《史前太阳系》第一百九十一章 相对速度

    “噢！天啦！天啦！我不知道该说谁正确，因为它们都是专家计算出来的，比如泰斗级别的霍金普，再如大名鼎鼎的索尔泰曼，原理、公式、方法、参照系都一样，但结果却显示作为速度标量的速率大不一致。如果他们都正确，那为什么会有如此大的差异？”
    帕弗洛找到了足以驳倒众人的理由，不无得意而又夸张地大吼大叫。
    他公开点名一些科学家，并无贬低他人以抬高自己的意思，仅仅是想让观点更具说服力，但结果却适得其反，引发激烈争执，幸好肖赫塞斯及时解围，才让他避免了更大的尴尬。
    肖赫塞斯的威望足以服众，他提醒大家，说：“不要期望天才面面俱到，他还常骂我和卜藏是两个老酒鬼呢。我们需要足够的善意听他说……”
    他感激地看了一眼老酒鬼，继续将脑细胞浸泡在酒精中，大放厥词。
    假设A、B间距离为一千八百万公里，飞船以每秒十万公里的速度飞行，那么所需时间以一千八百万公里除以飞船速度，为一百八十秒，即三分钟。
    由此可知，虽然飞船一直以光速三分之一的弱光速飞行，但从A到B的实际速度却为每秒五十万公里，已大大超越了光速，个中原理就是相对论。
    人类根据该原理研发曲速引擎，希望通过扭曲时空来实现超光速跃迁。
    问题是，既然以光的速度为标准，为什么比光子质量大许多、速度相应慢许多的飞船，只需几十年或上百年就能到达银心或飞出银河系，而光子却要几万年，乃至几十万年才能抵达？难道光是小妈生的？只有人造飞船才有相对加速度，因而能大大减少时间？
    有人说，光年是距离，不是时间，别把概念混淆了。但别忘了，光年是以光在一年中所到达的距离来作为度量单位，和时间密不可分。可以说，没时间，光年也不存在。因而同样是物质，飞船能因相对论得到比理论速度更快的实际速度，为什么光不能？
    当然，这牵涉到静止质量。
    通过物理手段对某一物体降速，使之和某个认为视定静止的参照系相对静止，所测量得到的质量，就是静止质量。一般物体都能降速到和地表相对静止的状态，由此测得静止质量。
    相对论认为，物体质量随运动速度变化，只要不运动，质量就是0。
    光子一直运动，所以只有运动质量，没有静止质量，故速度恒定。
    因此，光子不可能有加速度。
    从经典物理学的粒子说到波动说，再到相对论的波粒二象性，我们终于知道光不但有质量、动量、能量，还有频率和波长。根据相对论，有静止量的物体相对于观测者的速度越快，质量就越大。因光速对一切观测者都恒定为c，所以光子不应当有静质量。
    的确，这在理论上正好没矛盾，也符合我们认知，但也仅仅是我们的。
    回到物理学最基本的问题，物体所含物质的数量叫质量，是度量物体在同一地点重力势能和动能大小的物理量，是物体所具有的一种物理属性，是物质的量的量度，是正标量，分为惯性质量和引力质量。自然界中的任何物质，包括宏观的天体和星系，与微观世界的基本粒子，当然也必包括光子在内，皆既有惯性质量，又有引力质量。
    经典物理学告诉我们，给定的物体具有一定的惯性质量，它作为一个与时间和空间位置无关的常数出现在力学第二定律之中：F=ma，即物体加速度的大小a与所受力F的大小成正比，比例系数m为该物体的惯性质量。所以，没有惯性质量等于零的物体存在。
    相对论将惯性质量细分为静质量、动质量、相对论质量（总质量）。
    这其中，相对论质量与静质量的差为动质量，所以动质量实质是变量。
    但无论怎样分，静质量仍然是惯性质量。既然没有惯性质量为零的物体存在，那么光子作为基本粒子的一种，也就应该且必然有静止质量。
