超光速物體的基本特性

1、超光速物體的基本特性    論文摘要：設(shè)超光速范圍(u>c)的時(shí)空變換因子為：k=1/（u/c）2-11/2超光速范圍(u>c)的坐標(biāo)變換為：x=k(x+ ut ) y=y, z=z(1)根據(jù)“相對(duì)性原理”，坐標(biāo)逆變換為：x=k(x-ut ) y= y, z = z(2)根據(jù)（1）、（2）得到時(shí)間變換為：t= kt-x(1/k2)-1 /u(3)時(shí)間逆變換為：t= kt+x(1/k2)-1 /u(4)當(dāng)t=（ t2/ -t1/）>0時(shí)，必有t=(t2-t1) >0，即，當(dāng)我們?cè)谝粋€(gè)坐標(biāo)系觀測(cè)事物發(fā)展為t2>t1時(shí)，在另一個(gè)坐

2、標(biāo)系觀測(cè)事物發(fā)展，必有t2/ > t1/這意味著：在超光速范圍(u>c)，在不同坐標(biāo)系觀測(cè)事物的發(fā)展過(guò)程，時(shí)間具有一致的方向性、不可逆性，超光速不會(huì)導(dǎo)致時(shí)間倒流。超光速物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量：m=m0/（u2/c2-1）1/2(5)在超光速領(lǐng)域，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(m)隨著自己運(yùn)動(dòng)速度（u）的增大而減小。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度（u）無(wú)窮大時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(m)等于0。表明物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，越容易加速。如果物體的靜止質(zhì)量（m0）不等于0，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度（u）慢到非常接近光速時(shí)(uc)，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量( m)趨于無(wú)窮大。超光速物體的能量為：E=mc2 =m0 c2/（u2/c2-1）1/2(6)如

3、果物體的靜止質(zhì)量不等于零，m00，則需要供給它無(wú)窮大的能量，它的速度才可能減小到光速c。當(dāng)物體的速度無(wú)窮大(u=)時(shí)，它的能量E=0在光速領(lǐng)域，當(dāng)物體的速度u=0時(shí)，它的能量E= m0 c2超光速物體的能量和動(dòng)量的關(guān)系式為：E=（P2 c2- m02 c4）1/2當(dāng)物體的速度無(wú)窮大(u=)時(shí)，它的動(dòng)量P= m0 c在光速領(lǐng)域，當(dāng)物體的速度u=0時(shí)，它的動(dòng)量E=0由此可見(jiàn)，速度u=0和速度無(wú)窮大（）的物體，具有某種對(duì)稱(chēng)關(guān)系?！皶r(shí)間”和“空間”不能先驗(yàn)地給定，而應(yīng)當(dāng)由“物質(zhì)”及其“運(yùn)動(dòng)”所決定。在宇宙中，并沒(méi)有速度上限，因而宇宙空間無(wú)限大。在時(shí)間上，從大爆炸開(kāi)始膨脹，許多億億年以后便始收縮，然后再

4、膨脹，再收縮循環(huán)往復(fù)，以至無(wú)窮。大爆炸前宇宙有能量、有運(yùn)動(dòng)，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有時(shí)間，只不過(guò)這些時(shí)間永遠(yuǎn)無(wú)法被人們了解罷了。時(shí)間，是人們從事物運(yùn)動(dòng)發(fā)展的過(guò)程中抽象出來(lái)的概念，總的來(lái)說(shuō)，廣義的時(shí)間沒(méi)有開(kāi)始，也沒(méi)有結(jié)束。因此，在超光速領(lǐng)域(u>c)，物體不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好與光速領(lǐng)域情況相反。物體的能量減少（對(duì)外做功，釋放能量）引起其速度的增加，當(dāng)物體的能量減少到0時(shí)（能量全部釋放），物體的速度趨于無(wú)窮大()。這說(shuō)明，無(wú)窮大的速度是可以達(dá)到的，宇宙不存在極限速度，為了得到無(wú)窮大的速度，不僅不需要無(wú)窮大的能量，反而需要物體向外界釋放全部的能量。當(dāng)物體的

