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超光速物體特性研究論文

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）2-1]1/2

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=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(3)

時(shí)間逆變換為：

t’=k{t+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)(u≈c)，物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量(m)趨于無窮大。

超光速物體的能量為：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(6)

如果物體的靜止質(zhì)量不等于零，m0≠0，則需要供給它無窮大的能量，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=m0c2

超光速物體的能量和動(dòng)量的關(guān)系式為：

E=（P2c2-m02c4）1/2

當(dāng)物體的速度無窮大(u=∞)時(shí)，它的動(dòng)量P=m0c

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，速度u=0和速度無窮大（∞）的物體，具有某種對(duì)稱關(guān)系。

“時(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，并沒有速度上限，因而宇宙空間無限大。

在時(shí)間上，從大爆炸開始膨脹，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，只不過這些時(shí)間永遠(yuǎn)無法被人們了解罷了。時(shí)間，是人們從事物運(yùn)動(dòng)發(fā)展的過程中抽象出來的概念，總的來說，廣義的時(shí)間沒有開始，也沒有結(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），物體的速度趨于無窮大(∞)。這說明，無窮大的速度是可以達(dá)到的，宇宙不存在極限速度，為了得到無窮大的速度，不僅不需要無窮大的能量，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。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’＜c＜u’。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（△t≈0），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：功能人用意念使藥片等物體處于超光速狀態(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”出藥瓶的錄象畫面，只見一道白光。那是因?yàn)椋馑龠\(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，因而只見一道豎直白光。

一、超光速物體存在的可能性

根據(jù)愛因斯坦狹義相對(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）。

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m0≠0，為了把物體加速到光速，就需要無窮大的能量。

因此，愛因斯坦認(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，宇宙中本來就存在速度始終高于光速的粒子。

現(xiàn)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”的體積無限小，“宇宙”具有的能量E是一個(gè)有限值。根據(jù)愛因斯坦質(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、太陽系、地球、動(dòng)植物、人類……

現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，對(duì)于爆炸前的“宇宙”，當(dāng)今人類掌握的一切科學(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，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。

如果宇宙中本來就存在第5種基本相互作用，交換的粒子是超光速的（稱為超子），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)2]1/2

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)怼蹦兀咳绻校@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’=t’nc（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趨于無窮大！

假定存在一個(gè)“無窮大速度的不變?cè)怼笔菦]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ⅲ?/p>

我們不能用推導(dǎo)“洛倫茲變換”那樣的方法，來推導(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’+u△t’)，

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/k……(3)

根據(jù)（1）、（2）得到時(shí)間變換為：

t=k{t’-x’[(1/k2)-1]/u}……(4)

時(shí)間逆變換為：

t’=k{t+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=k{△t’-△x’[(1/k2)-1]/u}

由于是由S’系內(nèi)靜止時(shí)鐘(在S’系中沒有移動(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）2-1]1/2……(7)

以上(1)-（7）式稱為譚強(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c1，結(jié)果是：

1）△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=21/2C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)(u≈c)，1/k趨于0，運(yùn)動(dòng)的尺子幾乎沒有長(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,與物體內(nèi)部結(jié)構(gòu)無關(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=21/2c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)(u≈c)，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)無關(guān)。

B)當(dāng)尺子和時(shí)鐘的運(yùn)動(dòng)速度u>21/2C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）無窮大時(shí)，1/k趨于無窮大，運(yùn)動(dòng)尺子的長(zhǎng)度也趨于無窮長(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）無窮大時(shí)，1/k趨于無窮大，運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘的運(yùn)行時(shí)間也無窮快。由此可知，從生物的壽命角度考慮，太空飛行的速度并不是越大越好。無人駕駛飛行器的速度則是越大越好，它可以迅速抵達(dá)目的地，在壽命問題上也無后顧之憂。

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，μ子靜止時(shí)的平均壽命為2.197X10-6秒，實(shí)驗(yàn)使μ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)椋潭ㄔ诖艌?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μ子也是作高速圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣，靜止在地面上的μ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，不依賴于參考系而轉(zhuǎn)移。時(shí)間概念就是從事物的發(fā)展中抽象出來的。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/

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+V[(1/k2)-1]/u},

將k=1/[（u/c）2-1]1/2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（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)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)2-2c2(u/V)+(2c2-u2)=0,

解方程得：(u/V)=1+[（u2-c2）1/2]/c……………(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。

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）的微分為：dE=Fdx=F.udt=ud(mu)

將（13）：m=cm0/（u2-c2）1/2代入上式得：

dE=cm0ud[u/（u2-c2）1/2]

=cm0u{-c2/（u2-c2）3/2}du

=(-m0c3/2)（u2-c2）-3/2d(u2)

將物體的速度從無窮大(∞)，到u(u>c)求積分，得到超光速物體的能量為：

E=mc2=m0c2/（u2/c2-1）1/2…………(14)

如果物體的靜止質(zhì)量不等于零，m0≠0，則需要供給它無窮大的能量，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=m0c2

由(14)得：E2=m02c4/（u2/c2-1）

而動(dòng)量P=mu,P2c2=（muc）2=m02u2c2/（u2/c2-1）

由此得：P2c2-E2=m02c4

超光速物體的能量和動(dòng)量的關(guān)系式為：

E=（P2c2-m02c4）1/2

當(dāng)物體的速度無窮大(u=∞)時(shí)，它的動(dòng)量P=m0c

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，速度u=0和速度無窮大（∞）的物體，具有某種對(duì)稱關(guān)系。

“時(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，并沒有速度上限，因而宇宙空間無限大。

將1/[(u/c)2-1]1/2展開，(14)式可以寫成：

E=m0c2/[(u/c)2-1]1/2

=(m0c3/u)+(m0c5/2u3)+(3m0c7/8u5)+………(15)

與以下狹義相對(duì)論質(zhì)能公式對(duì)比：

E=m0c2/[1-(u/c)2]1/2

=(m0c2)+(m0u2/2)+(3m0u4/8c2)+…

我們發(fā)現(xiàn)，(15)式已經(jīng)沒有與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。

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，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)+(m0c3/2u2)

將動(dòng)量對(duì)時(shí)間求導(dǎo)數(shù)：dp/dt=(m0uc3du/dt)=m0uc3a

a為物體的加速度。根據(jù)(16)式，

F=-m0uc3a……(17)

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[(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)速度減小（u2

當(dāng)合外力做負(fù)功時(shí)（w<0），物體動(dòng)能減小（△Ek<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：

原來靜止的小球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’＜c＜u’。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’。

如果用我們生活的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比，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)榱悖琺0=0，即可在一瞬間飛出去達(dá)到光速，進(jìn)而超過光速，之后，通過轉(zhuǎn)換裝置把飛行器的靜止質(zhì)量變?yōu)閙0≠0，其速度可以比光速快很多倍，并可通過調(diào)節(jié)其能量來控制速度大小（例如，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，還原成原來的飛行器并安全著陸。

“交界處”——“光速”是一個(gè)十分神秘而敏感的地區(qū)。如何從低速度到光速，這對(duì)于人類目前來說，的確是一個(gè)大難題。總有一天，人類可以發(fā)現(xiàn)使普通物體靜止質(zhì)量變?yōu)榱愕姆椒ǎ瑥亩梢赃_(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)過程。證實(shí)物體可以互相交錯(cuò)而過，

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)大陸各省市從事人體科學(xué)的學(xué)者。會(huì)中,張寶勝演示藥片穿瓶、鐵湯匙扭成“麻花”、超距名片轉(zhuǎn)移等特異功能（藥瓶、信封、名片等實(shí)驗(yàn)物品全由外賓準(zhǔn)備）。在全場(chǎng)近兩百位中外學(xué)者及十多部攝影機(jī)的監(jiān)視下，在近兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，張寶勝將藥品瓶的一百粒藥片抖出了九十九粒（封裝仍然完好無缺）。在不接觸物體的情況下，張寶勝遠(yuǎn)距離將鐵湯匙扭成了“麻花”狀，還遠(yuǎn)距離將一位醫(yī)生的名片，搬進(jìn)了雙層密封的信封內(nèi)。

另據(jù)了解，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)人體科學(xué)研究所的孫儲(chǔ)琳女士也具有“穿壁”等特異功能。在湖北省武漢市的一次實(shí)驗(yàn)中，孫儲(chǔ)琳將一個(gè)封閉藥瓶里的藥片“抖”出了62粒，藥瓶完好無損，封閉如故，但“穿壁而出”的藥片在外觀上發(fā)生了顯著的變化。用高速攝影機(jī)拍攝，當(dāng)重放錄象慢鏡頭時(shí)發(fā)現(xiàn)：在藥片“抖”出藥瓶的錄象畫面，只見一道白光。

她還有另一種“穿壁”功能——能夠?qū)⒋笥谄靠诘奈矬w裝入容器內(nèi)，她的手可以“突破”桌面、玻璃板、墻壁等障礙物，“拍”入另一空間。

她可以將手表、花朵、硬幣等物體“遠(yuǎn)距離”（不接觸）定向搬運(yùn)。她曾經(jīng)將一只手表、一枚墨西哥硬幣、一枚戒指，從1000米以外，用意念運(yùn)到校長(zhǎng)辦公桌鎖緊的抽屜內(nèi)。

用超光速理論對(duì)上述現(xiàn)象進(jìn)行解釋：功能人用意念使藥片等物體處于超光速狀態(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)。

四、超光速粒子的探測(cè)

方法步驟：

（1）確定超光速粒子的帶電性質(zhì)；

（2）在與超光速粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向加一強(qiáng)電場(chǎng)，使其受到電場(chǎng)力（F1=EQ）的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)；

（3）在與超光速粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直的方向加一強(qiáng)磁場(chǎng)，使其受到洛侖滋力（F2=BQV）的作用而發(fā)生反向偏轉(zhuǎn)；

（4）調(diào)整電場(chǎng)強(qiáng)度E，和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，F(xiàn)1和F2大小相等，方向相反，使超光速粒子沿直線運(yùn)動(dòng)。記下E和B的大小。

則超光速粒子的運(yùn)動(dòng)速度為：V=E/B

（5）在超光速粒子運(yùn)動(dòng)方向上，放置多個(gè)厚金屬板，在金屬板之后射入其它粒子源，使超光速粒子與粒子源發(fā)生碰撞，觀測(cè)被碰粒子碰撞前后的速度變化情況。

關(guān)于一個(gè)新的物理理論的建立，人們都有以下共識(shí)：

第一，一個(gè)物理理論的數(shù)學(xué)推理必須是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模?/p>

第二，新的物理理論，必須能夠涵蓋舊有的所有正確的理論，并能解釋舊理論不能解釋的東西；

第三，新的物理理論的推論結(jié)果，必須與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。