以辯證看待超光速作為出發點，談科學理論的革新_風聞

前排提醒，本文涉及贊成陳平老師、楊振寧教授觀點的內容，請與這兩位相關的PTSD患者酌情觀看。

        通過觀察評論區，特別是風聞區聲音較大的那幾位“科學家”，筆者認為在討論命題“辯證看待超光速”之前，有必要先討論清楚什麼是“辨證”。

       辨證法，唯物主義辯證法這兩個名詞背後的思維邏輯有微妙的區別。

       首先，這兩種辯證法，都是“正”，“反”，“合”。

       但是黑格爾哲學中，指的是從抽象的一般概念開始（正），這個概念引起矛盾（反），矛盾的概念調和於第三個概念中（合）。

       黑格爾的唯心主義思想下，人類的一般認知，是包涵矛盾的，與真理不符的。所以要找到引起矛盾的反題，然後在反題的指引下，得出一個第三概念。

       我們今天講馬克思批判性繼承黑格爾的辯證法，那麼就得説清楚，批判了什麼。馬哲中，有兩句經典的描述：

1、  客觀存在決定主觀意識，主觀意識影響客觀存在。

     2、觀念和概念中的矛盾是對客觀世界普遍存在着的矛盾的反映。

       進而，正題，反題，合題的內涵也就發生了變化。正題是人類的普遍認知，也可以繼續用之前的定義“一般認知”，那麼此時，反題和合題，沿用之前的的概念，便會產生邏輯上的矛盾——正題本身已經包涵了黑格爾辯證法中的正反合。

       我們先跳出概念討論，回顧一下歷史。無論是亞里士多德、黑格爾還是馬克思，都承認人類認知的侷限性，當然他們對人類認知的侷限性究竟在何處有疑問。（譬如亞里士多德就認為，只要能説出來，就代表認知了，這也是西方哲學“辯證法”譯名的由來。）

       作為唯物主義辯證法正反合的具體案例——經典力學理論，其假設本身藴含了假設與實際情況不符的矛盾：

1、假定時間和空間是絕對的，長度和時間間隔的測量與觀測者的運動無關，物質間相互作用的傳遞是瞬時到達的——被廣義相對論證偽。

2、一切可觀測的物理量在原則上可以無限精確地加以測定——被量子力學證偽。

       那麼今天我們完全拋棄經典力學了嗎？並沒有，我們只是為經典力學劃了一個清晰的邊界（以今天的標準），相應的公式都有應用範圍。

       此時諸位則可以直觀的看到，唯物主義辯證法下的正題、反題與合體了。

       正題與合題，本質並沒有什麼不同，假設和公式基本沒變，但是在反題的幫助下，正題的邊界更為清晰。反題本身是為了解決正題矛盾而存在的，合題是成功解決了正題矛盾的反題成立的前提下的“正題”——或者也可以説是被反題勾勒出清晰邊界的正題，也可以更感性一點，正題是480P的小電影，而合題是VIP尊享的4K小電影。

       對於辨證，我們暫時講到這裏。接下來，可以開始討論“超光速”了。

       我們先撇開歷史談光速（雖然歷史很重要辣），光速作為一個常量，在今天的前沿物理學公式當中，基本是普遍存在的。

       光速不變理論，最根本的目的是説，真空中的光速是一個常量，而不是變量，否則以此實驗數據為基礎的方程均無法進行計算。這並不代表愛因斯坦本人，對這一反常理現象並不懷疑。而今天所有物理學的發展，都與這個常量c脱不開關係。如果光速不變理論被“否定”，那麼今天的理論就會被全部“否定”。（請注意，引號中的否定，指的是類似於“中醫黑”否定“中醫”“偽史論”對埃及希臘的否定，即全盤否定，並非前文所指的補充説明）

