中微子比光速快意味著什麼？

12-29

最新消息：連接GPS的光纖和計算機接觸不良，阻礙了數據傳輸，可能導致測量結果偏快。同時同步GPS的晶體振蕩裝置沒有準確設置，可能使測量結果偏慢。兩個失誤導致相反的誤差方向，現在需要重新實驗（五月），重新驗證實驗結論。
參見 http://www.zhihu.com/question/19921547
http://jandan.net/2011/09/23/faster-than-light-particle.html

在歐洲核子研究中心（CERN），科學家們發現了意料之外的現象——被送往732公里之外Gran Sasso實驗室的中微子（neutrino）們，比光速快了60納秒到達。——用更大的數字來表示，就是光速299,792,458米/秒，而他們在實驗中檢測到中微子速度是299,799,953米/秒。
這一數值的實驗誤差是10納秒，換言之，基本上，比光速快是沒差的。——雖然只是0.0025%的區別，但這一挑戰狹義相對論光速不變原理基石的發現一旦得到證實，將會給物理學界帶來巨大的變化。

我把看到的各個新聞和資料綜合了一下，共參考

今年物理界最具轟動效應的新聞是中微子的速度可能超過了光速。義大利OPERA（中微子振蕩乳膠徑跡）小組發現，中微子在飛行730千米後，到達探測器的時間比光在真空中走同樣路程所花的時間還要少60.7納秒,中微子的速度比真空中的光速快10萬分之2.48，每秒鐘要多要跑6千米左右。

中微子是什麼

中微子是一種不帶電荷，質量非常小的基本粒子。在我們周圍存在大量中微子，主要來源於太陽內部的核反應，在電影《2012》中，來自太陽的中微子與地球岩層發生作用，加熱地殼，大量熔岩溢出，大陸板塊加速漂移，引起超級地震，火山和海嘯，一片世界末日景象。實際上這不可能，因為中微子與其他物質發生相互作用的幾率非常小，穿透能力極強，可以輕鬆穿越700顆地球而不發生相互作用。實際上每秒鐘有一千萬顆太陽中微子穿透我們的身體，我們卻感受不到這種幽靈般的粒子，人體和地球對它是幾乎透明的。

中微子的檢測

中微子這種強悍的穿透力讓科學家吃盡了苦頭，為了看到它，科學家只能守株待兔，讓大量中微子與大量探測物質接觸，雖然單個中微子的反應幾率小，但是總量上來以後，還是能看到一些中微子發生反應事例的。為屏蔽其他粒子的干擾，中微子探測器一般都建在地下數百甚至上千米的礦井或者山洞中。此次發現OPERA實驗組屬於義大利格朗薩索國家實驗室，它位於橫穿義大利的格朗薩索山脈中，一條高速公路隧道連接山的兩邊，中間有3個大山洞，洞中建起了這個世界上最大的粒子物理實驗室，實驗室在地下1400米深處。

中微子振蕩

中微子總共有三種，電子中微子，μ中微子和τ中微子。由於中微子有質量，它們會發生相互轉化，叫中微子振蕩。為了研究這種現象，從2009年到2011年OPERA利用位於日內瓦的歐洲核子中心（CERN）的超級質子同步加速器產生了一萬億億顆速度極大的質子，轟擊靶標，產生出一束束高強度高能量的μ中微子，在地下穿透重重岩石，射向OPERA的乳膠徑跡探測器，總共檢測到16000個中微子。CERN離OPERA有730公理，在這個距離上很多μ中微子會轉變為τ中微子，檢驗探測器上探測出的中微子,可以檢驗粒子物理理論是否正確。這類中微子振蕩實驗在很多國家的多個實驗室開展，分別測量太陽中微子，大氣中微子，核電站中微子，以及加速器產生的中微子的振蕩，中微子跑動的距離從數十米到一千五百億公里。其中比較著名的有美國Homestake中微子探測器（Raymond Davis於1967年到1985年在這裡發現了太陽中微子的振蕩，獲2002年諾貝爾物理獎），日本的神岡/超級神岡探測器（小柴昌俊從1982年開始建造該實驗室，在這裡發現很多中微子振蕩效應效應，獲2002年諾貝爾物理獎），目前正在進行的一項實驗是T2K實驗，從位於日本東海的質子加速器J-PARC產生中微子，發射到250公里以外的神崗中微子探測器。此外2007年位於美國明尼蘇達的MINOS實驗組開展過與今天OPERA幾乎相同的實驗，他們所採用的是著名的費米實驗室產生的μ中微子束。中國在大亞灣核電站附近也建有中微子實驗室，主要研究電子中微子向τ中微子的轉變。

