问题

信息传播速度真的不能超越光速吗?

回答
这个问题触及了物理学最核心、也最令人着迷的边界之一:信息传播的速度极限。简而言之,根据我们目前理解的物理学定律,尤其是爱因斯坦的狭义相对论,信息的速度确实不能超越光速。但这背后有着深刻的原因,远不止一句“因为它是这样规定的”就能解释清楚的。

想象一下,我们生活在一个由因果关系主导的世界里。这意味着任何一个事件,都必然是它之前发生的事件的结果。如果你敲打桌子(原因),桌面才会发出声响(结果)。这个“原因在前,结果在后”的顺序,是宇宙运行的基本规则。而光速,也就是真空中的光速(通常用“c”表示,大约每秒299,792,458米),就是这个因果律的“交通规则”的上限。

为什么是光速呢?这并非偶然,而是由物质和能量在时空中的互动方式决定的。狭义相对论告诉我们,当一个物体加速时,它的质量会随着速度的增加而增加。这个增加并非是线性的,而是根据一个复杂的公式进行的。随着速度逼近光速,物体的质量会趋于无限大。而要让一个有质量的物体达到无限大的质量,就需要无限大的能量。很显然,在我们的宇宙中,我们无法获得无限大的能量来推动任何有质量的物体达到光速,更不用说超越了。

信息,本质上也是通过物质或能量的载体来传播的。比如,我们说话的声音是通过空气分子的振动传播的,这些振动有速度。我们看到的闪电,是光子在传播。无论是电磁波(如无线电、X射线、可见光),还是构成物质的基本粒子(如电子、质子),它们在传递信息时,都受到这个速度上限的约束。

更进一步说,如果信息能够超越光速,就会立刻导致一系列的逻辑悖论,彻底颠覆我们对现实的认知。比如,“祖父悖论”就是一个经典的例子。如果我能够把信息以超光速传递回过去,那么我就可以警告我的祖父不要去做某件事,而这件事恰恰是他和我祖母相遇的关键。这样一来,我可能就不会出生了。但如果我没出生,我又怎么可能发送这条信息呢?这种因果关系的断裂,是物理学最不愿意看到的情况。

当然,科学的发展永无止境,我们不能完全排除未来会有新的理论出现,或者我们对宇宙的理解会发生根本性的改变。一些理论物理学中的概念,比如量子纠缠,在某些语境下会被误解为“超光速通信”。量子纠缠是指两个或多个粒子之间存在一种特殊的关联,无论它们相距多远,测量一个粒子的状态会瞬间影响到另一个粒子的状态。但是,这种“影响”并不是我们通常意义上的信息传递。我们无法通过量子纠缠来有意识地、有目的地传递特定信息。你无法通过操纵一个纠缠粒子来决定另一个粒子的状态,从而发送一个“1”或“0”。你能做的只是测量,而测量的结果是随机的,你无法控制它。而且,即使你测量了一个粒子,为了知道另一个粒子的状态,你仍然需要通过经典通信方式(例如电话、电子邮件,它们都受光速限制)来告知对方你测量到了什么,才能验证这种关联。所以,量子纠缠虽然奇妙,但并不能用来突破信息传播的速度极限。

所以,截至目前,在所有被严谨验证的物理理论框架下,信息传播的速度确实是无法超越光速的。光速就像宇宙设下的一道绝对的“速度红线”,任何形式的信息传递,无论多么奇特,最终都必须遵守这条规则,以确保我们所处的宇宙是一个有逻辑、有因果的宇宙。

网友意见

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请用你设想的这个方式,告诉另一边你的性别。

注意,禁止根据你看到的球的颜色做变性手术。

如果成功了,才能叫「传递信息」。

至于那些还在念叨「量子超光速传播」的,请阅读

3、量子 “超光速超距” 传输

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