    在人类看来，光不受时间和空间限制，在真空以每秒三十万公里的速度作惯性运动，从不减速或停下来，所以没有静止质量。但这仅仅是人类以狭义的观察而认识到的，并不真实。
    即便是在三维，观察发现，光也会因时空而弯曲，而时空就是真空。
    那弯曲意味着什么？
    在二维时空坐标图里，时间每走一格，都代表前进了一个固定的距离，所以坐标中的直线代表了匀速运动，但将直线改为曲线时，随着时间t的不断增大，我们每一秒前进的距离也在相应增大，因为斜率时时刻刻都在发生变化，表明弯曲代表了加速运动。
    显而易见，当物体的运动轨迹在时间与空间组成的交界面上产生曲率的时候，加速度就产生了。所以，光子一定有静止质量，也一定存在加速度。
    因光是电磁波，光速依赖于介质的介电常数和磁导率，故在不同介质中的速度不同。在各向同性的静止介质中，光速表现为小于真空光速c的定值。
    因折射，光在水中的传播速度为空气中的四分之三，在玻璃中的传播速度为空气中的三分之二，而为什么在真空环境，就只有一个恒定的速度呢？
    由曲率产生加速度可知，光在真空的速度不恒定，只是我们观察不到。
    为什么观察不到？
    因为我们被限制在了三维空间，只能以三维世界作背景来参照，所观察到的光子运动也就只能是光在二维时空坐标图上以直线显现的二维态，所以才误以为光速是匀速而恒定的。
    由此也说明人类并非完整的三维生命体，只是二维半，能感知三维。
    光子运动，也即光的传播在三维空间是以二维的匀速直线运动来显现。可以想象，在四维应以曲线传播，那五维呢？六维呢？…………更高维呢？
    在不同的维度空间，光还是无静止质量，不会产生更快的加速度吗？
    光在黑洞消失，是因黑洞引力改变了事件视界内的时空，所以看不见，并非真被黑洞吞噬了。这是否也说明，在不同时空，光会以不同速度运动，才有看不见的假象？或者……
    说到这里，帕弗洛忽然停下来，抬头瞧着天花板，怔怔发呆。
    普罗米斯见他住口不语，一副丧魂落魄的样子，轻声说：“人类所见物体都是包含三维的长、宽、高立体形状和球状，不是二维半。你提出的空间变量也只是一个猜想，没有依据……”
    “不对！不对……”
    帕弗洛突然瞪大眼，说。
    普罗米斯见他神情有异，以为又要争论，忙说私下再探讨。
    帕弗洛摇摇头，怔怔地说：“我脑中刚闪过一丝念头，好像看到什么，却又很模糊。对了，还记得我们做过的那个实验吗？脉冲光超光速实验？”
    “嗯，记得。关于空间曲率的奇特现象，那是我们争论的开始……”
    “对！球面是一个二维的弯曲空间，在满足一定条件的集合中，给定一个二阶协变张量场，就能改变空间态，且是对称、非退化的。噢！我终于明白为什么要拿超光速说事了，因为曲率不仅体现空间弯曲，还有可能表明空间叠合。E=mc的确要加入空间变值……”
    人类向往星空，渴望超光速飞行，但狭义相对论禁锢了人类的梦想。
    该理论基于两个假设，即光速在任何参考系中恒定不变，和任何情况下参考系不变，即先规定了万物皆静止不变，进而才能限定物体速度的临界点为光速，达到则时间停止，超过则倒流，因此不允许超光速存在，并在此基础上构建起著名的质能方程式：E=mc。
    所以如此，是相对论认为超光速与熵增不符，当物质接近光速时，尽管物质本身的运动速度没变，理论速度却因时间无限减慢而无法打破光速上限。
    物质越趋近光速，时间越趋近静止。支撑这一观点最典型的就是“外祖父悖论”，以为时光倒流会破坏因果律，使对过去任一微小的改变，都会极大地颠覆未来，造成时空错乱。
