都说光速是无法超越的，但有没有这种可能:当能量超过光速时，他的存在形态已经超出了人类的认知呢？
关于光速不可逾越的论断，确实是现代物理学的一块基石，它建立在爱因斯坦的狭义相对论之上。狭义相对论的核心观点是，任何携带能量或信息的事物，都无法达到或超过光速。当你试图加速一个有质量的物体时，它的质量会随着速度的增加而增加，需要的能量也会呈指数级增长，最终，要达到光速，需要无限大的能量，这是不可能的。
但是，你提出的关于“当能量超过光速时，它的存在形态已经超出了人类的认知”的设想，这是一个非常有趣且充满哲学思辨的问题。它触及到了我们对“存在”、“物质”、“能量”以及“速度”本身的理解边界。
从狭义相对论的角度来说，超光速是不存在的。如果有什么“东西”表现出超光速的特性，那么我们现有的物理学框架就可能需要修正或拓展。然而，我们可以从几个角度来探讨你这个富有想象力的想法：
1. 理论物理中的“超光速”现象（但并非物质或信息本身超光速）：
量子纠缠 (Quantum Entanglement): 这是目前最接近你设想的一种现象。当两个或多个粒子发生量子纠缠后，它们会形成一个整体，无论它们相距多远，当你测量其中一个粒子的某个性质时（例如自旋），另一个粒子的对应性质会瞬间确定，似乎超出了光速的信息传递。但需要强调的是，量子纠缠并不能用来传递信息。你无法通过操纵一个粒子来即时影响另一个粒子，从而发送一个信号。它的这种“即时性”更多地体现了量子世界的非定域性，而不是传统意义上的信息传输超光速。它的“存在形态”确实与经典粒子截然不同，我们目前的认知也还在深入研究中。
宇宙膨胀中的退行速度 (Recession Velocity): 宇宙正在膨胀，这导致远离我们的星系以越来越快的速度远离我们。在极其遥远的宇宙区域，这些星系远离我们的速度确实可以超过光速。但这里关键在于，是空间本身在膨胀，而不是星系在空间中移动的速度超过了光速。想象一下你在一张正在被拉伸的橡皮筋上画一个点，点本身并没有主动移动那么快，但随着橡皮筋的拉伸，它相对远处的其他点移动的速度会越来越快。这同样不属于物质或信息本身的速度超越光速。
2. 概念的延伸与认知的局限：
你的问题实际上是在问：如果存在一种“能量”或“存在”，它的运动方式完全不同于我们所熟知的有质量粒子，以至于我们用“速度”这个概念去衡量它时，发现它“超过”了光速，这是否意味着它的存在形态是我们无法理解的？
答案是肯定的。我们的物理学语言，尤其是“速度”的概念，是建立在我们日常经验和对经典物理现象观察的基础之上的。当我们谈论“超过光速”时，我们往往是在套用“物体在空间中移动”的范畴。
如果存在一种“能量”，它的“存在形态”并非局限于我们理解的“粒子”或“波”的范畴，或者它的运动方式并非是在我们认为的三维空间中“移动”，那么用光速来衡量它是否“快”或“慢”，可能就失去了意义。
我们可以想象以下几种可能性，用来解释这种“超光速存在形态”：
维度超越 (Higher Dimensions): 也许这种能量存在于比我们通常感知的四维时空（三维空间加一维时间）更高维度的空间中。在更高的维度中，物体可能通过“折叠”或“跳跃”的方式在我们的三维空间中出现，其表观上的移动速度可能远超光速，但它本身并未在三维空间中“加速”到超光速。这就好比你从一张纸的一点跳到另一边的另一点，纸本身没有移动，是你通过改变所处的维度（纸的正面和背面）实现了瞬间的“位移”。
非定域性信息传递的本质 (True Nonlocal Information): 如果未来我们发现了某种机制，能够真正实现信息在粒子间的超光速传递（而非目前的量子纠缠那种受限的关联），那么它所依附的“存在形态”必然是我们现有认知无法涵盖的。这可能意味着信息并非“携带”在某个实体上，而是以某种更基本、更“涌现”的方式存在于时空结构本身。