中微子超光速？

OPERA的實驗方法是非常平常的，但這次實驗得到了一個如此意想不到的副產品：中微子比光快，而且能量越高的中微子速度似乎越大（註：從論文結果來看是這樣，但OPERA發言人在新聞發布會上否認了這種關聯性）。按照狹義相對論，這些能量非常高的中微子的速度和真空中光速應該幾乎相同，只比光速小大約每秒鐘0.03納米。這一結果違反了大多數物理學家一直認為是常識的一條規律：任何物體的運動速度不能超過真空中的光速。如果這一實驗結果被證實，這將是本世紀最重要的科學發現。

雖然中微子的探測比較複雜，但是中微子的速度測量原理非常簡單：精確測量出探測器到發射器的距離以及中微子在路上所花的時間，兩者相除就得到中微子的速度。實驗小組採用了最精密的原子鐘和GPS對時方案光纖同步傳輸信號方案，對中微子運行時間的測量可以精確到10納秒以內；實驗小組精確測量了加速器和探測器之間730千米的間距，先通過GPS系統測量出CERN和OPERA的室外基準點的距離，再從全站儀一步一步測量出探測器到基準點的距離，GPS系統可以準確到為2cm，全站儀可以準確到20cm左右。OPERA位於隧道內，測量時為了準確起見還封鎖了隧道內的公路。時間和距離的測量都反覆進行過多次，得到中微子可能比光速快這一重大而又違反常理的發現後，實驗小組又反覆檢查了六個月，排除了所有可能的實驗誤差，包括月球潮汐影響，地球自轉影響，地震影響，溫度和雲層對GPS信號傳遞的影響等等。考慮到所有這些後，實驗小組相信這一結果的置信度達到99.9997%。在正式公布最終結果以前，實驗小組和全球同行進行了廣泛的交流，直到發現沒有任何漏洞，才於9月22日公布了實驗結果，給出了詳細的實驗方案，供大家檢驗是否還存在漏洞，並呼籲其他實驗室來證實或者否定他們的實驗結果。

其他中微子實驗的結果

值得指出的是2007年美國MINOS實驗小組得到過幾乎一樣的結論，他們進行了幾乎完全相同的實驗，連加速器到探測器的距離都非常接近MINOS為734千米，OPERA為730千米），唯一區別是MINOS採用的是能量為3GeV的μ中微子，而OPERA採用的主要是17GeV的μ中微子，實驗結果是中微子速度比光速快十萬分之5.1，非常接近OPERA的結果（快十萬分之2.48），但此次實驗由於中微子事例少，實驗不確定性比較大，當時未能引起重視。MINOS將很快重新開展實驗，實驗精度會非常高，有可能將運動時間精確到1納秒以內，以檢驗OPERA的結果。

前面提及過的日本T2Ka實驗得到過極微弱的超光速跡象，只是三月份的大地震中實驗裝置受到一些損壞，該實驗有望於2012年再次開始記錄數據。

OPERA所遇到的最大挑戰是著名的超新星SN 1987A的中微子爆發事件。1987年2月24日這顆位於大麥哲倫星雲的超新星突然爆發，拋灑出大量中微子和各頻段的電磁波，在幾個月時間內這顆超新星用肉眼都可以看到，它是1604年以來最亮的超新星。超新星爆發時發出的光線來到地球的3小時前，世界各地有三台中微子偵測器同時偵測到一股中微子爆發，共有24顆中微子被探測到，其中日本神岡探測器11顆，美國IMB探測器8個，俄羅斯BAKSN探測器5顆。這24顆中微子開啟了中微子天文學這樣一門新的學科,對恆星演化和粒子物理研究具有極大價值。

