超光速中微子的發(fā)現(xiàn)對(duì)相對(duì)論的影響

劉文浩

【摘 要】物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)中微子的速度超越了光速，但這并不意味著相對(duì)論被否定。光速不可超越的論斷在我們所在的宇宙的范圍內(nèi)依然是正確的。一旦超越光速就可穿越宇宙。穿越時(shí)空有兩種情況：一種是在我們所在的宇宙穿越時(shí)空，一種是在宇宙與宇宙之間穿越時(shí)空。這兩種穿越時(shí)空有極大的差別。過(guò)去與未來(lái)只是方向而已，就像東西南北一樣。

【關(guān)鍵詞】幽靈粒子；穿越；方向

1 中微子速度超越光速對(duì)物理學(xué)的影響

中子在衰變成質(zhì)子和電子（β衰變）時(shí)，發(fā)生能量虧損現(xiàn)象。1931年，奧地利物理學(xué)家泡利認(rèn)為，β衰變過(guò)程中能量守恒定律未變，能量虧損的原因是一種小質(zhì)量粒子將能量帶走了。因該粒子是中性的微小粒子，故稱(chēng)作中微子。

中微子是一種輕字，是基本粒子之一，用符號(hào)ν表示。它不帶電，不參與電磁作用，不與其它物質(zhì)發(fā)生作用，可自由穿過(guò)較大物體，被稱(chēng)作宇宙間“隱身人”。它之所以被稱(chēng)為“幽靈粒子”，是因?yàn)樗淮嬖谟谖覀兊娜S世界中。

1956年，美國(guó)科學(xué)家柯文和萊因斯宣布捕捉到了中微子。而一組日本和美國(guó)的物理學(xué)家深入一個(gè)舊礦井研究了兩年，發(fā)現(xiàn)中微子能夠振動(dòng)，有質(zhì)量。根據(jù)物理學(xué)理論，任何會(huì)振動(dòng)的東西都有質(zhì)量，中微子能夠振動(dòng)表明其有質(zhì)量。這可以解釋中子在衰變成質(zhì)子和電子（β衰變）時(shí)，發(fā)生的能量虧損現(xiàn)象。

意大利格蘭薩索國(guó)家實(shí)驗(yàn)室“奧佩拉”項(xiàng)目研究人員使用一套裝置，接收到730公里外、設(shè)在瑞士日內(nèi)瓦的歐洲核子研究中心發(fā)射的中微子束，并發(fā)現(xiàn)中微子比光子每秒鐘多“跑”了6公里。針對(duì)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有些科學(xué)家表示懷疑。有的學(xué)者說(shuō)，愛(ài)因斯坦認(rèn)為光速不可超越，并以此為據(jù)提出了相對(duì)論，若光速可超越，那就動(dòng)搖了相對(duì)論的基礎(chǔ)。根據(jù)愛(ài)因斯坦的理論，如果物體超越光速，就可以穿越時(shí)空。現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)有超越光速的物質(zhì)，相對(duì)論是否依然正確呢？人們是否會(huì)“穿越”時(shí)空呢？有的學(xué)者認(rèn)為，因果論是現(xiàn)代物理學(xué)的基本立足體系，若超光速中微子存在，由因到果的次序?qū)⒈活嵉埂?/p>

2 相對(duì)論依然正確但發(fā)展了

當(dāng)光速不變的事實(shí)與古典物理學(xué)的理論發(fā)生沖突時(shí)，不能讓事實(shí)去符合理論，而應(yīng)該去發(fā)展理論。同樣，發(fā)現(xiàn)中微子的速度超越光速后，也不能否認(rèn)事實(shí)，而應(yīng)該去發(fā)展理論。

的確，愛(ài)因斯坦認(rèn)為光速不可超越，并以此為據(jù)提出了相對(duì)論，但是當(dāng)發(fā)現(xiàn)中微子的速度超越光速后，并不意味著相對(duì)論被否定。這如同發(fā)現(xiàn)光速不變后，并不意味著古典物理學(xué)被否定一樣。光速不可超越的論斷在我們所在的宇宙依然是正確的?，F(xiàn)在，人們發(fā)現(xiàn)，在我們所在的宇宙之外還有另外的宇宙。宇宙與宇宙之間是相互聯(lián)系的，而若在宇宙之間穿越就必須超越光速。愛(ài)因斯坦在世時(shí)，人們還不知道在我們所在的宇宙之外還有其它的宇宙。