5、能量增加（外界對(duì)物體做功，供給能量）引起其速度的減少，必須供給物體的能量無(wú)窮大()，其物體的速度才能達(dá)到光速c。光速c是超光速領(lǐng)域的最低極限。超光速領(lǐng)域的動(dòng)量定理表達(dá)式為：F= - dp/dt= - d(mu)/dt (7)與光速領(lǐng)域的動(dòng)量定理相差一個(gè)負(fù)號(hào)。這樣，在超光速領(lǐng)域，物體作圓周運(yùn)動(dòng)所需要的不是向心力，而是離心力！但是，由于在超光速領(lǐng)域牛頓第三定律依然成立，故動(dòng)量守恒定律仍然適用。當(dāng)u>>c時(shí)F=-m0uc3a(8) 上式表明：當(dāng)u>>c時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)加速度a的大小，與它所受的合外力F、速度u、靜止質(zhì)量m0的大小成正比，其中，c3為比例常數(shù)；a的方向與F的方向相反

6、。與牛頓第二定律不一樣。下面，我們討論物體的碰撞情況：質(zhì)量為m的小球B靜止不動(dòng)，質(zhì)量為M的小球A，以速度u（u>>c）沿x軸正方向（向右）與小球B發(fā)生彈性碰撞后，速度變?yōu)閡。 小球A速度變?yōu)関。原來(lái)靜止的小球B受到外力為動(dòng)力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但vcu。 小球B的速度永遠(yuǎn)達(dá)不到c。小球A受到的外力為阻力（與其運(yùn)動(dòng)方向相反），故能量減小，但速度反而增加，即u>u>c> v。即碰撞前后，超光速的小球A的運(yùn)動(dòng)速度，始終大于小球B的運(yùn)動(dòng)速度。在碰撞那一刻（t0），小球A能夠突破小球B所占的時(shí)空而穿越它！這種效應(yīng)是時(shí)空的基本屬性引起的,與小球A、B具體結(jié)構(gòu)

7、無(wú)關(guān)。這是超光速物體具有的最顯著的特性！如果用我們生活的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類(lèi)比，有點(diǎn)象電磁波能夠突破水泥板所占的時(shí)空而穿越它！。用超光速理論對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行解釋?zhuān)汗δ苋擞靡饽钍顾幤任矬w處于超光速狀態(tài)，因而藥片可以突破空間障礙，藥片與藥瓶碰撞穿壁之后，速度非常迅速地減小為零，恢復(fù)靜止?fàn)顟B(tài)。在藥片“抖”出藥瓶的錄象畫(huà)面，只見(jiàn)一道白光。那是因?yàn)?，超光速運(yùn)動(dòng)的藥片體積變小。由于藥片運(yùn)動(dòng)的速度接近光速，故在水平方向的長(zhǎng)度接近0，在與運(yùn)動(dòng)方向垂直方向的長(zhǎng)度不變，因而只見(jiàn)一道豎直白光。一、超光速物體存在的可能性根據(jù)愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論，物體的能量為：從上式可看出，一切物體的運(yùn)動(dòng)速度V都不可能大于光速c（光在真空中的速度

8、）。如果物體的靜止質(zhì)量m0=0（例如光子），它的運(yùn)動(dòng)速度V可以達(dá)到光速c，但不可能大于光速c。如果物體的靜止質(zhì)量m00，為了把物體加速到光速，就需要無(wú)窮大的能量。因此，愛(ài)因斯坦認(rèn)為光速c是宇宙的極限速度。根據(jù)量子力學(xué)的理論，在相互糾纏的微觀粒子（如電子、光子等）之間，存在某種不可思議的超光速關(guān)聯(lián)，如果對(duì)其中的一個(gè)粒子進(jìn)行測(cè)量，另一個(gè)粒子將會(huì)瞬時(shí)“感應(yīng)”到這種影響，并發(fā)生相應(yīng)的變化，而無(wú)論它們相距多遠(yuǎn)。這種信息的傳遞是“超光速”的。在宇宙中，既然有始終以光速運(yùn)動(dòng)的光子，有始終以低于光速的速度運(yùn)動(dòng)的粒子，為什么不會(huì)有始終以高于光速的速度運(yùn)動(dòng)的粒子呢？也許，宇宙中本來(lái)就存在速度始終高于光速的粒子。現(xiàn)

9、代科學(xué)認(rèn)為，我們目前的宇宙，起源于大約150億年前的一次“大爆炸”。 爆炸前的“宇宙”的體積無(wú)限小，“宇宙”具有的能量E是一個(gè)有限值。根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能關(guān)系E=c2m得知，宇宙的能量E部分轉(zhuǎn)換為質(zhì)量，便有了質(zhì)子、中子和電子，原子、分子、銀河系、太陽(yáng)系、地球、動(dòng)植物、人類(lèi)現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，對(duì)于爆炸前的“宇宙”，當(dāng)今人類(lèi)掌握的一切科學(xué)知識(shí)完全失效。因此，宇宙“大爆炸”發(fā)生那一刻，完全有可能在產(chǎn)生質(zhì)子、中子和電子的同時(shí)，也直接產(chǎn)生了超光速粒子。到目前為止，宇宙中被發(fā)現(xiàn)共有4種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用、弱相互作用。作用的方式是交換粒子，而粒子的運(yùn)動(dòng)速度則被限制在光速c之內(nèi)。因此，