這些中微子長途跋涉16.8萬年，幾乎同時到達地球，前後相差只有13秒，雖然他們比光先到達地球，看起來中微子速度比光要快，其實不然，中微子與其他物質相互作用極弱，在超新星爆發的瞬間就離開超新星了；而光子則會與周圍的物質粒子發生頻繁碰撞之後，才能拖泥帶水地逃離。SN 1987A距離地球16.8萬光年，如果OPERA實驗是正確的，中微子速度比光速快十萬分之2.48，那麼SA1987中微子到達地球的時間會比光早4.2年而非3小時。當然這個論述值得商榷，OPERA實驗採用的是高能μ中微子；而SN 1987A釋放的是低能電子中微子，能量和中微子類型都不相同。不過即使考慮這些，也不足以造成如此大的區別。

形形色色的超光速

1905年愛因斯坦提出狹義相對論，其中有兩條基本原理：光速不變原理和相對性原理，根據這兩條原理可以得到一個推論，為了維持因果律，信號的傳遞速度應該低於光速。這裡的速度既包括物質運動的速度，比如宏觀物體和微觀物質微粒運動的速度，波的速度；又包括能量和力的傳輸速度，以及廣義的信息速度。

自從相對論為自然界萬物設定了光速這一速度上限以來，一直有人試圖突破它。果殼網上曾有很多人設想過下列思維實驗：取一根一光年長的堅實木棍，沿著棍子的方向拉動棍子，棍子的另外一端會馬上隨著運動，似乎證明了拉力傳遞的速度遠大於光速。這是不可能的，因為這種理想剛體棍不可能存在，棍子受力後發生的變形是以聲速傳遞的，很多年以後棍子另外一端才會感受到拉力並開始運動，拉力傳遞的速度遠低於光速。

類似的設想很多，大都是通過是構造過一些不可能存在的物質或者特性來「突破」光速，其中比較著名一種超光速粒子是快子，最重要的特點是質量為虛數，其速度範圍為光速到無窮大。按照這一理論，存在兩個不同的速度區域，快子的速度總是高於光速，普通物質的速度總是低於光速，光速是分界線，不能相互逾越。有趣的是，把物體從低速加速到光速是不可能的，要讓物體達到光速，需要無限大的能量；而讓快子的速度降低到光速，同樣不可能。快子的高速度並不是從低速加速而來，而是本來就有的。

在2000年，復旦大學倪光炯教授就用快子理論解釋過中微子質量問題：有些觀測數據表明中微子質量似乎是虛數，中微子可能是快子，速度比光速快。快子理論從提出到現在已經快50年了，一直只被認為是物理遊戲，不是真實的物理，因為就在於人們很難接受虛質量，我們周圍的物質質量都是正數或者零。如果能夠容忍虛質量，那麼OPERA實驗倒是可以輕鬆解釋了。

在此類中微子實驗之前，有其他超光速現象嗎？

這裡首先要強調一下，在很多情況下超過光速並不難。比如在介質中物體速度可以輕易超過介質中的光速，因為光在介質中的速度會下降，此時會發生一些有趣的現象，比如切倫科夫輻射等等。其次要分清什麼是真正的超光速，有一些現象，比如影子的移動速度，或者手電筒末端的移動速度，看似超過光速，其實並未有效傳遞信息，並不是真正的超光速現象。

天文學中就有這樣的假「超光速」現象，一種是超新星視速度，一種是宇宙膨脹的速度。前者是類星體發出的與觀測者視線方向夾角很小的亞光速噴流，實際上並沒有超過光速。後者是是時空本身的膨脹速度，它可以比真空中的光速大很多，但是狹義相對論中的速度是指時空背景固定以後，相對於該背景的速度。這兩種現象均未違反狹義相對論。

值得關注的」超光速「現象有兩類，都有眾多實驗支持。

第一類「超光速」現象發生在量子隱形傳態過程中。在量子傳輸的過程中，通過量子糾纏態使AB兩個粒子發生關聯，當一個粒子的量子態被探測後兩個兩粒子瞬時塌縮到本徵態，這時B粒子的態就包含了A粒子的信息。這種信息的傳遞是「超光速」的。但是觀測者不可能馬上知道傳送的信息是什麼，因為此時B粒子仍處於量子疊加態，對它的測量不能得到完全的信息，必須知道對A粒子採取了什麼測量，所以不得不通過現實的信息傳送方式（如電話，網路等）告訴乙地的測量者甲粒子此時的狀態。最終，我們獲得信息的速度還是不能超過光速，狹義相對論仍然頑強地成立。