       我們今天對光速的普遍認知，是源於，相對論中基本假設：光在真空中的速度c是一個常數，與光源的運動狀態無關。也就是説，在直觀認知中超光速指的是宇宙旅行、跨空間信息傳遞的速度，目前為止，沒有嚴格意義上超光速現象的確切證明。——如果量子糾纏可以超光速傳遞信息，那麼的確可以證偽。進而解決相對論的假設本身所存在的矛盾。如同牛頓力學的假設中所存在的矛盾一樣。

       當然我們可以在現有理論基礎”完全正確”這一假設的基礎之上，討論與常規認知相比，反常的“超光速”現象。

1、 宇宙膨脹與紅移，這個網絡上討論的人較多，相關的視頻也很多，這裏只做簡要的論述。對紅移原因的推測即是建立在光速不變基礎之上的。對於遠離地球的發光天體，光速不會變化，那麼只能光攜帶的能量會發生變化了，表現就是頻率的降低，即紅移。對於宇宙空間的膨脹速度，説法較多，有修補相對論的，也有打着推翻相對論名頭的，但問題都很明顯，那就是沒有切實的實驗證明。

2、  物體A與B朝相反方向運動，對於觀察者C****來説，速度超過光速，這個目前為止，沒有意義，或者説，對於觀察者C而言，無法利用。諸位可以認為這算超光速現象，但與我們今天要着重討論的內容無關。

還有另一種程度上的“幻覺”，上一篇文章的段落並附上鍊接，給關注這方面趣聞的水友們。

在這幅非等比尺度藝術插圖中，模擬射電圖像顯示了兩個中子星合併產生黑洞產生的超高速射流，這是在2017年8月觀測到的一個戲劇性事件。圖片：D. Berry, O. Gottlieb, K. Mooley, G. Hallinan, NRAO/AUI/NSF

3、  契倫科夫輻射、光的“相速度”與光速背後代表的實際意義。

先上一張圖，簡要的講解一下光的產生與介質。

這張圖中，筆者為了方便後面的講解，將電子描繪成電子雲，看起來有一點不直觀。

光的本質是以電子為代表的帶能粒子，能級躍遷時，釋放出的電磁波。真空中，傳播速度為常量c，在不同的介質中，有相應的“相速度”，這個相速度指的是光進入介質後，波長髮生變化的現象，並不具有“速度”的涵義，只不過可以通過公式轉換為一般意義上的速度。

凝聚態物質，原子間有較強的相互作用，這類相互作用，對光的傳播速度會有一定的影響。我們這裏引入一個有意思的概念：“聲子”。

聲子是上世紀物理學家在研究聲音傳播時，參考光子定義的一個虛擬概念，説其是虛擬，是指現實中並沒有相應的物質（或者説基本粒子）可以被定義為“聲子”。

對於在參考系中速度為0的原子也並非靜止不動的，原子會相對於其原位置作振動，凝聚態物質中，因為原子間較強的相互作用，振動會以類似彈性波的方式進行傳播。換句話説，也就是只有在這種具有一定規律的集體相互作用下，聲子才會存在。在微觀層面，這樣的現象是很普遍的，通常被稱作元激發或準粒子。

相較於之前關於原子激發態的示意圖，我們可以抽象的認為，光子與聲子作用，產生了新的光子與聲子。

光子與聲子間的相互作用，或者説光在介質中傳播時的模型假設，是基於統計物理學的基礎而存在的，也就是説，很難截取某個時間點，某個“光子”經過某個晶格時所發生的變化（基於量子力學的測不準原理）。

在介質中光速的轉變，是即時生效的，也就是説，在真空中30萬千米每秒的光，在射入水中的一瞬間，光速就變為22萬千米每秒（不同温度的水密度不同，傳播速度也不同）。——這也再次證明了光的本質是電磁波。

那麼，契倫科夫輻射的現象也就可以解釋了，因為對於能與原子進行強相互作用的粒子而言，在介質中速度的變化是連續的，其射入水中後的速度變化，不會像光速一樣立即發生變化，所以在某些介質中，一定會出現一些粒子的速度，超過光在該介質中的相速度。

