发布时间: 2015-11-16
超光速现象必然性和对相对论的质疑
我们的中国梦
张梓华 张华安
（家庭超光速现象研究组）
E-mail: zhangzihua01@126.com; huaanzhang@yahoo.com.
北京市海淀区西土城路10号院22楼441室, 北京100876,
摘要：讨论了百年多来物理学界有关超光速现象和相对论的矛盾问题, 该讨论已经超出了纯自然科学的范围, 牵涉到到底实践是否是检验真理的唯一标准? 自然辩证法能否指导自然科学研究, 已经是一个社会学问题. 所以特提出来讨论。科学并不神秘, 每个有心之人均可以介入讨论, 只是以往科学被神秘化了. 我们研究指出超光速运动纯属于自然现象, 相对论和经典力学, 量子力学分属不同的认识论, 指出相对论是一种视觉力学理论, 它包含内容甚多, 理论并非完全正确，有待发展改进。作为相对论基础之一的光速不变性原理原则上是错的，严格说洛仑兹变换并不存在。只有当v<
Research on the Superluminal phenomena and communications
The inevitability of superluminal phenomena and doubt about the Relativity
Our Chinese Dream
Zhang zi hua Zhang hua an Zhong zhi ying
(Family Research group on Superluminal phenomena and communications)
E-mail: zhangzihua01@126.com; huaanzhang@yahoo.com.
Apt. 22-441 No 10 Xi Tu Cheng Lu, Haidian Distract, Beijing, 100876 China
Abstract: Here discussed the contradiction between the Relativity and the Superluminal phenomena existing in physics for more than a century, which refers to the content of Sociology beyond the natural Science is the practice the sole criterion for testing truth? In fact Science isn’t mysterious, any one just interesting in can study, but that was mystified in the past time. Our research shows the superluminal motion is a natural phenomenon completely and the Relativity, classical mechanics and Quantum mechanics are belong to different epistemology. The former is a theory of visual mechanics belonging to the category of the subjective epistemology, and contains a lot of content but not all tight needs to be developed and perfected. We pointed out that the invariance principle of light velocity as the base of the Special Relativity is not correct. Strictly speaking the Lorentz transformation doesn’t exist, the Special Relativity is valid approximately only when v<