第二類」超光速「實驗是光脈衝在特殊介質中的傳播，最具轟動效應的實驗是2000年普林斯頓NEC研究院的華人物理學家王立軍等主持的光脈衝穿過銫原子氣體實驗，他發現，光脈衝峰值進入介質之前，在另一邊已經有脈衝峰出射了。光脈衝是含有很多不同頻率的光的一種疊加。由於涉及到因果律等重大基礎問題，這類實驗引起了極大的反思和廣泛的思考，經討論發現，出射脈衝可以看成是由入射脈衝前沿與介質相互作用產生的；光脈衝的速度應定義為波前速度，狹義相對論並未被真正違反。這個實驗給我們以啟發，OPERA實驗採用的是中微子束，所測量的速度可能不是物理速度。

本次發現的意義

如果萬一我們中了大獎，證明這次實驗真的超過了光速，這次發現對現實生活有什麼影響？對現有理論有何衝擊？

回答是：不會有什麼影響。狹義相對論只在速度很大時才會與經典理論有顯著區別，我們在生活中基本不會遇到這麼高的速度。狹義相對論對我們日程生活起作用的一個例子是GPS全球定位系統，如果不考慮狹義和廣義相對論修正，那麼一天下來GPS系統所指的位置會偏離正常位置11千米，如果狹義相對論被證明有誤，GPS所給的數據就還有誤差。另一例子是核電站，如果狹義相對論不再正確，核物理將要有所修改，今天的核電站是基於現有核物理學的，需重新審視。不過，正如相對論取代經典力學時所發生過的那樣，在原有理論適用的範圍內，新舊理論給出的結果相差極小，所以不必太擔心。

這次實驗所帶來的衝擊主要是理論上的。狹義相對論是現代物理學的基礎，如果相對論出問題了，那麼今天幾乎所有的物理學都要改寫，這是觀念上的巨大衝擊，不亞於100年前相對論的橫空出世。

不過今天的物理學包容性很強，還是有很大的餘地來容納和解釋這一實驗。我們已經有一些新的理論，比如快子理論，比如額外維理論，甚至有光速可變理論，洛倫茲對稱性破缺理論等新奇理論在躍躍欲試。物理學家都是最保守的革命派，一旦實驗證實已有的理論有問題，他們會毫不猶豫地擁抱實驗事實，並建起新的理論大廈的。在此之前，實驗物理學家應該加緊工作，儘快證實或者否定OPERA組的結果。

參考資料：

1. 原始論文 http://arxiv.org/abs/1109.4897

2. OPERA的新聞發布會：http://www.quantumdiaries.org/2011/09/23/live-blog-neutrinos/

3. MINOS的實驗 http://arxiv.org/abs/0706.0437

4. 中微子振蕩實驗http://epub.cnki.net/grid2008/detail.aspx?filename=WLZZ200102002dbname=CJFD2001；http://epub.cnki.net/grid2008/detail.aspx?

filename=ZXLJ200916210dbname=REFTOTAL；T2K：http://www.douban.com/group/topic/8866178/

5. 實驗測量的討論曹俊德blog http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=296183do=blogid=490273

6. 1987超新星：見維基百科

7. 形形色色的超光速http://wenku.baidu.com/view/fca2293a580216fc700afd21.html

8. 超光速四十年（文章有點民科，有些地方明顯有錯，請慎重）

http://wenku.baidu.com/view/db8d61c58bd63186bcebbc4c.html?from=relatedhasrec=1 以及 http://wenku.baidu.com/view/38d340717fd5360cba1adb76.html?from=relatedhasrec=1

9. 中微子質量為負? http://arxiv.org/abs/0909.2104；

中微子質量為負? blog討論http://blog.vixra.org/2011/09/19/can-neutrinos-be-superluminal/

10. 倪光炯 http://arxiv.org/abs/hep-ph/0009291

11. 王立軍實驗 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XDWZ200201016.htm；論文

http://www.nature.com/nature/journal/v406/n6793/abs/406277a0.html

12. 中微子質量數據http://pdg.lbl.gov/2010/reviews/rpp2010-rev-neutrino-mixing.pdf

13. Lorentz對稱性破壞:http://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_violation#Lorentz_violation

2011-10-15
http://arxiv.org/abs/1110.2685
這篇文章計算了GPS衛星運動所帶來的的影響，聲稱這個影響可以是的測量結果是中微子比光提前32ns到達。