對於真空中的光速，我們可以再解讀為在沒有約束的情況下，電磁場傳播的速度。（當然這沒有任何意義，就好比在學經典力學時，非要矯正牛頓的説法一樣）

4、  量子糾纏、光的羣速度與信息的超光速傳輸 “悖論”。

對於量子糾纏，諸位可以效仿剛才我們講“聲子”時，所提到的羣體行為來理解，不同於“聲子”的是，至少對於今天的人類而言，我們並沒有有效的觀測手段，來搞清楚具備不同疊加態的量子整體行為中，各疊加態的行為。那麼科學的結論，就指向了一個反直覺的認知——薛定諤的貓。

兩個量子經過相互作用，具備了集體行為之後，將他們分離，無論再遠，只要其中一個被測量後，也可以立馬知道另外一個的狀態。

但是目前，我們仍舊無法超光速的傳輸量子，或者超光速的操作量子，也就是説，對於沒有發生量子糾纏的兩個量子，我們無法“隔空”（嚴謹一點的話，諸位可以假定一個量子在地球，另一個在天王星）使其發生量子糾纏。

這也就是今天的科學結論，物質（或信息）無法超光速的原因之一。

對於我們今天所討論的因果律而言，作用的結果，必須發生在作用產生以後。信息的本質，即是某類“有效的”作用，即某個時刻產生的作用必然在這個作用。

我們進入本段內容的正題，先科普關於光羣速度定義的由來。

我們知道，電子本身便具有疊加態，而且如同原子一樣，電子本身也會“振動”當然這個振動的表現形式與之前我們討論聲子時，原子振動的方式有所不同。如下面的簡圖所示電子的振動，指的是電子在“電子雲”中不同位置出現的概率會不斷髮生變化：

那麼，即是是自然界中存在的單色光（比如激光）而言，也是具有頻譜的（除非你能找到真正意義上單個的運動中的光子）。

以理想狀態下，單個的光脈衝作為案例。

可以發現雖然光是以a點作為起始點，但，光信號指的是在相位一致，進而能量最大的那段區域。

對於光脈衝而言，這段波峯傳播的速度，是光的“羣速度”，也就是光信號傳播的實際速度。對於理想狀態中的電磁場而言，a點的速度，是光波的前沿速度

這是上面刊載了那張光包絡圖論文的鏈接，有興趣的小夥伴可以下載看一看：

《光纖中基於受激布里淵散射的快慢光 及超光速傳輸的研究》

學  校：  上海交通大學

博士生：  張  亮

導  師：  詹  黎  教授

2016 年 1 月

https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CDFD&dbname=CDFDLAST2020&filename=1019681797.nh&v=Cm%25mmd2Bj%25mmd2BLZ9GTtP9%25mmd2F%25mmd2F7%25mmd2Fu%25mmd2BPkm9799TFNmVRVUjJ4Fjo6ygm4ULq2eOirl0K0mw0XPN%25mmd2B

在這篇論文中，主要的研究手段，就是利用“光子與聲子的作用”（即布里淵散射），描述的一類反常現象是，對於一個光程足夠短的介質，會發生光信號還沒有進入光纖，光纖的另一頭就已經發射出光信號的情況。這就是我們今天所説的具有實際意義的超光速傳輸。——當然，雖然羣速度已經超光速了，但光的前沿速度仍舊沒有超越光速，所以諸位還不用擔心自己對相對論的信仰會被推翻。

我們繼續對“信息”這個概念進行討論，順便開啓下段內容，在上面的討論中，筆者已經暗示了一點，今天我們所説的“觀察”並不是真正意義上的“隔岸觀火”，光信號的傳遞已經是量子層面糾纏行為的結果了，也就是説，無論通過什麼樣的儀器轉化光信號，當你“看到”的時候，量子糾纏已經發生了。今天對於微觀領域的探測，經常用的一個概念就是“探針”，這點在觀網的新聞中已經有所體現了。

