关于这个的详细说明可以 参考《科学》中译本。 王立军的实验基于反常色散效应，他让光通过真空和 铯原子气体，结果铯原子气体中的光波形比真空中 前移了一段，据此认为，铯原子气体中的光速超过了 真空中光速（需要指出的是，与一般的报道有区别的是， 王立军的实验中的群速度是-1/310 C而不是小报上说的 310C,这个详细的说明可以自己去看原始论文）。对 于这个实验，最有说服力的解释是张元仲做出的，其 概念如下：由于铯原子气体的反常色散特性，当脉冲 通过的时候，脉冲的前沿被放大，后沿被缩小，而王 立军又没有观测脉冲的前沿起点，只是截取了一段，结 果仿佛脉冲前移了。 目前普遍认为前沿速度（或者按照王立军说的叫做波头 速度）才是信号速度，而这个速度至今尚无人能令其 超过光速。 |