为什么不能超光速？爱因斯坦：超光速会导致时间倒流，因果律崩溃

所谓光，通常被称为电磁辐射的一种，它处于某个特定的波长范围之内。

这个范围一般是依据人眼能够看到的部分来划定的，但广义上也包括那些超出人类视觉范围的辐射。光由被称为光子的粒子组成，在真空中大约以每秒三十万公里的速度传播。

为了让人们对这个速度有更直观的感受，可以做这样一个类比：如果有人能够以光速运动，那么在短短一秒钟之内，他就可以绕地球赤道飞行大约七点五圈。

而正是这样一个数字，把整个物理学的天花板牢牢钉死了。

回望十九世纪末到二十世纪初，物理学正经历一轮翻天覆地的变革，以牛顿为代表的古典体系，开始逐渐让位于以爱因斯坦为代表的现代物理。

狭义相对论最先确认的一条铁律就是：真空中的光速恒定不变，且不可被超越。

也就是说，每秒三十万公里不仅是一个速度数字，更是宇宙中一切信息传递速度的上限——不论未来采用何种介质、何种手段去传递信息，都无法把这个数值再往上抬一分一毫。

爱因斯坦的推论更进一步：一旦有任何物体或信号突破了这道边界，"先因后果"这一根植于人类常识的时间顺序就会被彻底打乱。

原因还没发生，结果却先跑到了前头，宇宙运行所依赖的因果律就此崩溃。

所以那种"超光速会让时间倒流"的说法，并不是漫画家的凭空想象，而是从光速不变原理里推导出来的严肃结论。如果超级英雄漫画里的情节值得参考的话，人们或许还会有些担心——是不是达到光速就会让地球开始时间倒流？

坦白说，这种事情若真发生，眼前这段讨论也就不会存在了。

撇开超级英雄的桥段不谈，一个更实际的问题是：人类到底能不能超越光速？在真空环境下，答案似乎是否定的。

但是在不同的介质中，情况就不一样了。光在玻璃、水等介质中的传播速度会明显变慢。正因为光在这些介质里跑得慢了，某些粒子就有可能在穿越特定介质时"跑赢"光。

当这种情形发生时，就会出现所谓的切连科夫辐射。这种辐射以帕维尔·切连科夫的名字命名，在核反应堆周围的水池中可以观察到，呈现为一种淡淡的蓝白色辉光。

具体的原理是：反应堆中释放出的电子，在水中的运动速度超过了光在水中的传播速度，从而产生了人们所看到的那种微弱的蓝色光芒。

这种现象和音爆有些类似，只不过发生在光而不是声音上。

以这种方式"超越光速"，其实有点像让百米飞人博尔特穿上铁靴子来和他赛跑——胜利虽然算不上光彩，但毕竟是胜利。

真正意义上"越过真空光速"这条红线的实验，到今天为止依然是零。还有一个值得注意的进展是，几年前，苏格兰的一批研究人员成功地让光在自由空间中的传播速度慢了下来。

正如前面所提到的，此前人们已经知道，光穿过水或玻璃等物质时速度会降低。而这批研究者的突破在于，他们发现可以让光子在自由空间中的传播速度也变慢。

他们的做法是给光束加上一个特制的掩模，赋予光子一种空间结构，从而降低其传播速度。尽管他们测得的速度差异非常微小，但这项研究有望在未来带来一些令人振奋的新发现，并帮助人类更深入地理解光的本质。

那么，仅仅出于设想，如果人类真的能找到某种方式以光速旅行，可能会发生什么呢？恐怕这中间会伴随着不少麻烦。

比如，燃料会消耗得极快，很快就会耗尽；又比如，在这样惊人的速度下，想要躲避太空中的各种碎片将会异常困难。哪怕只是一颗米粒大小的石子，以接近光速迎面撞来，其能量也堪比一枚小型炸弹。

此外，由于时间膨胀效应，如果一个人以光速执行某项太空任务，等他返回地球时，会发现相对于自己而言，身边的亲人朋友都已经老去。

如果任务持续的时间足够长，这种年龄差距会变得非常显著——出发时还是同龄的伙伴，也许回来时已经白发苍苍，甚至只剩下一块墓碑立在那里。尽管存在这些复杂问题，能够以光速旅行仍然会为人类打开一扇通往无限可能的大门。

除了让人们能够准时上学、按时上班这种日常层面的便利之外，人类在殖民其他星球方面也会具备更强的能力。以光速前进的话，抵达火星所需的时间将不到三十分钟，比一趟同城外卖送到手上还要快。

而对于更遥远的目标，比如TRAPPIST-1星系，人们也能够在有生之年内到达——因为这段距离大约相当于三十九年的光速旅程。

TRAPPIST-1是一个行星系统，在环绕单一恒星的宜居带内拥有目前发现最多的类地行星。

若能找到抵达那里的方法，将会是人类向其他世界扩展的一次伟大飞跃。

而如果真的能自由驰骋于光速之上，人们最想抵达的又会是哪一颗星？只是把目光收回到现实，爱因斯坦划下的那条线依然横在所有星际梦想的正前方。

真空光速每秒三十万公里，是速度的上限，也是因果关系的守门人。

从古典物理到现代物理这一轮世纪之交的变革中，最先被牢牢钉死的正是这条规律：真空光速不变且不可被超越。无论未来人类采用怎样的介质、怎样的技术手段去传递信息，都无法把这个数字再往上抬一分。

想要越线，代价就是让时间倒流、让因果律彻底崩塌。也正因为有这堵墙立在那里，宇宙才呈现出井然有序的模样，人类关于星辰大海的所有想象，也才有了一个稳固的出发点。