10、處在光速中的光子，只能在其迎面方向上受力而減速（例如光在玻璃中的運(yùn)動(dòng)速度小于c），而不可能在其運(yùn)動(dòng)方向上受力而加速，因?yàn)橐陨?種基本相互作用交換的粒子，不可能從背后追上（真空中的）光子而使其加速。如果宇宙中本來(lái)就存在第5種基本相互作用，交換的粒子是超光速的（稱(chēng)為超子），那么，超子就可以從背后追上（真空中的）光子，發(fā)生碰撞而使其加速。我認(rèn)為，人類(lèi)發(fā)現(xiàn)超光速物體是遲早的事情。下面，我們?cè)趹T性參照系范圍探討超光速領(lǐng)域（u>c）物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，其目的是企圖發(fā)現(xiàn)新的時(shí)空理論、新的物理規(guī)律、新的能源使用方式。二、超光速理論1、超光速時(shí)空坐標(biāo)變換與愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論所建立的時(shí)空觀，集中表現(xiàn)在洛侖滋變換

11、一樣，超光速時(shí)空觀集中反映在從一慣性系到另一慣性系的時(shí)空坐標(biāo)變換式。愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論建立的兩個(gè)理論基礎(chǔ)是：“光速不變?cè)怼焙汀跋鄬?duì)性原理”，由此可求得收縮因子：k=1/1-(u/c) 21/2進(jìn)而得到新的時(shí)空坐標(biāo)變換式洛侖滋變換。在超光速領(lǐng)域，假定“相對(duì)性原理” 仍然適用，會(huì)不會(huì)有一個(gè)與“光速不變?cè)怼毕鄬?duì)應(yīng)的“某種速度不變?cè)怼蹦?？如果有，這個(gè)“速度”是否會(huì)代替“光速”而成為宇宙的極限速度？假設(shè)存在這么一個(gè)“速度”，表示為V=nc(n>1)，“速度V不變?cè)怼钡臄?shù)學(xué)表達(dá)式相應(yīng)修改為：x=tnc      （在靜止坐標(biāo)系S）x=tnc（

12、在速度為u的慣性坐標(biāo)系S） “相對(duì)性原理”的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：x=k(x+ut) x=k(x-ut)由此我們可以得到:1/k=1-(u2/n2c2)1/2 但是，當(dāng)坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)速度u接近光速c時(shí),1/k=1-(1/n2)1/2這意味著：當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的速度u接近光速c時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的時(shí)間并不趨于“停滯”，運(yùn)動(dòng)尺子的長(zhǎng)度也并不趨于“0”。為了保證能夠與愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的時(shí)空銜接，我們只能規(guī)定：n趨于無(wú)窮大！假定存在一個(gè)“無(wú)窮大速度的不變?cè)怼笔菦](méi)有任何意義的！所以，我們得到的結(jié)論是：在超光速領(lǐng)域，有一個(gè)與“光速不變?cè)怼毕鄬?duì)應(yīng)的 “速度V不變?cè)怼钡募俣ú荒艹闪?！我們不能用推?dǎo)“洛倫茲變換”那樣

13、的方法，來(lái)推導(dǎo)超光速范圍的“時(shí)空坐標(biāo)變換”，因?yàn)槲覀內(nèi)鄙僖粋€(gè)與“光速不變?cè)怼毕鄬?duì)應(yīng)的 “已知條件”， 但是，我們可以確定這種“變換”的原則在速度“交界處”（當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度非常接近光速c時(shí)），關(guān)于最基本物理量“時(shí)間”和“空間”性質(zhì)的結(jié)論，“新理論”必須與“愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論”具有嚴(yán)格的一致性，兩者不能相互矛盾。在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)，滿足超光速領(lǐng)域“時(shí)空變換”的變換因子，最簡(jiǎn)單的只有兩個(gè)：K1=1/（u/c）2-1 1/2  和K2=1/1-（c/u）2 1/2 下面，我們只討論K1=1/（u/c）2-1 1/2的情況為此，我們假定：慣性坐標(biāo)系S'相對(duì)于固定在地球上靜止的坐標(biāo)系S，以速