要說(shuō)明在我們所在的宇宙之外還有其它的宇宙，要從愛(ài)因斯坦宇宙模型說(shuō)起。該模型有三個(gè)要點(diǎn)：無(wú)邊、有限、靜態(tài)。

三維空間是無(wú)邊的，在這里，以任意一點(diǎn)為中心，無(wú)論向著什么方向前進(jìn)，都是無(wú)限遠(yuǎn)，這就是該模型中的無(wú)邊。在三維空間里不可能有該模型中的有限。該模型中的有限只能到四維空時(shí)的時(shí)間一維之中去尋找。

時(shí)間可分為過(guò)去、現(xiàn)在、未來(lái)三段。過(guò)去與未來(lái)的量都是無(wú)限的，現(xiàn)在的量就是時(shí)間一維的量，它卻是有限的。

若有限當(dāng)然會(huì)有限界，若沒(méi)有限界豈不成了無(wú)限。宇宙的限界有兩個(gè)。在時(shí)間的過(guò)去、現(xiàn)在與未來(lái)的三階段中，在現(xiàn)在與過(guò)去的交界處是一個(gè)限界，在現(xiàn)在與未來(lái)的交界處是另一個(gè)限界。

我們畫(huà)一條垂直于兩個(gè)限界的直線(xiàn)，該直線(xiàn)中兩個(gè)限界之間的線(xiàn)段就是現(xiàn)在的長(zhǎng)度。現(xiàn)在的長(zhǎng)度極短，但該直線(xiàn)在未來(lái)和過(guò)去的長(zhǎng)度卻都是無(wú)限長(zhǎng)。

這里要指出，時(shí)間有兩種量，一種是以秒、分、小時(shí)等為單位的量，一種是以厘米、米等為單位的量。這兩種時(shí)間的共同點(diǎn)是方向相同。構(gòu)成四維空時(shí)的是以厘米、米為單位的時(shí)間。以秒、分、小時(shí)為單位的時(shí)間不能與三維空間一起構(gòu)成四維空時(shí)。三維空間是以立方米為單位的，它怎能與以秒、分、小時(shí)為單位的時(shí)間構(gòu)成四維空時(shí)呢？一立方米的物質(zhì)是看得見(jiàn)的具體的。而一秒物質(zhì)是多少？

宇宙的兩個(gè)限界就像兩道無(wú)限高大的城墻，可稱(chēng)作宇宙墻。在兩道宇宙墻的中間就是我們所在的宇宙。宇宙墻的作用就是保護(hù)我們所在的宇宙，使其間的物質(zhì)不會(huì)沖到宇宙外邊去。

3 兩種時(shí)空穿越

人們對(duì)穿越時(shí)空有極大的興趣，但有誤區(qū)。穿越時(shí)空有兩種情況：一種是在我們所在的宇宙穿越時(shí)空，一種是在宇宙之間穿越時(shí)空。若在我們所在的宇宙穿越時(shí)空，只要達(dá)到或者接近光速就可以了，而要在宇宙之間穿越時(shí)空則必須超越光速。這兩種穿越時(shí)空有極大的差別。

時(shí)間之箭不是從過(guò)去無(wú)限遠(yuǎn)的地方馳來(lái)再向著未來(lái)無(wú)限遠(yuǎn)的地方飛去。宇宙是如此之大，什么力量能推得動(dòng)它？時(shí)間與距離是有差別的，時(shí)間過(guò)上一萬(wàn)年，宇宙也未必移動(dòng)一公分。這就是愛(ài)因斯坦宇宙模型中的靜態(tài)。

時(shí)間的量是由新舊事物的轉(zhuǎn)換而積累起來(lái)的。宇宙過(guò)去的無(wú)限多的時(shí)間，是由過(guò)去的新舊事物的轉(zhuǎn)換而積累起來(lái)的；宇宙未來(lái)的無(wú)限多的時(shí)間，將由未來(lái)的新舊事物的轉(zhuǎn)換而積累起來(lái)。