0. 引言
2000年留美学者王力军等人在Nature杂志上发表了光脉冲通过高负色散介质（由两个有一定频差的激光在6cm长Cs池中创造出）（图1）输出的脉冲竟然比输入脉冲提前63±1ns 出来了，不可思议，这就是著名的WKD实验, 引起世界轰动，国内外众多学者转入研究。由于数字通信利用的就是脉冲，人们自然想到有没有可能实现超光速光通信。但是由于爱因斯坦的极限速度论和索墨菲和布里渊的能量传输速度ve也不能大于c的结论的影响，王力军等人自己也认为，超光速传输的光脉冲是虚的，不能用于传递信息。他们虽然正确地测量出了脉冲的群速度是-c/310, 却未能给出输出脉冲时间提前量和群速度正确的的关系。从实践是检验真理的唯一标准出发, 我们认为该实验结果意义重大，对物理学和通信可能会带来深远的影响。既然输出脉冲被检测到了，就不可能是虚的，大有深入研究的必要。开始多方设法想得到支持，但由于要涉及到评价狭义相对论的正、误,多方努力均无效, 考虑到问题的重要性决定组成“家庭超光速现象和超光速通信研究小组”继续深入进行研究。经过十几年的艰苦研究终于取得重大突破。需要解决的问题是: 1. 光脉冲能否超光速传输, 波形能否控制, 机理何在? 2.那些对超光速传输的理论限制存在与否? 做出回答. 现介绍如下：
1.光脉冲的超光速传输实验证明超光速运动是一种自然现象
根据王力军等文章提到的问题我们首先研究了能量传输速度ve不能大于c的正确性问题，应该说布里渊等人对于相速度和群速度的研究结果是正确的，其值均可以大于c, 但是他们为了迎合爱因斯坦, 而在能量传输速度的问题则推导方法和结论皆是错误的。按照他们的定义，能量通量密度为单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的（总）能量值[3]，在知道各点传输能量密度ε的情况下，能定出能量传输速度ve。他们的计算方法值得讨论，结论可能谬误。因为传输过程中在吸收线附近传输能量有损耗，能通量难以保持恒定。在其他的书中更直接定义能量传输速度
P=ωve （1）
P是能通量密度, ω 应该是传输能的能量密度。电磁场的能通量密度可由波印亭矢量给出:
（2）
h是波阻抗，而参与能量传输的电磁能密度
, 很易得到对于单色波电磁能的能量传输速度
（3）
须知传输介质的内能是不参与能量传输的,但能造成电磁能的减少或增加,影响能量传输的效率,而布里渊却把传输介质的内能也计入到传输能量密度之中, 所以著名的布里渊图的ve/c曲线只代表传输效率，而对应于谱线的轮廓。索墨菲和布里渊皆是物理大家，对于他们的错误人们也就认以为真了。他们还提出五个速度的概念,和认为在高负色散区群速度的概念不存在，值得商榷。我们认为最基本的还是相速度和群速度，模拟通信信号的传输速度就是负载波的相速度，而数字通信信号的传输速度是群速度。它们皆可以大于c。初战告捷,增强了进一步研究信心,同时说明名家之言也并非都正确.
现在我们再谈光脉冲超光速传输问题，本世纪初大部分人皆认为WKD实验结果违背狭义相对论，是错的.文章铺天盖地,我们的任务就是要给出证明光脉冲超光速传输是存在的.该文在中国科学家杂志刊登了，意外的是我们根据此文提出的超光速是一种自然现象的观点被中国大百科全书采纳了。现介绍该证明如下：
设脉冲的形状为U(r,t), 根据定义则有
（4）
（5）
A(w)是个单色光分量的幅值，因此各个频率分量可以表成为:
, r是传播距离，相速度vp= w/k = c/n, 当该脉冲
通过一个具有如图1所示的色散的介质时，在忽略吸或增益的影响
时（在增益帮助的介质中几乎没有吸收，增益值也较小）在色散的
影响下不同频率分量除了频率的差异外由于介质的色散造成一个附
加的位相变化。设频率分量的中心频率为wo，对应的折射率为n0，
相应单色光波的表达式为：
（6）
对任意分量的频率
,介质的折射率
, 而该分量表达式为：
（7）
于是在介质中原脉冲经过色散整形后便成为一个新的脉冲，其表达式为
(8）
式中w’(o)与w(o)和稍有差别，这是利用中值定理得到的值。由于Dw值很小，故差别不大。
在计算中取一级近似，得到
（9）
因此，在介质中因色散整形后的脉冲形状可由包络函数C(r,t)表示，其峰值位于
（10）
处，峰值是以
（11）
的速度向前运动，由于色散可正可负，vg可以小于、等于或大于c, 或取负值。如果取随中心频率wo运动的坐标系为参考系的话，此时脉冲峰的运动并不遵从速度相加原理。在此情况下狭义相对论并不成立。
2．计算机模拟验证
为了验证我们这一看法以及所作近似计算的正确性，我们用计算机模拟的方法研究了21个等振幅的频率稍有差异的余弦波的在真空中各自的传输行为以及他们叠加后形成的脉冲的传输行为。所用计算表达式为
（12）
i = -10:10
wo 是中心频率，L是传输距离，no是中心频率波的折射率，D=dn/dw是色散值；c是在真空中的光速，在介质中的速度应为c/n。所用的模型完全模拟光波的传输情况。在计算时我们暂取参数w0= 1，dw = 1´10-2,
no=1, c = 1, 亦不失讨论的一般性; 计算的结果如图2 – 3 所示。从图中我们可以看到，当存在色散时，脉冲的传输行为和其单色波分量的传输行为是完全不同的，模拟结果将相速度与群速度的特性表现得淋漓尽致。可以看到当色散D改变时（图 3）脉冲峰的移动速度也在改变，设脉冲最初位于L=0处, 如令L=6, 由于色散D的不同，群速度vg 的值也不同因此脉冲到达L=6的时间也不同。将no、D 和w0 的值代入（10）式中，估算出的时间单位与图3所示结果一致。当群速度为负时可发生输出脉冲的超前现象，脉冲到达时间t 为负。如色散D= -10时，可计算出t = - 54 个时间单位,而当D= -20时t = - 114 个时间单位,与图中所示结果一致。同时也证实了当群速度为负，时间提前量与传输距离成正比。当色散D=0时,脉冲峰到达距离L的时间,完全由相速度决定。模拟结果也同样显示色散会引起脉冲在传输的过程中展宽，形变甚至分裂。关于超光速脉冲在特定介质中仍可以无畸变传输的问题已在另一篇文章中已经讨论过了,适当地选择参数，超光速脉冲仍可以无畸变长距离传输，我们给出介质的色散的高阶导数(图4)和传输参数的值以支持我们已经得到的超光速光脉冲可以用于信息传输的观点。
总之我们以前研究所得到的一些结论，均被模拟研究结果所证实。如果在（12）式的y(i)前面加上由（2）式所决定的A(w), 就可以得到各种波形为U(0,t)的脉冲在色散介质中的波形和它们的传输特性。对王力军等的实验结果我们也进行了验证得到vg = -c/310; 其脉冲的传输行为完全遵从群速度的规律，我们进行了模拟计算。结果表明，当色散为负时发生脉冲超前现象，时间超前量完全由t=L/vg决定。如Cs池长度6cm, 群速度vg= -c/310, 时间提前量是-62ns, 与测量到的值-63±1ns 符合得很好。