5、  對太空中光速是否可超越的理論探索

對相對論提出質疑，是物理學的傳統了，這裏先上一篇勁爆的論文，北京工業大學的信息學教授寫的（頭銜可能説錯了，如果大佬也看觀網，毋怪）。

《觀測與相對論:光速在愛因斯坦狹義相對論中為什麼不變?》

北京工業大學學報.        2020,46(01)

編者按:

《北京工業大學學報》本期設立一個新的欄目———“學術爭鳴”．毛澤東主席曾提出著名的發展科學繁榮文學藝術“雙百方針”，即“百花齊放，百家爭鳴”． 習近平總書記也曾指出: 要提倡創新，鼓勵探索，開展學術爭鳴，活躍學術空氣．本期“學術爭鳴”刊載阮曉鋼教授題為《觀測與相對論: 光速在愛因斯坦狹義相對論中為什麼不變? 》( 以下簡稱《觀測與相對論》) 的論文． 《觀測與相對論》是一篇純粹的學術論文，是邏輯和理論的產物． 然而，其中由邏輯和理論導出的“觀測相對論”，卻是對愛因斯坦狹義相對論乃至廣義相對論的挑戰，是對物理學主流學派思想和理念的挑戰，是對人類近現代自然觀的挑戰．真理，既是實證的，又是思辨的． 無論實證，還是思辨，都離不開學術爭鳴． 為探求自然真諦，本刊將《觀測與相對論》呈獻於“學術爭鳴”———“奇文共欣賞，疑義相與析”．

https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2020&filename=BJGD202001010&v=2SElGXNNGRRVxxZWgW09RLxhL3LksBUE1B04sJW34TBpg5HwIw5h07xcR4N%25mmd2Fz4%25mmd2F6

以及相關的反駁和回應的文章：

《評阮曉鋼教授的“觀測相對論”》

https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2020&filename=BJGD202007014&v=2SElGXNNGRRckGyplbd%25mmd2BZkq0mjuWUK2NxMTpRh%25mmd2FmzcpHsJf4tIFPrB06FtPQXAYs

《答<評阮曉鋼教授的“觀測相對論”>》

https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2020&filename=BJGD202007015&v=2SElGXNNGRT6Vqa6LDn3zS%25mmd2B6yiv28h3hDOURvLODmRH2xB9VAQwojSWLV5GAE%25mmd2FNm

這篇論文的核心思想，其實就是從對羣體行為、系統信息的思考而出發的。

我們知道，對於人體而言，每個細胞的行為本身並不一定會直接體現為人體的行為。而在另外一些複雜系統中也是如此，複雜系統中較低層級的子系統中的信息，在整個系統中並不一定會被體現，也就是説低層級信息載體與高層級的信息載體並不相同。只有具備了某種結構的子系統，才會被作為更高層級傳遞信息的載體。那麼自然，高層級的信號，要轉化為低層級的特定信號，也一定要通過特定的結構。哪怕兩個不同載體的信號，承載的信息完全相同。

這個哲理不是很難理解，在各類學科中都有不同的表現形式，為了避免抬槓，筆者還是舉一個例子，文化是指代人類某個羣體承載的信息——雖然中文是模糊的，譬如我會誇某人有“文化”，但是應該不會有人説某個教師教某個學生知識=教師文化輸出學生。

熟悉陳平老師的同學，看完這段內容以後也應該會很快的想起普里戈金的耗散結構理論，以及《代謝增長論》中，關於演化的論述。

本段內容中提到的論文，對媒介速度與觀察效應，提出了一個反思，認為我們今天人類的觀察仍舊受限於光速，並希望解決經典力學、量子力學、相對論之間的矛盾。或者説希望做愛因斯坦對經典力學做的事情，給相對論劃一個清晰點的邊界，為找到可利用的在太空中超光速信息傳輸的做了一個思維試驗（物質運動目前希望仍舊很渺茫）。