对“能量”和“存在”定义的根本性颠覆 (Radical Redefinition): 也许我们对“能量”和“存在”的定义都过于局限。我们将其与质量、动量、或者我们能感知到的物理属性绑定。如果存在一种纯粹的、不具“质量”概念的“能量流”，或者一种不依赖于“空间”存在的“意识形态”，那么它是否能“超越光速”就成了我们语言和概念上的挑战。这种“存在”可能根本不是在“运动”，而是一种“状态的改变”，或者是一种对宇宙基本结构的“影响”，而这种影响的速度，我们用“光速”来比拟，就显得不恰当了。
总结来说：
狭义相对论并没有否定“速度”这个概念本身，而是限定了“携带信息或能量的有质量物体的运动速度上限”。你提出的“当能量超过光速时，它的存在形态已经超出了人类的认知”这一点，恰恰是我们理解现有物理学局限性，并展望未来可能突破的绝佳切入点。
如果真的有某种“存在”或“能量”，其表现出的“运动”或“影响”在我们的参照系下似乎超出了光速，那么，这十有八九意味着它的“存在形态”并非我们目前所理解的局限于时空中“移动”的实体。它可能是一种更基础的、更普适的“规律”或“结构”，其“传播”或“显现”的速度，是我们当前物理模型无法捕捉的。这并不是因为光速被“超越”了，而是因为我们用来描述它的概念，比如“速度”和“存在形态”，可能需要被重新定义或扩展到我们尚未触及的认知领域。
这就像试图用古人的语言去描述量子力学一样，语言本身就成为了障碍。你所设想的，正是这种可能性——我们对宇宙深层运作机制的理解，可能远远滞后于这些机制本身的复杂性。
但是，你提出的关于“当能量超过光速时，它的存在形态已经超出了人类的认知”的设想，这是一个非常有趣且充满哲学思辨的问题。它触及到了我们对“存在”、“物质”、“能量”以及“速度”本身的理解边界。
从狭义相对论的角度来说，超光速是不存在的。如果有什么“东西”表现出超光速的特性，那么我们现有的物理学框架就可能需要修正或拓展。然而，我们可以从几个角度来探讨你这个富有想象力的想法：
1. 理论物理中的“超光速”现象（但并非物质或信息本身超光速）：
量子纠缠 (Quantum Entanglement): 这是目前最接近你设想的一种现象。当两个或多个粒子发生量子纠缠后，它们会形成一个整体，无论它们相距多远，当你测量其中一个粒子的某个性质时（例如自旋），另一个粒子的对应性质会瞬间确定，似乎超出了光速的信息传递。但需要强调的是，量子纠缠并不能用来传递信息。你无法通过操纵一个粒子来即时影响另一个粒子，从而发送一个信号。它的这种“即时性”更多地体现了量子世界的非定域性，而不是传统意义上的信息传输超光速。它的“存在形态”确实与经典粒子截然不同，我们目前的认知也还在深入研究中。
宇宙膨胀中的退行速度 (Recession Velocity): 宇宙正在膨胀，这导致远离我们的星系以越来越快的速度远离我们。在极其遥远的宇宙区域，这些星系远离我们的速度确实可以超过光速。但这里关键在于，是空间本身在膨胀，而不是星系在空间中移动的速度超过了光速。想象一下你在一张正在被拉伸的橡皮筋上画一个点，点本身并没有主动移动那么快，但随着橡皮筋的拉伸，它相对远处的其他点移动的速度会越来越快。这同样不属于物质或信息本身的速度超越光速。
2. 概念的延伸与认知的局限：
你的问题实际上是在问：如果存在一种“能量”或“存在”，它的运动方式完全不同于我们所熟知的有质量粒子，以至于我们用“速度”这个概念去衡量它时，发现它“超过”了光速，这是否意味着它的存在形态是我们无法理解的？
答案是肯定的。我们的物理学语言，尤其是“速度”的概念，是建立在我们日常经验和对经典物理现象观察的基础之上的。当我们谈论“超过光速”时，我们往往是在套用“物体在空间中移动”的范畴。
如果存在一种“能量”，它的“存在形态”并非局限于我们理解的“粒子”或“波”的范畴，或者它的运动方式并非是在我们认为的三维空间中“移动”，那么用光速来衡量它是否“快”或“慢”，可能就失去了意义。
