3、為何狹義相對論專家聲稱所謂的光速極限不可超越？

在狹義相對論中我們知道，如果一個物體的（靜止）質量為m（注5），其運動速度為v，則該物體的動能大小不是由我們通常所熟悉的表示式

E=(1/2)mv²……（1a）

所給出（注6），而是由一個全新的式子

E=mc²[-1+1/√(1-v²/c²)]……（1b）

所描述（注7），其中符號“√”代表開平方，而字母c則代表光速常數。公式（1b）通常稱為相對論動能表示式，它正是所謂的光速極限不可超越這一論斷的核心根據。

為什麼呢？因為從公式（1b）不難看出，當物體的運動速度越來越接近光速即vàc時，我們有v²/c²à1以及(1-v²/c²)à0；這當然又意味着√(1-v²/c²)à0以及1/√(1-v²/c²)à∞（即無窮大）；但同時我們還知道，一個趨於無窮大的量1/√(1-v²/c²)再減去1後對它的變化趨勢是沒有任何影響的。於是我們得出結論：對於一個（靜止）質量m≠0的物體來說，當其運動速度無限接近於光速時，它為此所需的能量將趨向於無窮之大。我們當然無法為任何物體提供無窮大的能量，於是光速便成為宇宙內任何運動物體不可超越的速度極限。

需要指出的是，以上的推理過程既不涉及高深的數學，也不涉及相關領域內更專業的知識，所以我們相信它是沒有瑕疵的，從而進一步可知，如果（1b）真的是正確無誤的，那麼光速作為宇宙速度的上限理所當然也是成立的。不過話雖如此，我們一時卻既無法保證賴以導出公式（1b）的那些理論前提也都是正確或是有事實根據的（注8），同時又無法保證在微觀與電磁環境下所導出的這個公式（1b）在任何宏觀、電中性環境下也是同樣適用的（注9）；一句話，公式（1b）本身的正確性也許正是問題所在，而眼下中微子與光子的長跑比賽不是正好可以為我們提供檢驗此事的難得契機嗎？

事實上，有待檢驗的並非只是所謂的光速極限會不會被打破的問題，而且還有其它相關問題；比如，假如兩個物體的（靜止）質量相同即m₁=m₂=m，其中m為某個給定的數值，那麼不難推斷出，當v₁>v₂時也一定有E₁>E₂（注10），即速度較大的那個物體其動能也理應較大，當然，反過來的結論也是成立的。以上有關結論在圖3（a）中有一個直觀的圖示。

圖3（a）：

對圖3（a）的說明：圖中橫坐標軸v/c代表物體的運動速度v接近光速常數c的程度，而縱坐標軸E則代表物體的相對論動能大小。圖中通過v/c=1的那條豎直虛線代表E-v函數圖像（實線所示）的漸近線，即後者可以無限接近但卻無法達到（接觸）前者，直觀上這意味着當vàc時有Eà∞成立。圖中物體的（靜止）質量m為單位數值。

其實，所謂的光速極限不可超越的結論還可以從另外一個角度進行論證，這就是以所謂的相對論速度疊加原理作為我們出發的前提（注11）；而這個原理斷言，如果在某個適當的坐標系內兩個相向而行的物體的運動速度分別為u與v，則這兩個物體在狹義相對論意義下的速度合成不是通常的w=u+v，而是W=(u+v)/(1+uv/c²)。

最後，我們再提及一點：其實公式（1b）還意味着，如果世界上存在着（靜止）質量為零的運動物體（或粒子），那麼這物體一定總是以光速前行（注12）。

好了，我們把本節的內容小結一下：1、如果中微子的速度的確是超越光速的，那麼狹義相對論一定是不正確的；2、如果中微子的運動速度被證明就是光速本身，並且同時有證據表明中微子的（靜止）質量是非零的，那麼狹義相對論同樣不正確；3、如果具有同一（靜止）質量的某些中微子的速度雖被證明為總是嚴格小於光速，但同時卻有證據表明，它們中某些速度較大者其能量（即動能）卻反而較小，或者，它們的能量與速度之間不存在圖（3a）所示的依賴關係，那麼狹義相對論仍然是不正確的。

理論平台既已拉開，那麼就等實驗平台與比賽結果揭幕了。