但我們需要明白一點，在物理學中，思維試驗再好，再完美，仍舊需要實驗來驗證，諸位可以推測一下，假如愛因斯坦的理論沒有被實驗證明，他在今天的風評會不會類似於霍金。

       作為文章的總結，筆者必須對所謂的“超光速現象不存在”這個論點進行批判。

       我們必須要明白，科學的結論的實際意義是什麼。科學技術在今天，代表的是人類與物質交互的最可靠手段，如果科學結論證明不存在，並不代表現實世界真的不存在，只是説，並沒有可靠的手段去實現（cue一下@鷹擊長空 “科學只能證明有不能證明無”，聲子這個概念既有也無，我有點好奇他會怎麼解釋），作為一個羣體，人類所能掌握的資源是有限的，太空時代筆者不敢斷言，但是至少在今天，在地球上我們不可能再像古代社會，單純的利用猜測去探索發現。我們必須把有限的資源，投入到有保障的方向上。

陰陽五行是古代經驗總結，今天在物理學中我們不用的原因，並不是因為我們證明了“陰陽五行”不行，而是我們並沒有證明“陰陽五行”為什麼行，有些朋友會認為陰陽五行將來會被應用在量子領域，但問題是，目前為止我們並沒有證明微觀層面的信息在宏觀的領域展現的機制。而今天的國際形勢，也不容許我們完全扔掉西方科學技術，關起門來，試一試中國傳統文化能不能獨立發展出能比肩“西方科學技術”的技術。

       不是説，科學結果説不存在，在輿論場裏，你也説不存在，你就“科學”了，科學家根據科學理論得出的結果説不存在，但是每個科學家，至少是每個物理學家，在瞭解力學史的前提下，偶爾都會做一做超越愛因斯坦的夢，只不過沒人把大傢伙的錢拿去打水漂或者説學民科去騙錢。

       這也是為什麼，楊振寧教授，堅決反對建加速器，建議國家發展凝聚態物理的原因，要了解微觀世界，要做到太空中的超光速傳輸信息，那麼我們必須要有操作更微觀層面物質（或者如果你是弦論的愛好者，説操作弦也行）的技術，要有切實的物質基礎。粒子加速器仍舊是利用電磁場去“找”新物質，讀過歷史的話，會知道在古代煉丹、鍊金術也是尋找新物質（大膽一點，火也有電磁輻射），在技術手段、設備沒有革新的情況下，無異於浪費錢。

       諸位也可以看見，前幾天河北反相對論得獎的那位教授，之所以有這樣的事情發生，實際上，也是我們的輿論場裏，關於科學的認知仍有一定的侷限（換句話説，這個獎，實際意義在於提高了公眾對科學的認知）。

       如文章開篇所述，在辨證看待相對論的前提下，將來有一天，我們或許會推翻相對論，但是如同對經典力學的推翻一樣，新的廣義相對論的合題仍舊會是廣義相對論，但其邊界會變得更清晰。順着這個思路，我們也可以沿用到中國古代歷史、西方古代歷史、中醫上，但這些會是下篇文章的內容了，我們就此打住。

       本文最後，想提醒一下文章區的民科們，咱們大傢伙鍵盤上討論一下，開心了就好，別幻想組織上或者其他公司投錢給你（話説有沒有法律界大佬，舉報騙錢的人有獎金沒），批判一方也千萬別覺得自己跟着科學家的説法複述，就證明你真的掌握科學精神了。——美國德堡WHO也側面保了一下，你信這次疫情跟美國人沒關係嗎？你在查閲了相關資料，特別是火鍋大王關於時間線的整理後，保留一定程度的懷疑才是真正的科學精神，因為科學本身的定義就代表了人類的認知是有侷限性的（以官方的做法為標準，就是要求美國佬也開放德堡接受WHO的檢查）。打着科學旗號，玩一神教，是西方的傳統，可不是中國的傳統。

筆者僅僅是週末去查閲了相關資料，並在這兩天上班摸魚期間進行了思考，並沒有真正的掌握相關的公式（頂多知道是幹嘛的，怎麼去算），只敢説自己做到了辨證看待超光速現象，科學的看待説起來是有點心虛的，不知道詳細的流程，很難做到真正的科學看待。——這也是我黨要求領導人必須有各級政府從政經驗的原因。