模拟结果完全证实我们的观点和计算的合理性。结果显示当存在色散时，脉冲的传输行为与单色波分量的传输行为不同。每个频率分量的相速度和能量传输速度虽然都是c/n(w), 而作为干涉叠加结果的脉冲的峰值运动速度却是vg。这两个速度的差别取决于色散的大小，有时可以有天壤之别。所以我们认为，否定光脉冲在色散介质中能超光速传输，实际上就是否定了群速度这个概念。硬要将狭义相对论的一些错误结论广义化, 这是完全违背科学规律的，是不可取的，须知物理定律各有各的推导条件和适用范围。同样理论也显示无论是相速度还是群速度均可以大于c。所以说爱因斯坦的c是极限速度的论断并不正确。爱因斯坦认为的所有物理定律应该具有洛伦兹变换下的协变性，以及从该变换得到的极限速度结论均不正确。
3. 略谈狭义相对论和超光速现象的矛盾
相对论论曾经被认为是20世纪最伟大的科学成就之一、它揭示快速物体运动的规律、并且已经被一些观察事实所证实，一时被认为是真理。我们认为相对论的产生是有复杂的历史背景的。19世纪经典力学发展已相当成熟, 但是无法解释一些天文观察现象, 爱因斯坦认为需要发展一种新的视觉力学理论来解释观察到的现象，是一个伟大的创举。当时光学已相当发展, 光速为有限值已在实验上被验证, 特别是迈克耳逊-莫雷实验的出现震惊物理界, 1895年16岁的爱因斯坦也在寻求光速对事物观察结果的影响, 他认为光速是麦克斯韦方程的解, 应该与光源本身状态无关,也与观察者的状态无关, 是不变的。提出一个悖论,你随着一根光线前进看到另一根光线仍是以光速传输的。理由是：既然光速与观察者状态无关,情况应该与相对地球是静止的观察者观察到的结果是一样的。这就是光速不变思想。1905年他提出了狭义相对论, 后又进一步发展了广义相对论。应该说这对当时科学的发展是起推动作用的，是一个伟大的历史贡献。相对论的基本原理有两个: 相对性原理(包括狭义的相对性原理和广义的相对性原理); 第二是光速不变性原理,根据该原理他推导出了不同坐标系之间的时空量之间的变换关系是洛伦兹变换, 由此变换推得一些著名的结论, 如极限速度结论, 时间不能为负. 他认为狭义相对论是麦克斯韦和洛仑兹的电动力学系统发展的结果[1], 是广义相对论的基础。特别认为所有的物理规律应该具有洛仑兹变换下的协变性, 这是对自然规律的一条限制性原理，可与热力学的基础：永动机不存在相比美[1]。但是实验和理论皆证明情况并非如爱因斯坦所言。由于一些结论均来自于洛伦兹变换, 因此我们需要考察一下该变换的合理性问题。
4. 洛伦兹变换引起的困惑！我们要问洛伦兹变换真的存在吗？
洛伦兹变换在整个相对论理论体系中占住特别重要的位置，是相对论的核心和数学基础。爱因斯坦根据光速不变性原理和时空变换的协变性
（13）
推导出洛伦兹变换
（14）
我们发现该变换存在如下问题:
1. 按照相对论所说洛伦兹变换是给出两个相对运动的坐标系的时空量之间的关系的。速度为0也是一种运动状态，设两个相距为D而相对静止的系统
和
，从（14）式可得到
（15）
显然这个结果并没有能正确给出两个坐标系的时空量关系。根据相对论的同时的相对性，两个坐标系的时空量间关系应该是
； 
（16）
A’系统的事件传到系统A需要消耗时间t = D/c，反之亦然, 显然
结果不正确。除非光速为无穷大，这又和光速值为有限值的事实相矛盾。所以说洛伦兹变换并不能给出两个坐标系时空量之间的真正关系。
2. 洛伦兹变换的一个重要结果是尺子缩短和时钟延缓，很多书籍认为这确实发生了. 那还是让我们来看一下实际结果吧? 设有两个互作相对运动的系统A(x,y,z)和
在系统A中看,
（17）
系统
中的尺子缩短了，时钟延缓了；可是根据逆变换，在系统
中，又有
（17’）
所以在系统
来看，系统A中的尺子也缩短了，时钟也延缓了。到底哪个正确？狭义相对论没有给出答案，至今还没有看到那位给大家一个合理解释，这到底是怎么一回事？我们认为这种尺子缩短和时钟延缓只是一种表观现象，可能并没有什么实际意义。
3. 速度相加原理。
由洛伦兹变换可以得到一个结果。
（18）
这就是著名的相对论速度相加原理。不同于经典力学的速度相加c + c =2c; 若
