超光子：一种假设的亚原子粒子，其速度总是超过光速。可参考快子。 法国天文学家弗拉马利翁曾写过一本科学幻想小说，书中描述了一位以大于光速运动的主人翁在宇宙空间旅行，碰到了一系列不可思议的奇迹：如发射的炮弹倒飞回炮口里，死去的人又复活了等等。当时爱因斯坦对这本书极为不满意，爱因斯坦认为超光速的情况是不可能的。如果一个人以超光速运动，他将会返老还童，甚至返回到母腹子宫内，超光速完全是无稽之谈。

百科名片

超光速之谜是令人神往的(爱因斯坦时代 20世纪60年代以来 补充说明)

相关理论(推广到普遍的远离情况 再来看一下远离的尺)

相关现象(超声速时间倒流现象 钟慢尺缩现象 都相对介质运动的情况)

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应该说在本世纪五、六十年代之前，就人们所认识的限度而言，爱因斯坦的观点应该是正确的：超光速是不可能的。可在七十年代前后，射电天文学家却发现，宇宙中有4个致密的河外类星体射电源。河外射电星体有时会抛出一、两对射电星云——射电子源，这似乎是一次猛烈爆炸引起的，它们彼此高速分离，其中大约有半数出现超光速运动，甚至达到光速的5倍至10倍。

这些难以解释的现象有些使科学家们胆怯，生怕被不精确的测量所愚弄。可美国和西德的一些科学家经过十多年的认真观测，积累了足够多的数据，令人信服地证实他们的观测是真实的。这就是说，超光速粒子在茫茫宇宙中是客观存在的。面对这种出乎意料的结果，众说纷纭，各种猜测，假说应运而生。1967年，美国哥伦比亚大学范伯格提出一种假设，即认为，在宇宙空间中存在另一个由速度超过光速的粒子（称之为“快子”）组成的宇宙，在由这种由“快子”组成的宇宙空间中，一个能量为零的粒子是以无穷大速度运动的，而且若它们获得的能量越多，反而运动速度越慢，直到获得无穷大能量后，速度才减慢到光速。这正好与我们这个宇宙中的情况相反：在我们这个宇宙中，一个静止物质能量最小，当它获得能量后，就开始运动，而且获得能量越多，运动速度就越快，直到获得无穷大的能量后，物体速度也达到极限，即光速。

在快宇宙中（由“快子”组成的宇宙），任何情况下，一个超光速粒子不可能比光速运动得慢，而在我们的慢宇宙中，任何情况下，一个物体不可能比光速运动得快，由此可见，光速正是两个宇宙的分水岭。

如果一个“快子”在真空中运行，则它经过时必须要留下一道可以探测的光迹，但目前实验室里还从来没有发现过“快子”，而且根据狭义相对论中相关数学证明不存在超光子或快子。

超光速之谜是令人神往的

爱因斯坦时代

在1922年就光速不变原理写道：“相对论常遭指责，说它未加论证就把光的传播放在中心理论的地位，以光的传播定律作为时间概念的基础。然而情形大致如下：为丁赋予时间概念以物理意义，需要某种能建立不同地点之间的关系的过程。为这样的时间定义，究竟选择哪一种过程是无关重要的。可是为了理论只选用那种已有某些肯定解的过程是有好处的。由于麦克斯韦与洛伦兹的研究之赐，和任何其他考虑的过程相比，我们对于光在真空中的传播是了解得更清楚的。”

事隔60余年，这种状况并没有得到改变。在爱因斯坦提出光速不变原理时，已有的实验只是说明在闭合回路中平均光速的不变性，而不是光速不变原理本身。能不能找到更为基本的对钟手段，或者通过其他途径，来检验光速不变所包含的假定，是有待于科学实验进一步发展来解答的基本问题。因为光速不变原理是现代物理学的柱石之一，解决这个问题难度较大，影响深远，结果到底如何，人们将拭目以待。

20世纪60年代以来

有人提出了超光速粒子的新课题，他们称这种粒子为“快子”。超光速理论工作一般从狭义相对论出发，将其推广，求得既适合于慢子(低于光速的粒子)和光子，又适合于快子的相对论理论。但值得注意的是，没有任何一种超光子或快子理论得到了实验证明。

现在就有一种解释超光速现象的理论，也适合慢光速，而且在牛顿理论框架内：

如果一个钟，以0.5倍声速从原点远去，我们会听到什么现象呢？

一秒钟时，它距离原点0.5声秒距离报1秒，但这个事件我们在原点听见，需要再过0.5秒，于是我们发现，在本地钟1.5秒时，远处的钟报1秒，本地钟3秒时，远离的钟报2秒，也就是我们在忽略测量时间时，误以为远去的钟慢了。而且速度越快，钟慢得越厉害。

