光、超二重性 

作者：  陈安邺

    爱翁自1905年创立狭义相对论一个多世纪以来, 狭义相对论对近代物理学的发展起了极大的推进作用。作出了巨大的贡献．狭义相对论及其所确立的洛仑茲坐标变换式，是绝对不允许超光速存在的．但是近年来人们通过实验，在实验室和宇宙空间发现了，超越狭义相对论理论不可逾越的真空中光速的极限速度．其中包括光的本身、信息和物质的传播和运行速度．鉴于以上客观存在的事实,有必要采取超凡举措，以达到兼容的目的。

1905年爱因斯坦放弃以太假说和绝对参照系, 在迈克耳逊——莫雷实验的基础上,总结出狭义相对论的两条基本原理：狭义相对论的相对性原理和光速不变原理。并在以上两条基本原理的基础上，应用洛仑茲坐标变换式，以替代伽利略变换式。从而确立光速为不可逾越的宇宙极限速度；并进一步确立时间和空间也是相对的,时间会膨胀,长度会收缩．打破了人们长期以来关于时间、空间不变的观念。                                                        

从洛仑茲变换式X=(X′+Vt)/〔1-(V/C)² 〕^1/2中，人们可以看到，当比值β=V/C很小时，1-(V/C)²≈1，洛仑茲变换就变成了伽利略变换式。人们知道牛顿力学方程适应于伽利略变换，所以牛顿力学仅是相对论力学的一个特例, 即只有当运动物体的速度V远比光速为小时才是正确的。在日常生活中，应用牛顿力学来解决力学问题是相当准确的，但遇到高速运动的物体，就非用相对论力学不可。从洛仑茲变换式还可以看出，当 V>C时洛仑茲变换就失去意义，所以相对论指出物体的速度不能超过真空中的光速。即把光速定义为宇宙的极限速度。

事实上在<<宇宙极限速度的三重突破>>中，美籍华人王利军应用激光脉冲，在充满铯气体容器中的实验，超越了光速的300倍．如果认为这是“群速超光速”的话，那么，黄志洵在<<超光速研究的40年回顾与展望>>中de Broglie波的相速也超过了光速；雷蒙德·乔的小组将脉冲的光子隧穿一个级薄的钛白和石英玻璃制成的滤器时，它的速度超过光速的1.7倍．若认为这不是“整体速率”快于光速的话，乔的小组另一项双光子赛跑实验，其中一路通过交叠介质层位(势)垒而实现了超光速；而科隆大学的冈特· 尼姆茨, 通过隧穿装置发送的信息，也超越了光速；瑞士科学家实验证实,处于纠缠状态下的光子间信息传输速度，超越了光速万倍以上；作者对靠近宇宙边缘距地球130亿光年的星星和星系退行速度的计算结果，发现物质的运行速度也超越了光速. 由于光、信息和物质的传播和运行速度均超越了光速, 而实现了对宇宙极限速度的三重突破。

而在<<光有可能被加速、减速、直至倒退、甚至停止运行和负速度运行>>中，由于宇宙的膨胀，实际上是暗能量对宇宙前沿无静止质量但具运动质量的光量子的加速而实现超光速；当宇宙膨胀到某一时刻,有可能停止膨胀(此时宇宙前沿光子的速度为零)，而在宇宙物质引力作用下，实现对宇宙前沿光量子的负加速、减速；若减速到光速C时，如果再继续减速，将实现光速倒退，进入低于光速的亚光速运行；若是宇宙再度坍缩，那么宇宙前沿光量子将継续减速，当宇宙坍缩到某一时刻，很有可能会有什么力与宇宙物质引力相抗衡，说不定正是70亿年前那个暗能量出来与之对抗，而实现宇宙既不收缩也不膨胀的平衡状态极有可能.那么，此时的宇宙前沿光子将处于零速状态而停止运行；这时，宇宙处于最佳状态，它将有可能永远平稳地运行下去.但也有可能由于宇宙物质引力过于强大,将促使宇宙继续坍缩，在负加速、减速状态下，进入负光速运行；倘若宇宙继续坍缩最终将进入黑洞奇点状态.光子将被困在事件视界中而不能自拔.

 而在以下的论述中，更具挑战性，人们可以看到，在我们这个广阔无垠的宇宙中，光量子被加速和减速的现象，更是普遍存在.

时至当今, 在宇宙中已发现近2000亿个星系，每个星系中又有约2000亿颗星球。与此同时，在宇宙空间中，还存在着无数个黑洞。静止的光子质量为零，运动的光子，应该具有运动质量。宇宙中有着众多的恒星，它们每分每秒都发出大量的光量子(光线)，当光量子（光线）接近大质量星球和黑洞事件视界时，它们将被加速，实现超光速；而当光量子（光线）离开大质量星球和黑洞事件视界时, 它们将被减速，而实现低于光速的亚光速。由于宇宙中有着如此众多的星球和黑洞的存在，把靠近它们的宇宙中如此众多的光量子（光线）加速，而处于超光速状态；同样如此众多的星球和黑洞把离开它们的宇宙中如此众多的光量子（光线）减速，使其处于低于光速的亚光速状态。因此在整个宇宙中的光量子（光线）超光速现象和低于光速的亚光速现象，更是普遍存在。                                            

鉴于狭义相对论及其所确立的洛仑兹坐标变换式：                                 

                     X′＝(X-ut)/[1-(u/c)²]^1/2,

                     t′＝(t -ux/c²)/[1-(u/c)²]^1/2；

                     X＝(X′+u t′)/[1-(u/c)²]^1/2,

                     t＝(t′+u X′/c²)/ [1-（u/c）²]^1/2

时,将保持狭义相对论光速不变原理至高无上的权威性，是绝对不允许超光速存在的。由于宇宙空间包括实验室在内超光速的客观存在．这就意味着对狭义相对论及其所确立的洛仑兹坐标变换式的否定。鉴于以上超光速客观存在的事实,并参照光的波、粒二相性，而提出光速的“光、超二重性”．即光速、超光速并存，以彰显它们各自的特性：光速C将在狭义相对论的范畴内淋漓尽致地彰显它除否定超光速以外的所有特性；超光速也将为人类实现超时空旅行，探寻历史（时间）的过去宇宙创始和人类创生及其宇宙和人类历史长河发展史中等等无穷无尽的奥秘，并包括其它应有的特性．尽管狭义相对论所论及和研究的是超光速、光速、亚光速、零速和负光速这一整条光的速度长链中的一环——真空中的光速C。比起它对于其它亚光速等毫不在意而言，它对超光速的矛盾是不共戴天的主要矛盾。这一切都将在“光、超二重性”中化为兼容。

                                                          2008．12．21．于乌鲁木齐