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标  题: ５２　能量为零的快子会以无限大的速度运动，这样说�
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月06日16:59:34 星期二), 站内信件

阿西莫夫《你知道吗--现代科学中的一百个问题》
５２　能量为零的快子会以无限大的速度运动，这样说
　　　来，确实有可能实现无限大的速度罗？

　　粒子以无限大的速度运动这种想法本身，看来似乎有一
些荒谬的地方，它不需要花任何时间，就会从Ａ点跑到Ｂ点，
这就是说，它将不仅同时处在Ａ点和Ｂ点上，而且也同时处
在Ａ、Ｂ两点之间的各点上，它还会继续跑到Ｃ、Ｄ、Ｅ等
点上去，并且再进一步走过无限大的距离，而且这一切都不
用花费任何时间。这样一来，一个以无限大速度运动的粒子，
就会具有一根无限长的固体棒的各种性质。
　　如果空间象爱因斯坦相对论所指出的那样发生弯曲，那
么，这根固体棒实际上会成为一个巨大的圆或螺旋，要不然，
就是某种形状还要更加复杂的、变幻不定的曲线。
　　不过，现在让我们先来设想一个由快子构成的宇宙，在
这个宇宙中，所有粒子的速度全都大于光速。当这种粒子所
获得的能量越来越多时，它们的运动速度就变得越来越慢，
到它们得到无限大的能量时，它们的速度就降低到等于光速。
当它们失去的能量越来越多时，它们就运动得越来越快，到
它们的能量等于零的时候，它们的运动速度就达到无限大。
　　我们可以想象到，在这样的宇宙中，粒子的能量范围是
很宽广的：有些粒子的能量非常高，有些粒子的能量非常低，
有些粒子的能量则介于这两者之间（就象我们这个宇宙中粒
子的实际情况那样）。
　　在这样的宇宙中（就象在我们这个宇宙中一样），能量
必须通过某种相互作用才能从一个粒子转移给另一个粒子，
比如说，要通过两个粒子的碰撞，如果低能粒子Ａ同高能粒
子Ｂ发生碰撞，那么，粒子Ａ获得能量而粒子Ｂ损失能量的
机会是非常大的，所以，一般的趋势是形成两个具有中等能
量的粒子。
　　当然，也会有一些例外的情形。如果是两个能量相等的
粒子发生相互作用，那么，其中的一个粒子可能获得能量，
另一个粒子则损失能量，从而把能量范围拉大了。甚至还有
可能（尽管可能性不大）发生这样的情形：一个高能粒子通
过同一个低能粒子相碰撞而获得更多的能量，而那个低能粒
子所剩下的能量却比原来还要少。
　　考虑到这种碰撞的随机性和能量转移的随机性，我们就
会得出结论说，这些粒子的能量分布必定是大多数粒子具有
中等能量，有些粒子具有较高（或较低）的能量，少数粒子
具有非常高（或非常低）的能量，非常少的粒子具有极高极
高（或极低极低）的能量，只有痕量的粒子才具有极高极高
极高（或极低极低极低）的能量。
　　在某一个范围内的能量分布可以用数学方法表示出来。
并且我们会看到，实际上既没有任何粒子具有无限大的能量，
也没有一个粒子的能量等于零，粒子只能非常接近这两个能
量值，但永远不能达到它们。快子有时会以稍稍大于光速的
速度运动，但它的速度永远不会正好等于光速；快子也可能
以确实非常巨大的速度运动，比光速还要快上百万倍（或者
上亿倍或万亿倍），但它永远不会达到真正是无限大的速度。
　　假定有两个能量正好相同的快子非常准确地发生对头碰
撞。这时，它们的动能难道不会正好互相抵消掉，从而使两
者以真正无限大的速度离开碰撞地点而飞开吗？这同样是个
只能逼近而无法达到的想法。两个快子具有正好相同的能量，
并且非常准确地对头碰撞的机会，那是小到等于零的。
　　换句话说吧，在快子的宇宙中，真正无限大的速度是只
能逼近、但无法达到的——在这种情况下，我们就不必去为
无限大总是要引起的种种似乎荒谬绝伦的事情多伤脑筋了。

阿西莫夫《你知道吗？--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社   1984年

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