这个现象，是否有普遍意义呢？

当声波的介质相对于测量者静止时，无论声源速度如何变化，声速不变(只改变音频)，这是著名的多普勒实验，其它所有机械波也有类似现象。而对于光速，相对论更是假设了对于任何参照系，光在真空中速度不变！因此，这个现象具有普遍意义，发生在以任何波作测量工具的时候。

举例来说，运动的火车头发出的声音，相对地面还是声速(声速不变)，不是火车速度加声速，而相对火车速度是声速减火车速度(速度叠加)；而在超音速飞机内部从机尾向机头发出声音，相对飞机，还是声速(声速不变，伽利略相对性)，而相对地面，是飞机速度加声速(速度叠加)。因此速度是相对的，相对论变换、伽利略变换速度叠加并存，而不是排斥。

补充说明

爱因斯坦有时候明白相对论是由于光速太慢，引起的测量问题。如果测量速度无穷大，则同时性的相对性问题不存在。对一群盲人来说，测量速度的上限是声速，则爱因斯坦奉献给他们的伟大理论将是声速相对论，但不能因此得出声速最快。

超光子是一种运动速度高于光的形态。

相关理论

推广到普遍的远离情况

理想点以a倍光速远去，1秒钟远离a*C(光速)距离，在计时起位置要a秒传过来，到达a*C的事件将在a+1秒传到观察者，观察者认为速度为a*C/(1+a)，速度永远小于光速。a为1时看到以1/2C远离。

当a远小于1时，a*C/(1+a)可近似为a*C，也就是实际速度，当a接近于无穷大时，a*C/(1+a)可近似为C，也就是远离速度远小于测量速度时，测量速度可忽略不记，测量结果约等于真实速度；当远离速度远大于测量速度，测量结果约等于测量速度，也就是测量不到超过测量速度的远离情况。

再来看一下远离的尺

假设有一把尺长1声秒，而我们的测量地面上有一无限长尺子固定不动，运动尺头尾各有一个探测装置，在探测到与地面某一尺刻度重合时，用声音报出该刻度，我们在地面尺原点接收声音。尺匀速运动逐渐远离，当尺尾报0声秒时，尺头已经距离我们1声秒，而这个距离，要1秒后我们才能收到；当尺尾到1声秒距离时，尺头到2声秒，还是要在我们收到尺尾报1声秒后1秒，我们才能收到尺头报2声秒，于是我们会直观的认为，尺尾先到刻度，尺头后到达它本应立刻到达的刻度，感觉好象远离的尺，缩短了。而且运动速度越快，感觉短的越厉害。

相关现象

超声速时间倒流现象

超过声速我们将追上钟以前发出的声音，也就是先听到钟敲3下，报3点，再听到钟敲2下，报2点，然后听到钟敲1下，报1点，这就是超过声速时间倒流现象！

靠近情况:

理想点以0.5倍声速靠近，在距离2声秒时作为记时0点，我们听到2秒时，远处的钟报距离2声秒，2.5秒时听到钟报距离是1.5声秒，3秒时，钟报距离是1声秒，3.5秒时，钟报距离是0.5声秒，4秒，我们与运动的钟相遇，报距离0声秒。

靠近的钟测量现象变快。

钟慢尺缩现象

普遍的规律是以a倍测量速度靠近的理想点，测量速度显示为a/(1-a)。当运动速度远小于测量速度，测量速度可忽略，测量结果约等于真实速度；当运动速度大于0.5倍测量速度，小于1倍测量速度，将测量到超过测量速度的运动现象；当运动速度等于测量速度，物体将和它的历史信号同时到达，我们将无法区分哪个是历史，哪个是现时，也就无法测量；当运动速度大于测量速度，我们将先收到现时信号，后收到历史信号，会感觉物体在向远方退去，这就是负号的含义，当速度无穷大，近似以测量速度远去。

同理，靠近的尺测量结果也是越来越长。这才是钟慢尺缩现象的物理原理。

都相对介质运动的情况

当A物体以a倍测量速度离开介质原点，B物体以b倍测量速度离开介质原点，从B物体测量结果，A是以(a+b)/(1+a)速度运动的(如果不承认光传播需要介质，这个结果有待实验证实)。条件是b小于等于1，如果b=1，测量结果将不能追上测量者。

分析几个关键点：b=0，相当于B静止A远离；a=0，相当于a独自运动，并测量；a远小于1，近似实际速度a+b，a趋于无穷大，接近测量速度；由于b小于1，所以a+b小于1+a，测量结果，永远小于测量速度。

钟慢、尺缩、超光速时间倒流现象，都可以用声音试验做出效果。

爱因斯坦自己的理解，速度无穷大，“绝对同时”有意义，但观测速度上限是光速，因此“绝对同时”无意义。