得到u = c. 这就是爱因斯坦极限速度论的主要依据，c 加c 仍然是c, 任何速度相加超过不了c。我们不难发现将此公式称为速度相加原理可能有问题，式中v 是两个系统的相对运行速度，u 和
是不同系统中的速度值。洛伦兹变换告诉我们，在不同系统中时间和长度的单位相距甚大，不同单位的速度和不同系统的速度如何能放在一起加减，谁能回答和操作？稍有头脑的人都会对这种做法提出怀疑。我们认为也许（18）式应该改称为速度对应原理，即在以相对速度v运动的系统A’ 中的速度值u’ 在系统A中对应的速度值是u，它们的单位大小不一样，完全是不同的量, 只有对应关系。事实上由于洛仑兹变换根本不存在，（18）式也就没有实际意义了。
4. 爱因斯坦还从洛伦兹变换得到任何速度不能大于c，时间t也不能为负。可是实际情况又如何呢？2000年WKD实验结果的发表，光脉冲的传输速度不仅可以大于c, 而且还可以为负值vg= - c/310，发生输出脉冲的时间提前现象，传输时间为负。在以前的共轭波实验中，波形回到原先的状态，时间也可为负。2011年欧洲科学家发现中微子的飞行速度v=299，799，953m/s, 稍快于真空中的光速值，c=299,792,458m/s. 也引起很大争议。早在1987年观察超新星SN1987A大爆炸时就已经观察到中微子比光先到达地球。天文学上也早已观察到星体飞行速度可以大于c, 对于如此多的实事，视而不见，一概加以否定，而不检查理论本身的问题，这种态度科学性何在？到底实践是检验真理的唯一标准，还是人为的规定是真理标准？
我们上面的分析表明：洛伦兹变换连最基本的两个坐标系之间的时空量基本关系都给不出来，而且结果也不能与相对论理论自洽，时间的相对性一点儿也体现不出来。而且引起来问题一大堆。我们认为实践是检验真理的唯一标准；实验结果可以推翻理论，而理论则永远也不可能推翻实验。狭义相对论一次次与实验事实相违说明相对论理论本身有问题，特别是作为相对论灵魂的洛伦兹变换有问题。下面我们将给出理由。欢迎指正。
5．作为相对论基础的光速不变性原理是错的
整个相对论的内容很多，有的内容已被实践证实正确，有的内容尚待进一步验证。该理论体系是建立在两个基本原理之上，即：1. 相对性原理，（包括狭义性的和广义性的两方面）；2，光速不变性原理。广义相对论还包含引力场理论，否则无法讨论天体的运动，可见相对论是为建立适合研究天文观察现象的视觉力学而立。作为相对论核心的洛仑兹变换是在假设光速不变推导而得。爱因斯坦认为光速是Maxwell方程的解，它既与光源无关, 也与观察者无关[1], 这被认为是爱因斯坦的一大发现。实际是受迈克耳逊-莫雷实验结果的影响。迈克耳逊-莫雷实验，干涉仪是固定在地球上的，地球在带动所谓以太（介质空气），同样也带着干涉仪运动，干涉仪相对于空气（以太）是静止的，所以转动干涉仪不会发生干涉条纹的变化。如果干涉仪相对空气发生运动则转动干涉仪干涉条纹一定会发生变化，这已为实验所证实[8]。爱因斯坦曾经提出一个悖论：当观察者随着一根光线前进时，他认为由于光速与观察者状态无关，所看到的结果应该是与相对于地球静止不动的观察者看到的情况一样，看到伴行的另一根光线仍以光速传输的。这就是光速不变性原理的雏形。事实上情况绝非如他所想。实际上光速是依赖于观察者的。我们以两束光的干涉实验为例，随一束光前进的观察者看到另一束光的电场矢量是在原地振动的，而不是仍以光速传输，如果另一束光仍以光速传输，则将这两束光合并由于相位差迅的速变化将不会观察到干涉条纹；在介质中由于速度牵引效应，光速也与观察者的状态有关，所以实验证明：爱因斯坦的光速是与观察者状态无关的观点是错的。
既然光速与观察者状态有关，严格地讲对于同一个观察者不同的系统中光速值是不同的，所以真正的时空量协变关系应该是
， （19）
由于
