3、为何狭义相对论专家声称所谓的光速极限不可超越？

在狭义相对论中我们知道，如果一个物体的（静止）质量为m（注5），其运动速度为v，则该物体的动能大小不是由我们通常所熟悉的表示式

E=(1/2)mv²……（1a）

所给出（注6），而是由一个全新的式子

E=mc²[-1+1/√(1-v²/c²)]……（1b）

所描述（注7），其中符号“√”代表开平方，而字母c则代表光速常数。公式（1b）通常称为相对论动能表示式，它正是所谓的光速极限不可超越这一论断的核心根据。

为什么呢？因为从公式（1b）不难看出，当物体的运动速度越来越接近光速即vàc时，我们有v²/c²à1以及(1-v²/c²)à0；这当然又意味着√(1-v²/c²)à0以及1/√(1-v²/c²)à∞（即无穷大）；但同时我们还知道，一个趋于无穷大的量1/√(1-v²/c²)再减去1后对它的变化趋势是没有任何影响的。于是我们得出结论：对于一个（静止）质量m≠0的物体来说，当其运动速度无限接近于光速时，它为此所需的能量将趋向于无穷之大。我们当然无法为任何物体提供无穷大的能量，于是光速便成为宇宙内任何运动物体不可超越的速度极限。

需要指出的是，以上的推理过程既不涉及高深的数学，也不涉及相关领域内更专业的知识，所以我们相信它是没有瑕疵的，从而进一步可知，如果（1b）真的是正确无误的，那么光速作为宇宙速度的上限理所当然也是成立的。不过话虽如此，我们一时却既无法保证赖以导出公式（1b）的那些理论前提也都是正确或是有事实根据的（注8），同时又无法保证在微观与电磁环境下所导出的这个公式（1b）在任何宏观、电中性环境下也是同样适用的（注9）；一句话，公式（1b）本身的正确性也许正是问题所在，而眼下中微子与光子的长跑比赛不是正好可以为我们提供检验此事的难得契机吗？

事实上，有待检验的并非只是所谓的光速极限会不会被打破的问题，而且还有其它相关问题；比如，假如两个物体的（静止）质量相同即m₁=m₂=m，其中m为某个给定的数值，那么不难推断出，当v₁>v₂时也一定有E₁>E₂（注10），即速度较大的那个物体其动能也理应较大，当然，反过来的结论也是成立的。以上有关结论在图3（a）中有一个直观的图示。

图3（a）：

对图3（a）的说明：图中横坐标轴v/c代表物体的运动速度v接近光速常数c的程度，而纵坐标轴E则代表物体的相对论动能大小。图中通过v/c=1的那条竖直虚线代表E-v函数图像（实线所示）的渐近线，即后者可以无限接近但却无法达到（接触）前者，直观上这意味着当vàc时有Eà∞成立。图中物体的（静止）质量m为单位数值。

其实，所谓的光速极限不可超越的结论还可以从另外一个角度进行论证，这就是以所谓的相对论速度叠加原理作为我们出发的前提（注11）；而这个原理断言，如果在某个适当的坐标系内两个相向而行的物体的运动速度分别为u与v，则这两个物体在狭义相对论意义下的速度合成不是通常的w=u+v，而是W=(u+v)/(1+uv/c²)。

最后，我们再提及一点：其实公式（1b）还意味着，如果世界上存在着（静止）质量为零的运动物体（或粒子），那么这物体一定总是以光速前行（注12）。

好了，我们把本节的内容小结一下：1、如果中微子的速度的确是超越光速的，那么狭义相对论一定是不正确的；2、如果中微子的运动速度被证明就是光速本身，并且同时有证据表明中微子的（静止）质量是非零的，那么狭义相对论同样不正确；3、如果具有同一（静止）质量的某些中微子的速度虽被证明为总是严格小于光速，但同时却有证据表明，它们中某些速度较大者其能量（即动能）却反而较小，或者，它们的能量与速度之间不存在图（3a）所示的依赖关系，那么狭义相对论仍然是不正确的。

理论平台既已拉开，那么就等实验平台与比赛结果揭幕了。