就我們所在的宇宙來(lái)說(shuō)，無(wú)限長(zhǎng)的過(guò)去的一切事物先后都已消失，舊事物留在過(guò)去了沒(méi)有？沒(méi)有。舊事物變?yōu)槠渌问降奈镔|(zhì)留在了四維空時(shí)內(nèi)。未來(lái)將先后出現(xiàn)無(wú)限多的事物，但是，就我們所在的宇宙來(lái)說(shuō)，未來(lái)只是物質(zhì)未來(lái)的存在形式，現(xiàn)在那里沒(méi)有物質(zhì)。在沒(méi)有物質(zhì)的地方，能產(chǎn)生新事物嗎？不可能。

這里要思考的是，當(dāng)舊事物轉(zhuǎn)化為新事物的一瞬間，二者是既同時(shí)也同地而存在的。在二者轉(zhuǎn)換的這一瞬間，就我們所在的宇宙來(lái)說(shuō)，新事物不是來(lái)自沒(méi)有物質(zhì)的未來(lái)，舊事物也沒(méi)有留在過(guò)去。四維空時(shí)中時(shí)間一維的內(nèi)層才是舊事物的歸宿，才是新事物的出生地。

現(xiàn)在的物質(zhì)就是我們所在的宇宙中的物質(zhì)的全部，現(xiàn)在的宇宙就是我們所在的宇宙的全部。也就是說(shuō)，我們所在的宇宙中的物質(zhì)不在宇宙的過(guò)去或者未來(lái)，因此，宇宙的過(guò)去與未來(lái)都可以容納另外的物質(zhì)。

每一個(gè)宇宙的時(shí)間一維都是極短的，或者說(shuō)每一個(gè)宇宙的“現(xiàn)在”的時(shí)間都是極短的，而過(guò)去與未來(lái)的時(shí)間卻都無(wú)限長(zhǎng)，因而無(wú)論是在過(guò)去的時(shí)空區(qū)域還是在未來(lái)的時(shí)空區(qū)域，都可容納無(wú)限個(gè)宇宙。

因?yàn)楝F(xiàn)在的宇宙就是我們所在的宇宙的全部，因此若在我們所在的宇宙穿越時(shí)空，只是在“現(xiàn)在”的時(shí)間范圍內(nèi)穿越，只要達(dá)到或者接近光速就可做到。在這一時(shí)間范圍內(nèi)穿越時(shí)空，必然發(fā)生因果倒置的現(xiàn)象，但這是合乎邏輯的，因?yàn)槟闶窃诖┰綍r(shí)空?？陀^過(guò)程不會(huì)因?yàn)槟愦┰綍r(shí)空而改變順序。這就像在看電視劇的倒敘情節(jié)時(shí)一樣，你不能說(shuō)導(dǎo)演搞錯(cuò)了。

若以超越光速的速度穿越時(shí)空，那就可進(jìn)入另一個(gè)宇宙。這樣的穿越時(shí)空，不會(huì)見(jiàn)到我們所在的宇宙的過(guò)去的任何事情，因?yàn)槟莻€(gè)宇宙與我們所在的宇宙是不同的。我們所在的宇宙的過(guò)去的物體，只有當(dāng)其速度超越光速時(shí)才可進(jìn)入其它宇宙。

就宇宙之間的位置來(lái)說(shuō)，過(guò)去與未來(lái)只是方向而已，就像東西南北一樣。過(guò)去與未來(lái)的方向是“現(xiàn)在”的范圍內(nèi)的方向的延長(zhǎng)。在“現(xiàn)在”的范圍內(nèi)，事物的發(fā)展有一定的順序：產(chǎn)生新事物的方向是向著未來(lái)的方向，而舊事物消失的方向是向著過(guò)去的方向。向著未來(lái)的方向繼續(xù)延伸，一旦超出了“現(xiàn)在”的范圍，那就進(jìn)入了未來(lái)的范圍；向著過(guò)去的方向繼續(xù)延伸，那就進(jìn)入了過(guò)去的范圍。

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