14、度u(u>c)沿x軸方向運(yùn)動(dòng)，x'與x在同一軸上， 且t=0時(shí)，O'與O重合(如下圖)：設(shè)超光速范圍(u>c)的坐標(biāo)變換為：x=k(x+ ut ) y=y, z=z(1)根據(jù)“相對(duì)性原理”，坐標(biāo)逆變換為：x=k(x-ut ) y= y, z = z(2)由（1）得到： x=k(x+ut)，在運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系S的某一時(shí)刻（t=0），測(cè)量物體的長(zhǎng)度x，則                   x=x/

15、 k(3)根據(jù)（1）、（2）得到時(shí)間變換為：t= kt-x(1/k2)-1 /u(4)時(shí)間逆變換為：t= kt+x(1/k2)-1 /u(5)如果在靜止坐標(biāo)系S觀測(cè)某個(gè)時(shí)鐘發(fā)生的時(shí)間間隔為t，在運(yùn)動(dòng)慣性坐標(biāo)系S觀測(cè)這個(gè)靜止于S的時(shí)鐘發(fā)生的時(shí)間間隔為t，則：t= kt -x(1/k2)-1 /u由于 是由S系內(nèi)靜止時(shí)鐘(在S系中沒(méi)有移動(dòng))所記錄的，對(duì)于這個(gè)鐘而言顯然有x=0，所以 和 之間的關(guān)系可更簡(jiǎn)單地表示為：t=t/k. (6)其中，k=1/（u/c）2-11/2 (7) 以上(1)-（7）式稱(chēng)為譚強(qiáng)變換。2、運(yùn)動(dòng)尺度和運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘A）當(dāng)尺子和時(shí)鐘的運(yùn)動(dòng)速度c <U1，結(jié)果是：1

16、）              x=x/k ，x <x，即運(yùn)動(dòng)的尺子縮短。運(yùn)動(dòng)尺子的速度越快（u越大），u/c越大，k越小，尺子縮短的程度越小。當(dāng)尺子的運(yùn)動(dòng)速度大到u=2 1/2C時(shí)，k=1，尺子不再縮短，其長(zhǎng)度與在靜止于地球的坐標(biāo)系測(cè)量到的長(zhǎng)度一模一樣。運(yùn)動(dòng)尺子的速度越慢（u越小），u/c越小，k越大，尺子縮短的程度越大。當(dāng)尺子速度慢到非常接近光速時(shí)(uc)，1/k趨于0，運(yùn)動(dòng)的尺子幾乎沒(méi)有長(zhǎng)度（x 0）。運(yùn)動(dòng)的尺子縮短這種效應(yīng)，是時(shí)空的基本屬性引起的,與物體

17、內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。2）              t=t/k,因?yàn)閗>1，所以t < t，即運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢。時(shí)鐘運(yùn)動(dòng)的速度越快（u越大），u / c越大，k越小，時(shí)鐘慢的程度越小。當(dāng)時(shí)鐘的運(yùn)動(dòng)速度大到u=2 1/2c時(shí)，k=1，時(shí)鐘不再變慢，其情況與在靜止于地球坐標(biāo)系觀測(cè)到的時(shí)鐘一模一樣。當(dāng)時(shí)鐘運(yùn)動(dòng)的速度慢到非常接近光速時(shí)(uc)，1/k趨于0，運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的時(shí)間幾乎“停滯”（t 0）。與運(yùn)動(dòng)的尺子縮短一樣，這種效應(yīng)是時(shí)空的基本屬性引起的,與鐘的具體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。B

18、)當(dāng)尺子和時(shí)鐘的運(yùn)動(dòng)速度u>21/2 C時(shí)，k<1，(1/k)>1,結(jié)果是：1）x=x/k, x >x，即運(yùn)動(dòng)的尺子伸長(zhǎng)。運(yùn)動(dòng)尺子的速度越快（u越大），u/c越大，1/k越大，伸長(zhǎng)得越厲害.當(dāng)尺子速度（u）無(wú)窮大時(shí)，1/k趨于無(wú)窮大，運(yùn)動(dòng)尺子的長(zhǎng)度也趨于無(wú)窮長(zhǎng)。2）t=t/k, 因?yàn)閗<1，(1/k)>1,所以t >t，即運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變快。時(shí)鐘運(yùn)動(dòng)的速度越大（u越大），u/c越大，1/k越大，時(shí)鐘走得越快。當(dāng)時(shí)鐘運(yùn)動(dòng)的速度（u）無(wú)窮大時(shí)，1/k趨于無(wú)窮大，運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的運(yùn)行時(shí)間也無(wú)窮快。由此可知，從生物學(xué)的壽命角度考慮，太空飛行的速度并不是越大越好。無(wú)人駕駛