，所以（19）式是无解的。洛仑兹变换根本不存在，爱因斯坦根据洛仑兹变换推得的一些结论也是不成立的。我们的研究结果表明超光速运动是一种自然现象[10]。只有当v<
，光速是近似不变（并非真的）的，洛仑兹变换才近似成立。这里特别强调近似，意指并非真的如此，这就是我们讨论过的相对论的近似性和局限性，所以我们指出相对论只能研究运动速度远小于C的物体的视觉运动规律。认识到这一点就不难得出：用相对论来反对超光速现象理由根本站不住脚。如果认为我们的观点是错的欢迎批评指正。
6. 相对论和经典力学的差别
我们是一组从事光学物理和信息研究的科技工作者，只是出于历史的责任感，认为光脉冲的超光速传输会改变光通信的面貌，所以加以研究并提出了一些别人没有证明过的理论，揭示了脉冲超光速传输的成因与规律，但是仍遇到了狭义相对论的阻扰，于是不得不应对这个挑战，做出回答，与大家一起讨论。数年前我们指出经典力学和相对论分属不同学科分类，和不同的认识论。根据相对论来反对超光速现象纯属无稽之谈。十九世纪出现了观察到的现象与经典力学的计算结果对不上号，这就是有些人认为当时出现的山雨欲来风满楼的局面，其实这种不符合很容易从认识论的角度来解释：
6.1两种认识论：主观认识论和客观认识论；两个世界：客观世界和虚拟（视觉）世界。
人们在长期的生产实践中自然而然地产生两种不同的认识外部世界的方法: 客观认识论和主观(视觉)认识论:
1. 客观认识论: 外部世界中的物体是客观存在的, 与人的观察无关. 所有的物体组成了一个客观世界。所有与观察无关的学科如: 经典力学, 量子力学,物理学, 数学等等均属于此类认识论, 它们有的是研究物体在客观世界的真实运动规律. 承认物体的存在也不需要时间。时间空间是独立的. 在不同坐标系之间时空量关系是由伽利略变换给出，时间t 是绝对的。所有的客观认识论承认超光速运动的存在（这就是量子力学和相对论在超光速问题上对立的缘由）。
2. 主观（或视觉）认识论：周围物体的存在是因为我们接收到从物体发来的光信号在视网膜上产生视觉才承
认其存在的，也就是说我们是通过观察来认识物体的, 由于光速值为有限值, 信号从物体传送到人眼需要一定时间
所以当你看到物体时它已经离开原先位置，距离为
,(或
),这里
是物体的运动速度，看到的只是物体的像（Dt时间前的物）, 如你见到的太阳是2.5分钟之前的位置上的, 与看到时刻太阳的真实位置相差约4-5千公里，月亮是1.5秒钟之前的. 讨论所涉及的只是物体的像,而非物体本身。所有物体的像也组成一个虚拟世界。这种认识论是以观察着为中心的，结果是相对的。
相对论和天文学就是属于主观(或视觉)认识论, 这类学科是研究物体的运动的视觉规律的, 我们也可以称其为视觉力学，研究时始终离不开光速c。由于光速值为有限值, 物体的视觉运动规律和真实的运动规律相差很大。速度越大、距离越远, 差距也越大。所以说天文学的天体结构图和天体真实结构图相差甚大，后者才是宇航学上真正需要的。爱因斯坦考虑到光速值为有限值, 企图考虑光速对人们观察的影响问题, 创造了相对论对于创建视觉力学这是一个伟大的贡献. 使得人们可能将搞清楚观察结果和经典力学结果的区别. 并建立起它们之间的联系, 但相对论的作用被夸大了,由于爱因斯坦本身经历的局限性, 有些思路错了。首先它没有认识到视觉力学和经典力学分属不同的认识论范畴, 研究的对象不同，它们虽然有联系但谁也管不了谁, 那种认为相对论能够统领经典力学的观点是错误的，所有物理学定律应该遵从洛伦兹变换的协变性的论断也是错的。相对论的一些规律也完全不适用于经典力学。二.是爱因斯坦将光速是麦克斯韦方程的解这个结果绝对化了, 所以才得出光速既与光源的状态无关也与观察者的状态无关的错误结论. 光束干涉实验早就证明, 随一束光前进,看到另一束光应该是相对静止的, 物理光学的基本知识也告知我们如果另一束光仍是以光速传输的,那么将两束光合并, 将不会发生干涉条纹. 因为这两束光的之间的相位差将迅速变化. 这样一个重要的事实爱因斯坦却视而不见, 凭空提出一个光速不变性原理, 规定时空的协变性为, 
