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1、中微子超光速？中微子又译作微中子，是轻子的一种，是组成自然界的最基本的粒子之一， 中微子不带电，自旋为1/2，质量非常轻（小于电子的百万分之一），以接近光 速运动，几乎不与其他物质作用，在自然界广泛存在。太阳内部核反应产生大量 中微子，每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计，但异常难以捕捉。中微子是 1930年奥地利物理学家泡利为了解释B衰变中能量似乎不守恒而提出的，1933 年正式命名为中微子，1956年才被观测到。2011年9月22日，自然杂志网站宣布，意大利格兰萨索国家实验室 OPERA （“奥佩拉”）项目研究人员使用一套装置，接收730公里外的欧洲核子 研究中心（在瑞士日内瓦）发射的中微
2、子束。实验表明，中微子的速度达到了 299798454米/秒，光速为299792458米/秒，可见中微子比光子提前60纳秒（1纳 秒等于十亿分之一秒）到达，即每秒钟多“跑”6公里。据实验室方介绍，接收中微子束的装备上，配置了复杂的电子和照相器材， 重1800吨，埋在格兰萨索国家实验室地下1400米深处。三年来，“奥佩拉”的研 究人员记录了大约1.6万个从欧洲核子研究中心发射的、穿透地层的中微子束。 研究者让中微子束在两地之间的地下管道中以近光速运行，并通过其最后 运行的时间和距离来判断中微子的速度。9月24日，欧洲核子研究中心官方 网站也公布了这一研究成果。根据爱因斯坦狭义相对论，光速是宇宙速
3、度的极限，没有任何物质可以超越 光速。如果此次研究结果被验证为真，意味着奠定了现代物理学的基础将遭到严 重挑战，时间旅行将具备理论依据。虽然OPERA项目发言人瑞士伯尔尼大 学物理学家安东尼奥伊拉蒂塔声称这是一个直接的物理测量，他们通过测量距 离和时间，再将两者相除得到速度，就像我们在中学到的那样。他还表示这套接 收装置与欧洲核子研究中心之间的距离精度为20厘米以内，测速精度为10纳秒 以内。但是这个实验结果与爱因斯坦的相对论相悖，参与这个实验的科学家已经 向全球物理学者发出了召唤，期待整个物理学界进行核查。针对OPERA项目试验结果，全球不少科学家都持谨慎怀疑态度，声言需进 行更多实验确认。
4、霍金（当代享有国际盛誉的广义相对论和宇宙论家）严肃声明，目前，对中 微子发表评论还言之过早，必须进行更多实验及澄清工作。南京大学核物理学专 家宗红石教授表示，如果爱因斯坦的相对论这个现代物理学基础动摇了，那么可 以说我们现在的很多理论都站不住脚，但实际上现在的很多理论已经被实验检验 是正确的。而且之前物理学界也屡次有人想推翻前人的结论，但后来都被证明是 错误的，最后不了了之，这次的研究成果还有待继续检验。而且如果超光速中微 子真的存在，将会出现一系列让人无法接受的现实，比如因果论，这也是现代物 理学的基本立足体系，即首先有原因之后才会有结果。超光速中微子如果存在， 这一理论也将被颠覆。简单地说
5、，也就是我们所熟知的由因到果的次序将颠倒， 可能有了果再有因。宗红石举了个形象的例子来说明：“比如炮弹，是先打出去， 然后落到对方阵地爆炸；因果论被颠覆后，我们看到的将是炮弹已经爆炸，却还 没从大炮上被打出去呢。”尽管全球科学家普遍采取谨慎态度，但没有人完全可以否认超光速中微子存 在的可能性。不可否认，欧洲核子中心是高能物理领域最大的研究中心，也几乎是最权威 的机构。在欧洲核子中心进行的实验曾获得过两次诺贝尔奖，他们还发明了国际 互联网和网格计算。这次实验中的中微子也正是由欧洲核子中心发射的，而且这 个实验结果能占据这个非常严肃的科学网站的首页，应该可以完全相信这个实验 本身的科学性和严谨性。