19、飛行器的速度則是越大越好，它可以迅速抵達(dá)目的地，在壽命問(wèn)題上也無(wú)后顧之憂。這種效應(yīng)是時(shí)空的基本屬性引起的，與鐘的具體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。當(dāng)局限于勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的快慢和運(yùn)動(dòng)尺子的伸縮效應(yīng)都是相對(duì)效應(yīng)。都是運(yùn)動(dòng)著的物質(zhì)相互之間的時(shí)空關(guān)系的反映，并不是主觀感覺(jué)的產(chǎn)物。在靜止坐標(biāo)系看到運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘變慢了，在運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系看到固定在靜止坐標(biāo)系的時(shí)鐘也是運(yùn)動(dòng)的，因而靜止時(shí)鐘也變慢了。同樣，在靜止坐標(biāo)系看到運(yùn)動(dòng)尺子變短了，在運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)系看到固定在靜止坐標(biāo)系的尺子也是運(yùn)動(dòng)的，因而靜止尺子也變短了。在有加速運(yùn)動(dòng)的情形下，運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的快慢和運(yùn)動(dòng)尺子的伸縮效應(yīng)都具有絕對(duì)效應(yīng)。這些現(xiàn)象在實(shí)際中是可以觀測(cè)到的。例如，子靜止時(shí)的平均

20、壽命為2.197X10-6秒，實(shí)驗(yàn)使子在磁場(chǎng)中作高速圓周運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)其平均壽命變?yōu)?6.69X10-6秒, 壽命延緩了12倍多，與狹義相對(duì)論的理論值相符。   這一結(jié)果，從另一側(cè)面反映：物體的運(yùn)動(dòng)有絕對(duì)的一面。因?yàn)?，固定在磁?chǎng)中作高速圓周運(yùn)動(dòng)的物體作參考系的觀測(cè)者，他看到靜止在地面上的子也是作高速圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣，靜止在地面上的子平均壽命變?yōu)?6.69X10-6秒, 壽命延緩了12倍多。實(shí)際上并不是如此。3、事物的絕對(duì)因果律一切事物都是運(yùn)動(dòng)發(fā)展的。事物發(fā)展有一定的因果關(guān)系，通過(guò)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系，作為原因的第一事件，導(dǎo)致作為結(jié)果的第二事件。這種因果關(guān)系是絕對(duì)的，不依賴(lài)于參考系而轉(zhuǎn)

21、移。時(shí)間概念就是從事物的發(fā)展中抽象出來(lái)的。正確的時(shí)空觀必須反映事物發(fā)展的絕對(duì)因果性。在任何情況下時(shí)間都不可以倒流，最多時(shí)間可以停止。由(6)t=t/k可知， 當(dāng)t=（ t2/ -t1/）>0時(shí)，必有t=(t2-t1) >0，即，當(dāng)我們?cè)谝粋€(gè)坐標(biāo)系觀測(cè)事物發(fā)展為t2>t1時(shí)，在另一個(gè)坐標(biāo)系觀測(cè)事物發(fā)展，必有t2/ > t1/這意味著：在超光速范圍(u>c)，在不同坐標(biāo)系觀測(cè)事物的發(fā)展過(guò)程，時(shí)間具有一致的方向性、不可逆性，超光速不會(huì)導(dǎo)致時(shí)間倒流。4、超光速物體的速度變換公式在超光速物體運(yùn)動(dòng)的速度（u）方向(x軸)上，根據(jù)譚強(qiáng)變換， 得V=dx/dt=（V-u）/1+

22、V (1/k2)-1/u, 將k=1/（u/c）2-11/2代入， （在坐標(biāo)系S觀測(cè)）速度變換為：V= dx/dt=（V-u）/1+V（u2-2c2）/uc2 (8)（在坐標(biāo)系S觀測(cè)）速度逆變換為：V= dx/dt=（V+u）/1-V（u2-2c2 ）/uc2(9)所以，超光速物體運(yùn)動(dòng)的速度V，可以在V的基礎(chǔ)上無(wú)限制地疊加。雖然光速已不再是速度的極限，并且“光速不變”也不再適用于超光速系，但是，光速仍然是一種具有特殊意義的臨界速度，它作為“普通物體”和“超光速物體”的速度“分界線”，仍然是一種非常重要的特征速度！5、超光速物體的質(zhì)量在超光速領(lǐng)域，我們有理由作以下假定：1、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律仍然適