    所以，超光速不能成立。
    但恰因熵的关系，万物无限向前运动，如星系团、星系群、星系、恒星、行星等皆呈螺旋状绕各自中心向前行进，直至熵灭，不可能停留在某一点，也就不可能等某一人返回该点。
    这就好比看电影，每一帧画面就是一个时空，播放员无数次回放影片，让影片中的时光任意倒流，但影片中的角色永远也回不到最初或前一帧时空画面，因为时光倒流与他们无关。
    放大到宇宙，能时光倒流的只有创造宇宙的上帝、神或大爆炸的奇点，只有祂们才能像播放员那样任意回放宇宙大片，而人类只是片中的角色。
    所以，即便某人能以超光速回到过去某一时空界面的某一原点，因该原点必然体现出实相，而实相因时空运动的绝对性，已在无限向前的螺旋运动中被熵永远弃之于后，故他或能像观众那样无限接近，甚而观察，但就是进不了如同屏幕的原点，无法改变过去。
    想要改变，除非熵能恢复烧掉的部分，形如再来一次宇宙大爆炸。
    这里所说的无限接近甚而能观察到原点，还有一个必要条件，就是该人能够活到二亿二千岁，随太阳系绕银心运行一周后，回到一个近似的原点。
    个中关键，是将超光速的作用无限夸大，同时忽略了熵增的不可逆、时空运动的绝对性，和人在三维世界的局限性，以为有了速度就无所不能。
    人类局限在三维，以为熵始终呈直线向前运动，不断燃烧，直至熵灭。
    同时，时间也因熵增而存在，同样呈直线向前运动，随熵灭而灭。
    但在更高维度空间，熵增和时间还是像人所以为的呈二维直线运动吗？
    而且，三维空间的物理性质未必适用于其他空间，即参照系可变。
    因此，超光速无法否定。
    金星战争爆发前，帕弗洛和普罗米斯为了研究量子关联传播，以缩短太空通讯时间，实现超光速通讯，在实验“四波混频”的新方法时，发现了超光速脉冲，从而认识到狭义相对论的光速不变，即光在真空中的传播速度是宇宙极限速度的结论，存在漏洞。
    实验表明，短脉冲光和钟声一样，以对称曲线形式传播，波曲线的前端速度虽未超光速，但波峰向前后倾斜，导致稍早或晚于波本身到达的时间。
    二人采用四波混频方法向加热小室发送了二百纳秒长的种子激光脉冲，充斥小室的原子铷蒸汽放大脉冲后使波峰向前移动，从而实现了超光速。
    与此同时，他们还观察到种子激光脉冲发出的光束，经与铷蒸汽相护作用后产生的第二束脉冲——共轭脉冲的波峰，同样能比光速稍快或稍慢。
    实验中的脉冲波峰比真空中光速快了五十纳秒，说明超光速不仅能实现，还能持续地实现。
    经由本次实验，二人还发现通过测量脉冲之间的量子失谐，有望利用超光速脉冲解决飞船在超光速航行中至关重要的量子信息传播和通讯问题。
    对超光速的研究不止于此。
    七八年前，华胥超光速专家丈操在实验中借由信号发生器和高性能示波器测量证明，在小于3MHz的频率区，纵向电场的速度可超光速二十倍以上。
    该实验的思路很简单，就是让电场经过两个赛道赛跑，使交流电源产生的电动势在电路的金属导线内产生纵向电场。而纵向交变电场在金属导线中能以超光速传输信号和能量，被电磁理论长期忽视。实验表明人类可以常规手段，低成本实现超光速，并重复使用。
    上述两项实验至少证明了相对论的应用范围有限，超光速绝非幻想。
    相对论以主观预设的静止不变为前提，不允许超光速存在，但微观世界却没有这样的假设，因而发现了量子纠缠可超光速一万倍，这也是宏观物理和微观物理截然对立、矛盾的一个方面。帕弗洛和普罗米斯之争，实质上是宏观物理理论与量子物理理论之争。