6、但是高能物理实验中的很多数据都是保密的，不会完全 对公众公开，也不会完全对研究界公开。OPERA项目组提出希望其他学者进行 核查，应该不是指核查他们的数据。中科院高能所研究员曹俊认为，OPERA实 验是一个有200名科学家参与的著名实验，按高能物理的传统，正式发表的结果 肯定经过了反复推敲验证，在内部进行了多次独立分析，评审每个环节。从他们 的文章中也可以看到，基本上每个重要的数字都采用了不同的方法来检验，或着 进行独立验证，他们的数字是经得起推敲的。凭空猜测他们哪里做错了，肯定不 靠谱。但是可能有什么地方他们没有想到，更有可能碰巧仪器的系统误差就是这 样的。从科学研究的角度出发，如果要核查这
7、个实验结果，必须换实验、换人来 进行。不同实验的系统误差不一样，再碰巧一次的可能性就比较低。下一步最重 要的是用同样的试验方法重复这个实验，但目前只有美国和日本有类似的装置。 对于这个实验结果，曹俊本人持保留态度。那么能否换一种思路来检验？客观来说这需要对中微子超光速这个实验结 果有一定理解才行。说相对论算出来不对很容易，那么应该怎么算？怎么去设计 新的实验思路？这些问题并不容易回答。欧洲核子研究中心在一份声明中表示，这个结果的潜在影响巨大，急需其他 实验的独立测量进行重复实验，接受更广泛、更严谨的考验，这才能最终验证或 反驳是否真的存在超光速粒子。目前，研究中心已将此实验论文上传到公开网站
8、上，并对全球物理学界进行在线说明。一些物理学家们认为，一旦这些粒子确实被证实“跑”过了光速，那么将彻 底改变人类对整个宇宙存在的看法，甚至改变人类存在的模式。有分析人士认为， 可能宇宙中的确还存在其他未知维度，中微子抄了其他维度的“近路”，才“跑” 得比光快。对于这个实验结果，至今还没有哪位科学家宣称对中微子是否超光速进行完 整的负责任的科学解释，不过我们应该理性看待。中微子是否超越了光速，这还是一个未知的问题，超新星SN1987A爆发 （2005年）的时候，科学家也发现了中微子比光子提前三个小时到达了地球， 但是可以用超新星对光子的不透明现象来解释，而且能量也不是OPERA实验室 的水平。这
9、次的超光速也带来了一些驳论。假如中微子真的是超过了光速，那是 如何被探测到的？因为如果超过了光速，那么理论上中微子会回到过去，也就是 穿越了。究竟是爱因斯坦错了还是OPERA实验室的科学家错了？再一个问题就 是中微子是否走了捷径，这个所谓的捷径，可以理解为更高的维度，M理论假 设宇宙中存在11个维度，中微子是否走了维度的捷径，这还是一个未知。物理学上有一种理论，叫做快慢宇宙，慢宇宙既是我们所在的宇宙，在这里 最小的质量就是0。可以想象一下，两个博尔特，一个是很轻的，一个是很重的，哪个跑得快？对于快宇宙来说，最大质量即为0,在那里，最慢的速度就是光速， 只要你愿意，你可以一瞬间从宇宙这头到宇宙的
10、另一头，但是温度也可以达到宇 宙极限。但是既然最慢速度都是光速了，那那里不是每时每刻都在回到未来？这 确实又是一个问题。对于这次的中微子，据说计算出来的中微子质量是个复数， 质量是个i,那这个中微子还是我们这个宇宙中的吗？从经验和实际出发，我们知道任何一个理论，都是有它的适应范围的，如果 超过了它的适应范围，那就需要新的理论来约束它。就好像牛顿的经典力学适用 于宏观低速，相对论适用于微观高速。对于相对论来说，中微子即便是超越了光 速，也无法对相对论造成巨大的影响，相对论只能进行补充，但不会被推翻。但 是物理学可能就要翻开新的一页了，因为他很可能逾越了我们所认知的宇宙，因 为我们所熟知的宇宙仅仅是个4维，对于更高维的，还仅仅是想象而已，更高的 维度，有兴趣的读者可以看看大统一理论。