23、用：如果物體不受力，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；2、牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律仍然適用：作用力與反作用力大小相等、方向相反，在同一直線上，分別作用在不同物體上，他們同時(shí)存在，同時(shí)消失；    3、相對(duì)性原理仍然適用：在所有慣性參考系中，物理定律的數(shù)學(xué)表達(dá)形式都相同，即所有的慣性參考系都是等價(jià)的。  4、動(dòng)量守恒定律仍然適用：如果系統(tǒng)不受外力，動(dòng)量守恒；5、能量守恒定律仍然適用。設(shè)有兩個(gè)大小、形狀一樣的小球A、B，相距一段距離，靜止時(shí)兩個(gè)小球的質(zhì)量都是m0，現(xiàn)在，其中一個(gè)小球B靜止不動(dòng)，另一個(gè)小球A跟隨運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系S一起以速度u 沿x軸方向運(yùn)動(dòng)（m為小球的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量），兩個(gè)小

24、球發(fā)生完全非彈性碰撞。第一，在靜止坐標(biāo)系S中觀測(cè)：我們看到，兩個(gè)小球發(fā)生碰撞之前的總動(dòng)量是（u m+0），發(fā)生完全非彈性碰撞之后，兩個(gè)小球粘在一起，它們的質(zhì)量均發(fā)生變化，但兩個(gè)小球的質(zhì)量之和不變，等于（m0+m），設(shè)v為碰撞之后兩個(gè)小球粘在一起的共同速度，則碰撞之后兩個(gè)小球的總動(dòng)量是（m0+m）v。根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：um=（m0+m）v上式也可以寫(xiě)成：u/v =1+(m0/m)(10)第二，上面所發(fā)生的事情,我們也可以在另一個(gè)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系S中觀測(cè)：我們看到，跟隨 S 系一起運(yùn)動(dòng)的小球A是靜止的。此時(shí)，我們看到小球 B不是靜止的，它的速度是（-u），小球B的質(zhì)量也不再是m0 ，而是m，它的動(dòng)量

25、是（- um），兩個(gè)小球發(fā)生碰撞之前的總動(dòng)量是（-um+0）。發(fā)生完全非彈性碰撞之后，兩個(gè)小球粘在一起，它們的質(zhì)量均發(fā)生變化，但兩個(gè)小球的質(zhì)量之和不變，等于（m0+m），設(shè)u為碰撞之后兩個(gè)小球粘在一起的共同速度，則兩個(gè)小球的總動(dòng)量是（m0+m）u。根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：-um =（m0+m）u(11)由(10)、 (11)兩式得u=- v,（即在兩個(gè)不同坐標(biāo)系觀測(cè)到：小球碰撞之后粘在一起的共同速度，大小相等，方向相反。）將u=- v ,代入“速度變換”變換（8）式: 整理得：: c2(u/V) 2-2 c2(u/V) +(2c2-u2) =0,解方程得：(u/V)=1+（u2-c2）1/2/c(

26、12)對(duì)比（10）、（12）兩式，得到超光速物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量：m=m0/（u2/c2-1）1/2(13)(13)式與狹義相對(duì)論質(zhì)量公式m=m0/【（1- u2/c2）】1/2有些相似，但物理含義不同。在超光速領(lǐng)域，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(m)隨著自己運(yùn)動(dòng)速度（u）的增大而減小。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度（u）無(wú)窮大時(shí)，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(m)等于0。表明物體的運(yùn)動(dòng)速度越大，越容易加速。如果物體的靜止質(zhì)量（m0）不等于0，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度（u）慢到非常接近光速時(shí)(uc)，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量( m)趨于無(wú)窮大。6、超光速物體的能量和動(dòng)量物體做功的本領(lǐng)，用能量的大小表示。物體所受的合力為：F=d(mu)/dt，物體能量（E）的

27、微分為： dE=Fdx=F.udt=ud(mu)         將（13）：m=cm0/（u2-c2）1/2代入上式得：dE =cm0udu/（u2-c2）1/2=cm0u-c2/（u2-c2）3/2du =(-m0c3/2)（u2-c2）-3/2d(u2)將物體的速度從無(wú)窮大()，到u (u>c)求積分，得到超光速物體的能量為：E=mc2 =m0 c2/（u2/c2-1）1/2(14)如果物體的靜止質(zhì)量不等于零，m00，則需要供給它無(wú)窮大的能量，它的速度才可能減小到光速c。當(dāng)物體的速度無(wú)窮大(u=)時(shí)，它