    相关实验和更多的天文观察表明超光速确实存在，不只是能量，物质在一定条件下同样可以实现超光速。当然，从实验进入实际应用，还有相当漫长的路要走，没法一蹴而就。
    不管怎样，从无到有，从不可能到有可能，是人类认知的一大飞跃。
    也就是在帕弗洛和普罗米斯对激光脉冲进行量子失谐试验时，发现当电流垂直于外磁场通过导体，载流子偏转，垂直于电流和磁场的方向出现了一个神秘的电场，在导体两端形成电势差，使他们首次窥见到四维空间的存在。
    利用电势差效应，即电子只能在事前确定拓扑通路的二维状态中运动，磁场作用下，电流仅在物质边缘流动的特点，帕弗洛异想天开地通过创建虚拟维数而非介入观察，刻意避开量子双缝实验的观察者效应，将两个特定设计的二维态电子合在一起，竟十分意外地促使二维空间直接转换成了四维空间，由此捕捉到极短暂的四维空间特征。
    运用这一惊人发现，通过对比光谱，帕弗洛怀疑亚娜尼深空望远镜曾拍摄到四维空间图像，推断光子在高维空间的运动速度极有可能超光速。
    但二人的争论也随之而来。
    如果由三维生成四维空间，普罗米斯能接受，毕竟二者相连，但由二维直接生成四维空间，则完全不认同，因为这表明高低维是可任意叠合的，等于已知的所有物理学理论全错了。
    试想，将一个物理性质完全不同的四维宇宙内嵌于二维宇宙，会怎样？
    再次做相同的实验后，又未发现，他认为一定是哪里错了，所生成的只是三维空间，顶多巧合，但三维和四维的结构明显不同，且光谱对比的确与亚娜尼深空望远镜拍摄的图像吻合，又无法否认，因而陷入深深的矛盾中。
    帕弗洛则拿当年宓妃在方瀛岛神秘失踪的事件来佐证，而且宓妃发来的深空照片，普罗米斯至今仍保存在手机中，且他当时也和帕弗洛一样，大胆舍弃所有与之不符的物理理论，才做出了一个有悖于物理学常识的假设性推论，这让他面红耳赤，更无力辩解。
    但宓妃毕竟没有再出现，而这样的实验又只有一次，故帕弗洛也没法证明自己说的就一定是对的，心里同样疑惑。但现在，经由对超光速的分析，他突然意识到的确存在时空叠合。
    时空叠合意味着什么？
    他和普罗米斯开创性地将对四维空间的不可观测，变成可能，由此发现高维空间不仅存在于低维空间外，还有可能存在于低维空间内，这要成立，等于颠覆了人类对宇宙的所有认识。
    经由经典物理学、相对论、量子理论、弦理论等，科学界逐渐认识到我们的宇宙是三维，在本宇宙之外，可能还存在同为三维的平行宇宙，或多维宇宙、多重宇宙，像无数大大小小的气球，或并列，或由大到小地一层层包含，但不认为彼此能互相内嵌或叠合。
    这好比将一个体积、质量、大小不同的气球，强行放入另一个气球中，不论物理法则是否相同，激烈冲撞、挤压下，不是将另一个挤爆，就是俱毁。
    科学界作出这样的结论，当然是有充分依据的，如宇宙各向同性。
    各向同性表明我们宇宙的物理法则一样，既然不存在不同的物理法则，就不存在不同时空、宇宙的内嵌或叠合，因而帕弗洛的猜想得不到任何支持。
    但真如此吗？
    同样以各向同性为例。
    如果宇宙真的各向同性，又怎么存在大规模运动模式中，向宇宙南北两极的大尺度流动偏向问题？因为偏向表明不同性，不同性就表明存在着不同的物理法则，进而表明同一时空或宇宙中，就有可能存在不同的时空或宇宙。
    人类肉眼所见，并不仅限于三维，只因意识没感知到，故而无知。
    帕弗洛似醉似醒地想着，神驰飞扬又稀里糊涂，很快又发呆了。