思维快还是光速快!思维真的超光速吗?网友:瞬间能想到银河系外

我们经常会看到、听到一个宇宙中的基本事实:宇宙中的极限速度是光速。这句话其实是不对的,至少描述的不完整,因此正是这句不完整的表述就造成了很多人的困扰,于是就出现了各种超光速的版本,让人怀疑这个物理学的基本假设是不是有问题。

例如在量子力学里的两个共生粒子的超远距离纠缠现象,还有宇宙的膨胀速度超光速的现象,以及高能粒子在介质中的超光速现象(切伦科夫辐射),甚至是问题中所说的人类的思维超光速的现象?

以上的例子所发生的事件确实都超过了光速,而且有些还比光速要快得多,甚至是瞬间发生作用。那么问题是这些事件是否都违背物理学原理呢?

首先我们要理解的是:物理学对极限速度的基本命题中导致限制的是什么?其实物理学对极限速度的准确描述是:在宇宙中,任何信息和能量的传递速度不能超过299792458米/秒,这个速度正好是真空中的光速。当然光子自身也是一种能量,并且也携带信息,因此它也受到了这个速度的限制。

而宇宙中任何我们能看到的物质都是由简单的质子、中子和电子组成的,这些粒子本身就是一堆信息或者能量,因此它们的速度也不能超过真空中的光速。就连我们看不见、摸不着的中微子和暗物质粒子也是一样的,它们虽说不参与电磁相互作用,但也是一种能量的形式,其运动速度也受真空中光速的限制。下面的问题是为何宇宙中的信息传播的极限速度正好是真空中的光速呢?

根据狭义相对论,任何质量/能量物体只能无线的逼近真空中的光速,但不能达到更不能超越,因为质量/能量物体的速度越高其携带的动能越高,也就是相对论质量越高,无限逼近光度的物体其相对论质量会变得无穷大,而想要继续加速这样的物体则需要无穷的能量,由于我们可观测宇宙是有限的,因此我们在理论上也无法获得无穷的能量。我能感觉到,你对这种解释有些麻木了,可能不相信。其实还有另外一种解释,我简单地说一下。

其实在宇宙中除了极限速度这个限制外,还有一个不为大家熟悉的极限能量(也叫做GZK极限),描述的就是宇宙中更能粒子所携带的能量在理论上的一个极限值,也就是说,任何粒子所携带能量只能到达GZK极限(5×10^19电子伏特),高于这个能量就会于宇宙中微波背景辐射中的光子发生相互作用,产生Π介子直到能量降低到这个值以下。而这个能量值所对应的速度正好就是和光速基本无法区分的速度。

这就是为什么大型强子对撞机中的质子永远只能无线的逼近光速,甚至达到了99.99999%的光速,但就是无法到达。这样解释了为什么宇宙中一些超大质量黑洞的磁场强度超过了人类对撞机的万亿倍,但也没有创造出高光速的粒子,至少我们在地球上没有检测到这样的粒子存在。

掌握了以上的知识,剩下的问题就好解决了。量子纠缠超光速了?宇宙膨胀超光速了?思想超光速了?是的,它们超光速了,但是它们不传递任何信息,所以不违背物理学原理。即使它们超光速,也不会对其他任何事物造成影响。

量子纠缠是两个共生的粒子,它们从被创造出来以后就处于纠缠状态,假如每一个粒子都拥有两种自旋状态的叠加态,但是只要我们测量一个粒子,这个粒子变现出来自旋向上,我们就会立即知道另外一个粒子的是自旋向下,无论相隔多远,另外一个粒子都会瞬间做出反应。那么能用这种自旋的变化,传递信息吗?不能,因为你每次测量一个粒子时,它给出你的自转状态都是随机的,因此我们无法利用实先约定好的信号来传递信息。因此,量子纠缠这种超距离作用可以在宇宙中存在,但是目前来看没有任何卵用。

再说宇宙碰撞吧,它确实比光速快的多!然后呢?它能传递什么信息?并不能,而且我们也认为星系的远离是中间空间膨胀的结果,并不是星系在运动,相反以星系的视角来看,它并没有相对于周围的空间在动。因此这种超光速不传递任何信息,也不违背物理学原理。

思想呢?其实我想说的是思想这玩意真的很抽象,我们很难去定义它,它看起来更像是以台计算机的处理速度,例如:一秒钟能传输多少比特的信息!这跟光速是完全不同的物理概念,貌似也没法比!但是,我们也可以勉强把它们放到一起来看一看,思想超光速了吗?如果是,违背了物理学原理吗?

我们经常那思想说事的时候都会说:我能瞬间从原子尺度想到银河系的尺度,我的思维能瞬间从银河系边缘会到地球,这种速度是光速不能及的。确实比光速快!但是你的思想产生了什么实质的影响了没有?并没有!你不能以你的思想去影响远在千里的任何事物,也就是说,你不能用你的思想去传递信息。如果你能瞬间让某人知道你在想什么,这才违背了物理学原理,但是你办不到,你最多就是想了以后,通过打电话告诉某人你的想法,估计这是你的思想影响他人或者外界的事物最快的速度。

总结一下就是,超光速没啥大惊小怪的,要是能以高光速的速度就传递信息这才了不得。在宇宙之中任何事物之间的相互作用都必须在光速下进行,没有超光速的信息传递,这才是宇宙的基本法则。