28、的能量E=0在光速領(lǐng)域，當(dāng)物體的速度u=0時(shí)，它的能量E= m0 c2由(14)得：E2=m02 c4/（u2/c2-1）而動(dòng)量P=mu, P2 c2=（mu c）2=m02u2c2/（u2/c2-1）由此得：P2 c2 -E2= m02 c4超光速物體的能量和動(dòng)量的關(guān)系式為：E=（P2 c2- m02 c4）1/2當(dāng)物體的速度無(wú)窮大(u=)時(shí)，它的動(dòng)量P= m0 c在光速領(lǐng)域，當(dāng)物體的速度u=0時(shí)，它的動(dòng)量E=0由此可見(jiàn)，速度u=0和速度無(wú)窮大（）的物體，具有某種對(duì)稱(chēng)關(guān)系?！皶r(shí)間”和“空間”不能先驗(yàn)地給定，而應(yīng)當(dāng)由“物質(zhì)”及其“運(yùn)動(dòng)”所決定。在宇宙中，并沒(méi)有速度上限，因而宇宙空間無(wú)限大。在時(shí)

29、間上，從大爆炸開(kāi)始膨脹，許多億億年以后便始收縮，然后再膨脹，再收縮循環(huán)往復(fù)，以至無(wú)窮。大爆炸前宇宙有能量、有運(yùn)動(dòng)，并遵循能量守恒定律，因而，大爆炸前也有時(shí)間，只不過(guò)這些時(shí)間永遠(yuǎn)無(wú)法被人們了解罷了。時(shí)間，是人們從事物運(yùn)動(dòng)發(fā)展的過(guò)程中抽象出來(lái)的概念，總的來(lái)說(shuō)，廣義的時(shí)間沒(méi)有開(kāi)始，也沒(méi)有結(jié)束。將1/(u/c)2-11/2展開(kāi)，(14)式可以寫(xiě)成：E=m0c2/(u/c)2-11/2=(m0c3/u) +(m0c5/2u3)+(3 m0c7/8u5)+      (15)與以下狹義相對(duì)論質(zhì)能公式對(duì)比：E=m0c2/1 - (u/c)21/2=(m0c2

30、)+(m0u2/2)+(3m0u4/8c2)+我們發(fā)現(xiàn)，(15)式已經(jīng)沒(méi)有與E0=m0c2對(duì)應(yīng)的靜止質(zhì)量，只有與運(yùn)動(dòng)速度相關(guān)的動(dòng)能。因此，在超光速領(lǐng)域(u>c)，物體不具有核能E0=m0c2，其能量使用方式正好與光速領(lǐng)域情況相反。物體的能量減少（對(duì)外做功，釋放能量）引起其速度的增加，當(dāng)物體的能量減少到0時(shí)（能量全部釋放），物體的速度趨于無(wú)窮大()。這說(shuō)明，無(wú)窮大的速度是可以達(dá)到的，宇宙不存在極限速度，為了得到無(wú)窮大的速度，不僅不需要無(wú)窮大的能量，反而需要物體向外界釋放全部的能量。當(dāng)物體的能量增加（外界對(duì)物體做功，供給能量）引起其速度的減少，必須供給物體的能量無(wú)窮大()，其物體的速度才能達(dá)

31、到光速c。光速c是超光速領(lǐng)域的最低極限。由此可知，超光速領(lǐng)域的動(dòng)量定理表達(dá)式為：F= - dp/dt= - d(mu)/dt (16)與光速領(lǐng)域的動(dòng)量定理相差一個(gè)負(fù)號(hào)。這樣，在超光速領(lǐng)域，物體作圓周運(yùn)動(dòng)所需要的不是向心力，而是離心力！但是，由于在超光速領(lǐng)域牛頓第三定律依然成立，故動(dòng)量守恒定律仍然適用。為方便起見(jiàn)，我們討論超光速領(lǐng)域u>>c時(shí)的情況。當(dāng)u>>c時(shí)，（15）式只取第一、二項(xiàng)，第三項(xiàng)以后忽略不計(jì)。物體的動(dòng)能為：Ek =(m0c3/u) +(m0c5/2u3)，同理，物體的質(zhì)量為：m=(m0c/u) +(m0c3/2u3)物體的動(dòng)量為：p=mu=(m0c) +(