, 认为光速在任何系统中是一样的. 而杜撰出一个洛伦兹变换来. 更为严重的是特别认为所有的物理规律应该具有洛仑兹变换下的协变性, 这是对自然规律的一条限制性原理。我们不得不指出爱因斯坦这种做法带来的影响是恶劣的, 他将主观认识论的一些错误结果硬行推广到客观认识论上, 还强辞夺理说它是对自然规律的一条限制性原理. 太言过其实了。特别是有些人将所有与相对论不符的实验事实都加以排斥, 这种做法更是违背辩证法, 和缺乏起码的科学态度。对于像相对论和天文学这样的视觉力学目前来说, 还没有真正符合要求的不同坐标系之间的时空量之间的变换关系, 洛伦兹变换只能近似适用于v<
一般
,所以方程无解, 洛伦兹变换根本就不存在。
6.2 视觉力学中的时空量变换关系
我们试着从物理观念出发考虑到运动的相对性和主观认识论的特点，而不是从纯粹的数学推导出发来建立视觉力学的坐标变换关系。为简单起见，设坐标系
和
之间只是在x方向有相对匀速运动，速度为v, 而坐标系xyz相对于传输介质（空气或真空）是静止的，光在其中的传输速度才为c。因为该理论是以观察者为中心的，所以规定：远离观察者速度为正, 靠近速度为负；而y, z 方向一致。设两个坐标系原始距离是x0, 则在静止时有
（20）
则对于坐标系
中的观察者
(21)
而对于坐标系
中的观察者
(21’)
时空量真实的协变关系应该为
（22）
可以推导得到：
(23)
x0和
是它们的原始距离应该相等。光束的相干实验证明(23)式是对的，两束相干光之间是相对静止的。这个坐标变换最大的特点是考虑主观认识论是以观察者为中心，而不需杜撰出一个光速不变性原理。这个变换不同于洛仑兹变换，它对物体的运动速度和时间的正负没有限制。由这样的坐标变换构成的视觉力学的基础，比相对论应更能够描述天文学观察到的星体运动规律。时空仍是四维的，时空是关连的。两个系统的时间差不仅与相对运动速度有关而且也与系统的距离有关。只有当两个系统没有距离、也没有相对运动时，两个系统的时间才是一致的。而当v = c时，t 和 t’ 之间没有任何关系；而当v > c时，t和t’ 之间是负的关系，也就是说两个系统谁也见不到谁，观察者接收不到对方发出的“光”信号，这就对应于天体物理中的“黑洞”，有待证实。在这种视觉认识论的理论系统中，讨论的只是物体的像（虚物），当你看到物体时它已经离开了原先位置（图5）。像和真实物体的距离应该由物体运动的速度和观察到物体所需的时间来确定。因此我们说宇航学所需的天体结构图和天文学的天体结构图相差甚远。相对论与经典力学的区别是考虑到光速对观察到的物体运动(视觉的)规律的影响, 虽然这种考虑只是近似的, 但比经典力学不考虑要强. 而其中近似性对于v<
7. 超光速现象与超光速通信
我们研究超光速现象的目的原为提高信息传输速度，有两个方面的应用，1. 提高计算机的运行速度，2. 发展超光速通信。信息和交通是同样的道理，信号速度上去了，系统的容量也就提高了。有关超光速通信的可行性我们已经发表了一系列的文章这里不再一一介绍, 感兴趣的同志可与我们联系,可详细交流。我们也曾专门向有关方写信建议，在12.5计划前就提了出来，建议将超光速现象和超光速通信研究纳入12.5规划。我们认为超光速通信可以简化通信系统，单个信道就能传输数T bits 信息；提高宇航学遥控遥测精度，为未来的星际通信开辟道路。特别是也只有实现了超光速通信才能谈得上是建成了真正意义上的信息高速公路。许多文章已经公开发表，很多已为EI 所收录。因篇幅所限我们就不在这里细谈了，在这里我们只想给出好多年前就提出的超光速通信立项建议：还是让大家来评论一下吧！！欢迎批评，共同完善。人生有几个五年可等?
