超光速中微子的發現對相對論的影響

劉文浩

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

【關鍵詞】幽靈粒子；穿越；方向

1 中微子速度超越光速對物理學的影響

中子在衰變成質子和電子（β衰變）時，發生能量虧損現象。1931年，奧地利物理學家泡利認為，β衰變過程中能量守恒定律未變，能量虧損的原因是一種小質量粒子將能量帶走了。因該粒子是中性的微小粒子，故稱作中微子。

中微子是一種輕字，是基本粒子之一，用符號ν表示。它不帶電，不參與電磁作用，不與其它物質發生作用，可自由穿過較大物體，被稱作宇宙間“隱身人”。它之所以被稱為“幽靈粒子”，是因為它不存在于我們的三維世界中。

1956年，美國科學家柯文和萊因斯宣布捕捉到了中微子。而一組日本和美國的物理學家深入一個舊礦井研究了兩年，發現中微子能夠振動，有質量。根據物理學理論，任何會振動的東西都有質量，中微子能夠振動表明其有質量。這可以解釋中子在衰變成質子和電子（β衰變）時，發生的能量虧損現象。

意大利格蘭薩索國家實驗室“奧佩拉”項目研究人員使用一套裝置，接收到730公里外、設在瑞士日內瓦的歐洲核子研究中心發射的中微子束，并發現中微子比光子每秒鐘多“跑”了6公里。針對該實驗結果，有些科學家表示懷疑。有的學者說，愛因斯坦認為光速不可超越，并以此為據提出了相對論，若光速可超越，那就動搖了相對論的基礎。根據愛因斯坦的理論，如果物體超越光速，就可以穿越時空?，F在發現有超越光速的物質，相對論是否依然正確呢？人們是否會“穿越”時空呢？有的學者認為，因果論是現代物理學的基本立足體系，若超光速中微子存在，由因到果的次序將被顛倒。

2 相對論依然正確但發展了

當光速不變的事實與古典物理學的理論發生沖突時，不能讓事實去符合理論，而應該去發展理論。同樣，發現中微子的速度超越光速后，也不能否認事實，而應該去發展理論。

的確，愛因斯坦認為光速不可超越，并以此為據提出了相對論，但是當發現中微子的速度超越光速后，并不意味著相對論被否定。這如同發現光速不變后，并不意味著古典物理學被否定一樣。光速不可超越的論斷在我們所在的宇宙依然是正確的?，F在，人們發現，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系的，而若在宇宙之間穿越就必須超越光速。愛因斯坦在世時，人們還不知道在我們所在的宇宙之外還有其它的宇宙。

要說明在我們所在的宇宙之外還有其它的宇宙，要從愛因斯坦宇宙模型說起。該模型有三個要點：無邊、有限、靜態。

三維空間是無邊的，在這里，以任意一點為中心，無論向著什么方向前進，都是無限遠，這就是該模型中的無邊。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的時間一維之中去尋找。

時間可分為過去、現在、未來三段。過去與未來的量都是無限的，現在的量就是時間一維的量，它卻是有限的。

若有限當然會有限界，若沒有限界豈不成了無限。宇宙的限界有兩個。在時間的過去、現在與未來的三階段中，在現在與過去的交界處是一個限界，在現在與未來的交界處是另一個限界。

我們畫一條垂直于兩個限界的直線，該直線中兩個限界之間的線段就是現在的長度?，F在的長度極短，但該直線在未來和過去的長度卻都是無限長。

這里要指出，時間有兩種量，一種是以秒、分、小時等為單位的量，一種是以厘米、米等為單位的量。這兩種時間的共同點是方向相同。構成四維空時的是以厘米、米為單位的時間。以秒、分、小時為單位的時間不能與三維空間一起構成四維空時。三維空間是以立方米為單位的，它怎能與以秒、分、小時為單位的時間構成四維空時呢？一立方米的物質是看得見的具體的。而一秒物質是多少？

宇宙的兩個限界就像兩道無限高大的城墻，可稱作宇宙墻。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我們所在的宇宙，使其間的物質不會沖到宇宙外邊去。

3 兩種時空穿越

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

時間之箭不是從過去無限遠的地方馳來再向著未來無限遠的地方飛去。宇宙是如此之大，什么力量能推得動它？時間與距離是有差別的，時間過上一萬年，宇宙也未必移動一公分。這就是愛因斯坦宇宙模型中的靜態。

時間的量是由新舊事物的轉換而積累起來的。宇宙過去的無限多的時間，是由過去的新舊事物的轉換而積累起來的；宇宙未來的無限多的時間，將由未來的新舊事物的轉換而積累起來。

就我們所在的宇宙來說，無限長的過去的一切事物先后都已消失，舊事物留在過去了沒有？沒有。舊事物變為其他形式的物質留在了四維空時內。未來將先后出現無限多的事物，但是，就我們所在的宇宙來說，未來只是物質未來的存在形式，現在那里沒有物質。在沒有物質的地方，能產生新事物嗎？不可能。

這里要思考的是，當舊事物轉化為新事物的一瞬間，二者是既同時也同地而存在的。在二者轉換的這一瞬間，就我們所在的宇宙來說，新事物不是來自沒有物質的未來，舊事物也沒有留在過去。四維空時中時間一維的內層才是舊事物的歸宿，才是新事物的出生地。

現在的物質就是我們所在的宇宙中的物質的全部，現在的宇宙就是我們所在的宇宙的全部。也就是說，我們所在的宇宙中的物質不在宇宙的過去或者未來，因此，宇宙的過去與未來都可以容納另外的物質。

每一個宇宙的時間一維都是極短的，或者說每一個宇宙的“現在”的時間都是極短的，而過去與未來的時間卻都無限長，因而無論是在過去的時空區域還是在未來的時空區域，都可容納無限個宇宙。

因為現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空，只是在“現在”的時間范圍內穿越，只要達到或者接近光速就可做到。在這一時間范圍內穿越時空，必然發生因果倒置的現象，但這是合乎邏輯的，因為你是在穿越時空?？陀^過程不會因為你穿越時空而改變順序。這就像在看電視劇的倒敘情節時一樣，你不能說導演搞錯了。

若以超越光速的速度穿越時空，那就可進入另一個宇宙。這樣的穿越時空，不會見到我們所在的宇宙的過去的任何事情，因為那個宇宙與我們所在的宇宙是不同的。我們所在的宇宙的過去的物體，只有當其速度超越光速時才可進入其它宇宙。

就宇宙之間的位置來說，過去與未來只是方向而已，就像東西南北一樣。過去與未來的方向是“現在”的范圍內的方向的延長。在“現在”的范圍內，事物的發展有一定的順序：產生新事物的方向是向著未來的方向，而舊事物消失的方向是向著過去的方向。向著未來的方向繼續延伸，一旦超出了“現在”的范圍，那就進入了未來的范圍；向著過去的方向繼續延伸，那就進入了過去的范圍。

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