32、m0c3/2u2)將動(dòng)量對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)：dp/dt=(m0u c3du/dt) =m0uc3a a為物體的加速度。根據(jù)(16)式，F(xiàn)=-m0uc3a(17) 上式表明：當(dāng)u>>c時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)加速度a的大小，與它所受的合外力F、速度u、靜止質(zhì)量m0的大小成正比，其中，c3為比例常數(shù)；a的方向與F的方向相反。與牛頓第二定律不一樣。我們討論超光速領(lǐng)域（u>>c），外力做功與物體的動(dòng)能變化關(guān)系的規(guī)律。當(dāng)u>>c時(shí)，（15）式只取第一項(xiàng)，第二項(xiàng)以后忽略不計(jì)。動(dòng)能為：Ek =(m0c3/u)超光速領(lǐng)域（u>>c）的動(dòng)能定理為：w=Ek =m0c3 (

33、1/u2)- (1/u1)當(dāng)合外力做正功時(shí)（w>0），物體動(dòng)能增加（Ek>0），運(yùn)動(dòng)速度減?。╱2 <U1）。即物體需要減速時(shí)，必須從外界吸取能量。< P> 當(dāng)合外力做負(fù)功時(shí)（w <0），物體動(dòng)能減?。‥k <0），運(yùn)動(dòng)速度增加（u2 >u1）；即物體需要加速時(shí)，必須克服阻力做功，向外界釋放能量。下面，我們討論物體的碰撞情況：質(zhì)量為m的小球B靜止不動(dòng)，質(zhì)量為M的小球A，以速度u（u>>c）沿x軸正方向（向右）與小球B發(fā)生彈性碰撞后，速度變?yōu)閡。 小球A速度變?yōu)関。原來(lái)靜止的小球B受到外力為動(dòng)力（方向向右），故能量增加，速度也增加，但v

34、cu。 小球B的速度永遠(yuǎn)達(dá)不到c。小球A受到的外力為阻力（與其運(yùn)動(dòng)方向相反），故能量減小，但速度反而增加，即u>u>c> v。即碰撞前后，超光速的小球A的運(yùn)動(dòng)速度，始終大于小球B的運(yùn)動(dòng)速度。在碰撞那一刻（t0），小球A能夠突破小球B所占的時(shí)空而穿越它！這種效應(yīng)是時(shí)空的基本屬性引起的,與小球A、B具體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。這是超光速物體具有的最顯著的特性！如果用我們生活的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類(lèi)比，有點(diǎn)象電磁波能夠突破水泥板所占的時(shí)空而穿越它！如能設(shè)計(jì)出一種轉(zhuǎn)換裝置，先把飛行器的靜止質(zhì)量變?yōu)榱?，m0=0，即可在一瞬間飛出去達(dá)到光速，進(jìn)而超過(guò)光速，之后，通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置把飛行器的靜止質(zhì)量變?yōu)閙00，其速度可以

35、比光速快很多倍，并可通過(guò)調(diào)節(jié)其能量來(lái)控制速度大?。ɡ?，將火箭燃料往前噴，給飛船阻力，就可使其加速）,用不了幾天就可飛到另一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系，當(dāng)靠近星系時(shí)再進(jìn)行反變換，還原成原來(lái)的飛行器并安全著陸?！敖唤缣帯薄肮馑佟笔且粋€(gè)十分神秘而敏感的地區(qū)。如何從低速度到光速，這對(duì)于人類(lèi)目前來(lái)說(shuō)，的確是一個(gè)大難題?？傆幸惶?，人類(lèi)可以發(fā)現(xiàn)使普通物體靜止質(zhì)量變?yōu)榱愕姆椒?，從而可以達(dá)到光速，超越光速，到那時(shí)，從低速度到光速就不再是一個(gè)夢(mèng)。三、對(duì)一些超科學(xué)現(xiàn)象的解釋在所有的特異功能中，突破空間障礙的現(xiàn)象，最無(wú)法用現(xiàn)代科學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋。據(jù)了解，北京航天醫(yī)學(xué)工程研究所，對(duì)特異功能人士張寶勝做了50次有關(guān)突破空間障礙的實(shí)驗(yàn)，所有封裝進(jìn)入透明玻璃瓶的藥片或玻璃試片均做上獨(dú)特的記號(hào)，然后將瓶口燒結(jié)。結(jié)果張寶勝有 25 次可以成功的將部份試樣從瓶?jī)?nèi)移出到瓶外，而瓶子沒(méi)有破。用每秒400張速度的高速攝影機(jī)拍攝，可以拍到藥片突破器壁的連續(xù)過(guò)程。證實(shí)物體可以互相交錯(cuò)而過(guò)，一九九七年十一月十八日，中國(guó)人體科學(xué)學(xué)會(huì)舉辦了第四屆國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)，會(huì)議邀請(qǐng)了日本、韓國(guó)、臺(tái)灣及中國(guó)大陸各省