超光速通信研究立项建议书
一. 建议立项的理由与意义:
21世纪是信息化的时代。自上个世纪七十年代“光纤通信”和随后的“移动通信”发展以来，通信的面目已发生根本性的变化，但究其信息的传输速度而言，移动通信属于大气传输范畴，信息的传输速度接近真空光速c; 而光纤通信信息的传输速度只为c/n1, n1 是纤芯的光学折射率，约为1.5，所以说光通信的信息传输速度约为0.6c。随着internet推广使用和三网合并的发展，以及考虑到未来宇航事业的发展对有关遥控遥测和星际通信提出的需要，人们对更高信息量和更快速的信息传输的需要日显迫切。就提高系统或线路的信息容量而言, 在目前的信号速度固定的情况下, 只能采用两种措施:
1. 压窄作为信息源的脉宽;
2, 增加通道的数目.
就措施1而言, 脉宽的压縮受到两个因素的限制,
a, 检测器的响应速率，脉冲过窄，检测器无法分辨；
b, 窄的脉冲较易遭受干扰，引发畸变，就一级近似而言，色散造成的脉冲展宽与脉宽的平方成反比，因此从保证误码率的角度来讲，脉冲不宜太窄。所以目前为止，单个信道的比特率最高也就为数G量级。
就措施2而言，目前光纤通信采用WDM，或DWDM技术，单根光纤的信道数达数十甚至数百个。如此多的信道在一根光纤内传输，给信号的复用、解复用，以及色散和非线性效应补偿带来较大的问题，所以系统愈来愈复杂，价格也愈来愈贵。直至最近又出现多芯光纤，给光纤制造也带来一定难度。我们认为通信和交通运输颇为类似, 提高信息的传输能力颇似提高交通运输能力，建立信息高速公路，除了增加信道的数目外，还可从提高信号传输速度上着眼，我们提出系统或线路的信息容量是和信号的传输速度成正比的。最近观察到一系列的脉冲超光速传输现象，如果作为信息元的光脉冲也能够以更快的速度甚至超光速传输，同样的信息容量下信道的数目就可大大减少，复用、解复用以及各类补偿问题就可简化，也许单个信道就可以达到数T bit的传输能力。于是我们提出了发展超光速通信的思想。其优点是：
1， 建设成真正名符其实的信息高速公路，因为其信号传输速度比一般的通信快，高速得以体现。
2， 可以实现单信道高比特率信息传输，如信号速度达60c, 在光纤中传输达10G 的系统此时传输容量可达1T bit, 系统可以简化，减低成本。
3, 在未来的宇航事业中可以改善遥控、遥测的精度和时间，为未来的星际通信开创道路，特别是，脉冲的提前现象可以用来制作时间补偿器，缩短通信时间。
4,脉冲可以超光速传输也可以提高计算机的运行速度。
二，研究工作和成果以及近况介绍。
自超光速光脉冲发现以来， 人们一直想加以利用，但由于爱因斯坦狭义相对论的影响他认为一切物体（包括信息）运动速度均不能大于c, 之后Sommerfeld和Brillouin又提出能量传输速度永远小于c, 所以超光速脉冲被认为是虚的，不能传递能量，因此不能作信息传输用。所以目前通信的信号传输速度均限定在c以内。束缚人们对超光速通信的构想。德国学者Nimtz 曾利用隧道效应进行信息超光速传输的实验，传送了贝多芬的交响乐，但是遭到美国学者的反对，认为这是违反狭义相对论和Sommerfeld的能量传输速度必须小于c的规律的。我们2001年开始涉及超光速问题的研究，目的是探讨超光速通信的可能性。先后参加过四次全国性学术会议, 六七次国际性学术会议提出我们的观点与同行交流。在该项研究中，我们首先要在理论上面对爱因斯坦和Sommerfeld, Brillouin 的挑战。在04年我们证明了Sommerfeld等关于能量传输速度的推导方法和结论均是错误的，并发现由于受狭义相对论的影响，他们的一系列观点也是错的，如5个速度(相速度，群速度，信号速度��
