1超光速超光速超光速(faster-than-light, FTL 或称 superluminality)会成为一个讨论题目，源自于相对论中对于局域物体不可超过真空中光速 c 的推论限制，光速(真空中大约为 30 万千米/秒)成为许多场合下速率的上限值在此之前的牛顿力学并未对超光速的速度作出限制而在相对论中，运动速度和物体的其它性质，如质量甚至它所在参考系的时间流逝等，密切相关，速度低于（真空中）光速的物体如果要加速达到光速，其质量会增长到无穷大因而需要无穷大的能量，而且它所感受到的时间流逝甚至会停止（如果超过光速则会出现“时间倒流” ），所以理论上来说达到或超过光速是不可能的（至于光子，那是因为它们永远处于光速，而不是从低于光速增加到光速） 但也因此使得物理学家（以及普通大众）对于一些“看似”超光速的物理现象特别感兴趣但是在介质中，物体的运动速度超过介质中的光速则是可能的因为光速在介质中会下降这种情况下会产生一些特别的现象假使物体带电，则会发出蓝色光为主的切连科夫辐射 超光速存在吗？2000 年 7 月，由于英国《自然》 （Nature,2000,406:277）杂志发表了一篇关于“超光速”实验的论文，引起了人们对超光速倒底是否存在的讨论。
其实对在介质中使光脉冲的群速度超过真空中光速 c， 科学家们早有研究，而 Nature 中报道的这个实验就是实现了这种想法但是这并非是人们想象的那种所谓违反因果律（或者相对论）的超光速，为了说明这个问题，让我们看一看由华人科学家王力军所做的这个实验 光脉冲是由不同频率、振幅、相位的光波组成的波包，光脉冲的每个成分的速度称为相速度，波包峰的速度称为群速度在真空中二者是相同的，但是在介质中如我们所知道的存在如下的群速度与介质 折射率的关系： vg = c / ng ， ng = n + ω(dn/dω) 显然在一定的情况下（如反常色散很强的介质）可以出现负的群速度，此时，光脉冲在介质中传播比真空中花的时间短，其差 ΔT = (L/v) - (L/c)达到绝对值足够大时就可以观察到“超光速”现象，即“光脉冲峰值进入介质以前，在另一边已经有脉冲峰出射了” （由王力军原文译） 2那么这种超光速是不是违背因果率呢？我们仔细考查王的实验就会发现，出射光脉冲虽然是在入射脉冲峰值进入介质之前出现的，但在这之前入射脉冲的前沿早已进入介质了（如图） ，因此出射脉冲可以看作是由入射脉冲前沿与介质相互作用产生 的。
其实王的实验重要意义正在于实现了可观测的负群速度的这一现象，而不是像媒体炒作的那样发现了什么“超光速” ，负的群速度在这里就不能理解为光的速度了，它也不是能量传输的速度当然，这一实验本身就说明我们人类对光的认识又前进了一步对这个实验的解释只凭折射率与群速度的关系这个公式是远远不够的，这其中包含了量子干涉的效应，涉及到对光的本质的认识，揭开蒙在“超光速实验”头上的面纱，仍然是科学家们奋斗的目标 很多人在了解了这个实验后就会想到能否用这种“超光速”效应来传递信息，在王的实验中， “超光速”的脉冲不能携带有用的信息，因此也就无从谈起信息的超光速传递，同样能量的超光速传输也是不行的 与超光速实验具有相同轰动效应的是另一种“超光速”现象 quantum teleportation 即量子超空间传输（或量子隐形传态） ，这个奇妙的现象因其与量子信息传递及量子计算机的实现有密切联系而引起人们的关注所谓超空间，就是量子态的传输不是在我们通常的空间进行，因此就不会受光速极限的制约，瞬时地使量子态从甲地传输到乙地（实际上是甲地粒子的量子态信息被提取瞬时地在乙地粒子上再现） ，这种量子信息的传递是不需要时间的，是真正意义的超光速（也可理解为超距作用） 。
在量子超空间传输的过程中，遵循量子不可克隆定律，通过量子纠缠态使甲乙粒子发生关联，量子态的确定通过量子测量来进行，因此当甲粒子的量子态被探测后甲乙两粒子瞬时塌缩到各自的本征态，这时乙粒子的态就包含了甲粒子的信息这种信息的传递是“超光速”的 但是，如果一位观测者想要马上知道传送的信息是什么，这是不可能的，因为此时粒子乙仍处于量子叠加态，对它的测量不能得到完全的信息，我们必须知道对甲粒子采取了什么测量，所以不得不通过现实的信息传送方式（如，网络等）告诉乙地的测量者甲粒子此时的状态最终，我们获得信息的速度还是不能超过光速！量子超空间传输的实验已在 1997 年实现了（见 Nature,390,575.1997） 以上两个超光速的方案目前还只处于理论探讨和实验阶段，离实用还有很远的距离，而且这两个问题都涉及到物理学的本质，实验现象及其解释都在争论之中 相对论问答——超光速人们所感兴趣的超光速，一般是指超光速传递能量或者信息根据狭义相对论，这种3意义下的超光速旅行和超光速通讯一般是不可能的目前关于超光速的争论，大多数情况是某些东西的速度的确可以超过光速，但是不能用它们传递能量或者信息但现有的理论并未完全排除真正意义上的超光速的可能性。
首先讨论第一种情况：并非真正意义上的超光速 1．切伦科夫效应 媒质中的光速比真空中的光速小粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速在这种情况下会发生辐射，称为切仑科夫效应这不是真正意义上的超光速，真正意义上的超光速是指超过真空中的光速 2．第三观察者 如果 A 相对于 C 以 0.6c 的速度向东运动，B 相对于 C 以 0.6c 的速度向西运动对于C 来说，A 和 B 之间的距离以 1.2c 的速度增大这种“速度”--两个运动物体之间相对于第三观察者的速度--可以超过光速但是两个物体相对于彼此的运动速度并没有超过光速在这个例子中，在 A 的坐标系中 B 的速度是 0.88c在 B 的坐标系中 A 的速度也是0.88c 3．影子和光斑 在灯下晃动你的手，你会发现影子的速度比手的速度要快影子与手晃动的速度之比等于它们到灯的距离之比如果你朝月球晃动手电筒，你很容易就能让落在月球上的光斑的移动速度超过光速遗憾的是，不能以这种方式超光速地传递信息 影子和与手晃动的速度之比确实等于它们到灯的距离之比,但影子的最快速度不会超过光速.光斑也是如此.假设有一个仰角为 60 度的斜坡,一个物体以 0.6C 的速度水平运动,那么理论上在斜坡上的投影的速度是 1.2C,实际上影子最大速度为 C.现象表现为影子不会出现在该物体垂直投射的方位,而是会滞后. 4．刚体 敲一根棍子的一头，振动会不会立刻传到另一头？这岂不是提供了一种超光速通讯方式？很遗憾，理想的刚体是不存在的，振动在棍子中的传播是以声速进行的，而声速归根结底是电磁作用的结果，因此不可能超过光速。
（一个有趣的问题是，竖直地拎着一根棍子的上端，突然松手，是棍子的上端先开始下落还是棍子的下端先开始下落？答案是上端 ） 45．相速度 光在媒质中的相速度在某些频段可以超过真空中的光速相速度是指连续的（假定信号已传播了足够长的时间，达到了稳定状态）的正弦波在媒质中传播一段距离后的相位滞后所对应的“传播速度” 很显然，单纯的正弦波是无法传递信息的要传递信息，需要把变化较慢的波包调制在正弦波上，这种波包的传播速度叫做群速度，群速度是小于光速的译者注：索末菲和布里渊关于脉冲在媒质中的传播的研究证明了有起始时间的信号[在某时刻之前为零的信号]在媒质中的传播速度不可能超过光速 ） 6.超光速星系 朝我们运动的星系的视速度有可能超过光速这是一种假象，因为没有修正从星系到我们的时间的减少 举一个例子：假如我们测量一个目前离我们 10 光年的星系，它的运动速度为 2/3 c 现在测量，测出的距离却是 30 光年，因为它当时发出的光到时，星系恰到达 10 光年处； 3 年后，星系到了 8 光年处，那末视距离为 8 光年的 3 倍，即 24 光年 结果，3 年中，视距离减小了 6 光年…… 7．相对论火箭 地球上的人看到火箭以 0.8c 的速度远离，火箭上的时钟相对于地球上的人变慢，是地球时钟的 0.6 倍。
如果用火箭移动的距离除以火箭上的时间，将得到一个“速度”是 4/3 c因此，火箭上的人是以“相当于”超光速的速度运动对于火箭上的人来说，时间没有变慢，但是星系之间的距离缩小到原来的 0.6 倍，因此他们也感到是以相当于 4/3 c 的速度运动这里问题在于这种用一个坐标系的距离除以另一个坐标系中的时间所得到的数不是真正的速度 8．万有引力传播的速度 有人认为万有引力的传播速度超过光速实际上万有引力以光速传播 9．EPR 悖论 1935 年 Einstein，Podolski 和 Rosen 发表了一个思想实验试图表明量子力学的不完全性他们认为在测量两个分离的处于 entangled state 的粒子时有明显的超距作用Ebhard 证明5了不可能利用这种效应传递任何信息，因此超光速通信不存在但是关于 EPR 悖论仍有争议 10．虚粒子 在量子场论中力是通过虚粒子来传递的由于海森堡不确定性这些虚粒子可以以超光速传播，但是虚粒子只是数学符号，超光速旅行或通信仍不存在 11．量子隧道 量子隧道是粒子逃出高于其自身能量的势垒的效应，在经典物理中这种情况不可能发生计算一下粒子穿过隧道的时间，会发现粒子的速度超过光速。
Ref: T. E. Hartman, J. Appl. Phys. 33, 3427 (1962) 一群物理学家做了利用量子隧道效应进行超光速通信的实验：他们声称以 4.7c 的速度穿过 11.4cm 宽的势垒传输了莫扎特的第 40 交响曲当然，这引起了很大的争议大多数物理学家认为，由于海森堡不确定性，不可能利用这种量子效应超光速地传递信息如果这种效应是真的，就有可能在一个高速运动的坐标系中利用类似装置把信息传递到过去 Ref: W. Heitmann and G. Nimtz, Phys Lett A196, 154 (1994); A. Enders and G. Nimtz, Phys Rev E48, 632 (1993) Terence Tao 认为上述实验不具备说服力信号以光速通过 11.4cm 的距离用不了 0.4 纳秒，但是通过简单的外插就可以预测长达 1000 纳秒的声信号因此需要在更远距离上或者对高频随机信号作超光速通信的实验 12 卡西米(Casimir)效应 当两块不带电荷的导体板距离非常接近时，它们之间会有非常微弱但仍可测量的力，这就是卡西米效应卡西米效应是由真空能(vacuum energy)引起的。
Scharnhorst 的计算表明，在两块金属板之间横向运动的光子的速度必须略大于光速（对于一纳米的间隙，这个速度比光速大 10-24） 在特定的宇宙学条件下（比如在宇宙弦(cosmicstring)的附近[假如它们存在的话]） ，这种效应会显著得多但进一步的理论研究表明不可能利用这种效应进行超光速通信 Ref: K. Scharnhorst, Physics Letters B236, 354 (1990) S. Ben-Menahem, Physics Letters B250, 133 (1990) Andrew Gould (Princeton, Inst. Advanced Study). IASSNS-AST-90-25Barton & Scharnhorst, J Phys A26, 2037 (1993) 13．宇宙膨胀 6哈勃定理说：距离为 D 的星系以 HD 的速度分离H 是与星系无关的常数，称为哈勃常数距离足够远的星系可能以超过光速的速度彼此分离，但这是相对于第三观察者的分离速度 14．月亮以超光速的速度绕着我旋转！ 当月亮在地平线上的时候，假定我们以每秒半周的速度转圈儿，因为月亮离我们385,000 公里，月亮相对于我们的旋转速度是每秒 121 万公里，大约是光速的四倍多！这听起来相当荒谬，因为实际上是我们自己。