我们可以想象以下几种可能性，用来解释这种“超光速存在形态”：
维度超越 (Higher Dimensions): 也许这种能量存在于比我们通常感知的四维时空（三维空间加一维时间）更高维度的空间中。在更高的维度中，物体可能通过“折叠”或“跳跃”的方式在我们的三维空间中出现，其表观上的移动速度可能远超光速，但它本身并未在三维空间中“加速”到超光速。这就好比你从一张纸的一点跳到另一边的另一点，纸本身没有移动，是你通过改变所处的维度（纸的正面和背面）实现了瞬间的“位移”。
非定域性信息传递的本质 (True Nonlocal Information): 如果未来我们发现了某种机制，能够真正实现信息在粒子间的超光速传递（而非目前的量子纠缠那种受限的关联），那么它所依附的“存在形态”必然是我们现有认知无法涵盖的。这可能意味着信息并非“携带”在某个实体上，而是以某种更基本、更“涌现”的方式存在于时空结构本身。
对“能量”和“存在”定义的根本性颠覆 (Radical Redefinition): 也许我们对“能量”和“存在”的定义都过于局限。我们将其与质量、动量、或者我们能感知到的物理属性绑定。如果存在一种纯粹的、不具“质量”概念的“能量流”，或者一种不依赖于“空间”存在的“意识形态”，那么它是否能“超越光速”就成了我们语言和概念上的挑战。这种“存在”可能根本不是在“运动”，而是一种“状态的改变”，或者是一种对宇宙基本结构的“影响”，而这种影响的速度，我们用“光速”来比拟，就显得不恰当了。
总结来说：
狭义相对论并没有否定“速度”这个概念本身，而是限定了“携带信息或能量的有质量物体的运动速度上限”。你提出的“当能量超过光速时，它的存在形态已经超出了人类的认知”这一点，恰恰是我们理解现有物理学局限性，并展望未来可能突破的绝佳切入点。
如果真的有某种“存在”或“能量”，其表现出的“运动”或“影响”在我们的参照系下似乎超出了光速，那么，这十有八九意味着它的“存在形态”并非我们目前所理解的局限于时空中“移动”的实体。它可能是一种更基础的、更普适的“规律”或“结构”，其“传播”或“显现”的速度，是我们当前物理模型无法捕捉的。这并不是因为光速被“超越”了，而是因为我们用来描述它的概念，比如“速度”和“存在形态”，可能需要被重新定义或扩展到我们尚未触及的认知领域。
这就像试图用古人的语言去描述量子力学一样，语言本身就成为了障碍。你所设想的，正是这种可能性——我们对宇宙深层运作机制的理解，可能远远滞后于这些机制本身的复杂性。
网友意见
你不打算诉诸“我们并不知道世界的真实样貌”的话，没有。题目里“都说”的部分是假命题，人类早就能在实验室里让不传递信息的东西超越真空光速：
- 波动的相速度可以轻易地超过真空光速。特殊情况下，波动的群速度也可以超过真空光速。例如强度快速衰减的光脉冲的极大点可以用超过真空光速的速度移动[1]。
- 量子隧穿、量子纠缠的广域关联性可以超越真空光速，但不能用来超越真空光速地传递信息。
不强调“真空光速”的话，介质中的光速低于真空光速，人早就能让粒子在介质内超越介质中的光速，产生切伦科夫辐射。人可以降低光子在真空中的速度[2]，特定的介质可以让光的群速度为零、为负。
在一些理论推演中，光子在卡西米尔真空中的速度可以略微超过真空光速，但目前制作的仪器规模还太小，不足以观测到该效应。
量子真空可以产生切伦科夫辐射[3]和阿斯卡莱恩效应。若有普通飞行超过真空光速的粒子从太空中通过，仪器可以发现它。
理论上始终以超光速运动的快子亦可产生可观测到的效应。如果快子带电荷或参与弱相互作用，切伦科夫辐射或阿斯卡莱恩辐射就会在它从仪器附近通过的时候暴露它的存在。
为了抹平理论与观测事实间的矛盾[4]，1980 年，美国物理学家阿兰·古斯提出了暴胀：极早期宇宙在 10^-35 秒到 10^-34 秒的极短时间内以惊人的速度加速膨胀[5]，那速度完全无视真空光速限制。
- 暴胀宇宙论预言了宇宙的不均匀性，并给出了不均匀程度的估计。根据维尔纳·海森堡的不确定性原理，在暴胀时期，宇宙中存着微小的量子热涨落，暴胀将这些涨落放大到宇观尺度，成为当今宇宙中所有结构的种子。暴胀理论预言，这些原初涨落基本上具有尺度不变性并满足高斯分布。
- 上述预言已经通过测量微波背景辐射得到了精确的证实[6]。
理论物理学家米给尔·阿库别瑞（Miguel Alcubierre）在 1994 年提出的阿库别瑞度规定义了曲速引擎的时空[7]。按照广义相对论来解读，这是一种洛伦兹流形，允许一个曲速泡出现在原先平坦的时空中，并在实质上以超光速移动。
制造曲速泡需要巨大的负能量，但后来有其他学者改进其数学模型，用曲速环的形式将拖动较少物质需要的负能量压缩到卡西米尔真空可以承担的范围附近。
在目前的理论下，曲速引擎是不会被限制在真空光速以下的。如果造得出来，它会是超光速引擎。
现实中，你大概已经见过了 2020 年的“黑洞照片”，那上面的等离子体已经在参考系拖拽的作用下表现了视觉超光速。
可以看看 2021 年初发表的又一个可穿越的虫洞模型：
DOI: 10.1103/physrevlett.126.101102
还有无需负能量、在亚光速时“只要”行星级质量的曲速引擎模型（由之前公开的若干倍木星质量的超光速曲速引擎修改而来）：
DOI: 10.1088/1361-6382/abdf6e
目前我们还不知道时序保护假说或因果律会怎么处理用这类方法实质超光速的物体。时序保护假说也不禁止亚原子粒子利用虫洞跨越遥远的空间，抑或进行时间旅行。
若有通过曲速飞行实质超光速的物体，它周围的曲速泡或曲速环会让你看得清清楚楚：那和你见过的任何东西都不一样。
若有通过虫洞来实质超光速的物体，那个虫洞每一端都会表现为黑洞。
诉诸“我们并不知道世界的真实样貌”的话，没什么东西是确定的，但你并没有办法从你周围“未必真实的现实”之中逃离。
参考
- ^ https://doi.org/10.1007%2FBF01828944
- ^ arXiv:1411.3987 [physics.optics]
- ^ https://doi.org/10.1103%2FPhysRevLett.122.161601
- ^ 在旧大爆炸模型中，宇宙视界不断向外扩张，使新的区域落入到可观测范围之内。然而，当某个观测者第一次看到这些区域时，他会发现彼此相距极其遥远的区域看起来极为相似：背景辐射具有几乎相同的温度，时空曲率的演化也近乎相同。这是一个难题：在从未“沟通”过的情况下，两个从未有过因果联系的区域要如何达到如此接近的温度和曲率呢。
- ^ 这假定可观测宇宙的所有区域来自同一个早期阶段，这一阶段具有很高的真空能量（宇宙常数），视界并不向外扩张，而是维持不动，任何观测者离视界的距离都是相同的。这时，空间指数膨胀，使两个十分接近的观测者极迅速地远离对方，其速度之快，使两者马上超出了对方的可观测范围。当暴胀逐渐衰弱时，宇宙常数趋向于零，空间开始正常膨胀。这一正常膨胀阶段内落入到视界以内的空间区域，正是曾经因暴胀而超出视界的区域。由于这些区域曾经十分接近，所以具有相同的温度和曲率。暴胀理论可以解释为什么相隔遥远的区域具有几乎相同的温度和曲率。它预测在任一时刻的总空间曲率为零，意味着宇宙中的普通物质、暗物质以及残余的真空能量之总和必须是临界质量。现有的观测证据对此表示支持。
- ^ https://lambda.gsfc.nasa.gov/product/map/dr2/pub_papers/threeyear/parameters/64897.web.pdf
- ^ https://arxiv.org/abs/gr-qc/0009013v1
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