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今天(9-30)熱度已經降下來了。主流的依然是1. 認為實驗有問題2. 這是Lorentz violation的徵兆。 3. tachyon

到目前(9-28)為止，覺得實驗結果是正確的人，大多是在考慮tachyon（快子）和Lorentz violation的可能性。tachyon簡單的說就是質量平方為負值；Lorentz violation的種類就比較多了，比如extra dimension、時空度規的修正（就是說時空結構的修正）等等。我在這裡(http://site.douban.com/widget/notes/4907356/note/175274971/)寫了一個總結。

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我剛好瀏覽了一下相應的論文（http://arxiv.org/abs/1109.4897）。雖然暫時沒有發現明顯的不對的地方，但是，很懷疑這個是有未考慮到的系統誤差的。

光走完這段距離，大概需要0.0024s，文中提到的60ns的時間光才走0.018km。

我剛剛算了一下，如果考慮地球是圓的，地面測地線距離是732km的話，那麼這兩點的直線距離（穿過地球內部，割線距離）是731.5km，也就是短了0.5km，這樣0.5km光需要走1700ns。從這個裡面就可以看到，如果因為地質原因這裡地球半徑或者其他什麼的變化，導致直線距離有個差異，那麼最後實驗的準確性很令人懷疑啊。 (我是實驗盲，他們是通過GPS等等設備進行的基線定位的，他們分析這部分誤差不大……)

那都是一幫很牛的人，他們考慮到了很多的因素，甚至做了很多的測試，他們說進行了很多的accurate metrology tichniques的測試。最後給了一個systematic uncertainties的表（單位是ns）

Baseline 0.67

Decay point 0.2

interaction point 2.0

UTC decay 2.0

LNGS fibres 1.0

DAQ clock transmission 1.0

FPGA calibration 1.0

FWD trigger delay 1

CNGS-OPERA GPS synchronization 1.7

MC simulation for TT timing 3.0

TT timing response 2.3

BCT calibration 5.0

Total sys. uncertainty 7.4

（還有6.9ns 的統計誤差。）

但是難免會有想不到的地方（什麼設備的response時間少算了，地理測試有問題等等），隨便一點小的難以察覺的系統誤差就足以導致這種結果。所以這篇論文（http://arxiv.org/abs/1109.4897）基本就是讓大家來找系統誤差的……

（我發現他們沒有考慮引力效應的影響，當然了這個效應會是的中微子花更多的時間到達，我算了下考慮baseline上不同地方引力不同的效應帶來的影響，這個影響僅僅是1.1*10^-17s，也就是說只有大約1.1*10^-8ns的影響，所以不用考慮。雖然是個相反的影響，但是可以看出，廣相效應在這裡基本可以忽略不計了。現在真的不知道他們出了什麼問題還是真的是對的。

所以說，直接說他們實驗有問題，其實還是挺心虛的，人家這個實驗可以做到6sigma的精確度呢，這個精確度可是很高的……而且可以發現，這裡的系統誤差都很小，包括基線定位什麼的，小的可怕呢。）

另外，昨天NMU＆Fudan的Professor Cahill算了是不是可能是測量到的群速度，他給我了一份草稿(今天文章已經出來了：http://arxiv.org/abs/1109.5357)，我大致估算了一下，這個如果真的是有文中提到的效應的話（我不是做高能的，不是很清楚到底有沒有），那麼這個效應估算出來，量級倒是差的不多。這個其實就是fast light效應，光學上很常見的。但是，問題在於，背後的物理到底是否是對的呢？中微子這樣運行的介質是什麼？是岩石層么？

不過現在下結論還太早了。所以正式論文中寫的是：

「

Despite the large significance of the measurement reported here and the stability of the analysis, the potentially great impact of the result motivates the continuation of our studies in order to investigate possible still unknown systematic effects that could explain the observed anomaly. We deliberately do not attempt any theoretical or phenomenological interpretation of the results.

」

Anyway, 如果說中微子速度比光速快，那可麻煩大了。那麼我們用來描述中微子的很多的方法都不對了，包括中微子的能量壽命等等～

或者就像一些人說的一樣，我們已經有Lorentz變換的violation等等來伺候這個結果。其實大眾都不知道，這個實際上也並沒有像是大家認為的那樣重要，我們一直在修正Einstein的理論，早就知道有問題，而且有很多不同的修正，甚至包括光速依賴於光子能量(http://en.wikipedia.org/wiki/Variable_speed_of_light)，等等。早在六七十年代，就有人提出了非常著名的Brans Dick理論，認為質量是一個標量場產生的。時至今日，各種各樣的關於引力的理論有很多。甚至也有一些對基本原理進行變動的理論，包括我們一直認為正確的Lorentz變換（這個是從別人口中聽說的，我以前都不知道）。

不過，開玩笑的說，如果是真的，那我們該怎麼辦，那太簡單了，以後所有公式裡面的光速變成中微子的速度就行啦（前提這是個不變數……），你把現在的公式看做正確公式的泰勒展開的0級項，一般情況下後面的一級近似就已經小得不得了了……這個真是開玩笑，如果要是比較靠譜的解釋，我想tachyon理論應該是比較好的候選。

(我以前只是聽說過tachyon，但是從來沒有仔細看過。最近翻了一下相關文章，發現大家已經做了很多關於這種尚未證實存在的東西(tachyon)的thermal dynamics…還有tachyonic dark energy，因為tachyon的物態方程正好是介於-1和0之間，跟現在的一些dark energy模型很相似，還有tachyon inflation(暴漲)，tachyon場論等等。簡單的說，就是如果中微子是tachyon，那麼它的質量的平方是負值。這就導致了場方程裡面一個係數出現跟正常物質相反的符號，從而導致速度是高於光速的。)

補充一下：

1. 大牛Carlo Rovelli在twitter上說：

「 Everybody disregards speed limits in Italy. We wait conformation to take this seriously, OK? 」

2. 豆瓣物理組有個討論貼，裡面大部分都是吵的，但是有幾層是比較專業的，可以去看看：

http://www.douban.com/group/topic/22502717/

3. 如果有什麼疑問，先看這篇文章後半部分聽眾的提問：

http://www.quantumdiaries.org/2011/09/23/live-blog-neutrinos/

（比如時間校準的問題之類的，這裡面有些相關信息。）

4. 上面的豆瓣貼中有人提到neutrino質量平方為負的性質，是說這個是tachyon。

5. 關於超光速，如果想要補課，可以wiki：http://en.wikipedia.org/wiki/Faster-than-light

6. 有位PhD站出來說：OPERA的結果其實應該是有24ns的統計誤差，而且置信度只有2sigma。所以這個結果可信度不夠大。http://johncostella.webs.com/neutrino-blunder.pdf

意味著他們測量錯了。。

事實是，有根線沒插好

意味著你們總想搞個大新聞簡直就是作死……（還好證偽了，三觀又差點被洗……

科學就這樣,

每個階段總會有局限性.沒有突破和發展,還是科學嗎?

至於比光速快的物質肯定是有.愛因斯坦在把光速設定為最大速度,本身就有著局限性,他只是為了使能量守恆定律在數學上顯的很漂亮而已.

就像哥白尼不會發現銀河系真正的面目,愛因斯坦也只是物理學道路上的大師,而不是物理學的終結者

不要迷信愛因斯坦,要有推倒他的理念,才會有更多的發現,和真實的世界

已證實是儀器的連接沒有連好導致的時間誤差。。。

過了這麼久居然發現這個問題……結果無比搞笑啊！義大利人搞科學跟他們做麵條一樣不靠譜！

沒有超越光速。。

據著名期刊美國《科學》雜誌網站報道，接近CERN實驗者的消息來源透露，去年9月義大利實驗室所作的中微子速度超光速結果終於有了解釋：GPS信號接收器和PC之間的光纜沒接好導致的系統誤差造成了這一假象。

來自百度百科

做驗證試驗要耗費多少資源呀？

如果數學沒有重大突破，物理也沒有多少進展的。至少目前而言，數學沒有新的里程碑事件。

意味著相對論以及其一切衍生科學都錯了。。。

小白問題：如果在一艘光速行駛的飛船上突然向前方打開射燈，那一瞬間射出的光是否超光速？

我認為是觀測中微子在空間中移動方式的問題。

首先，我們要說對速度的觀測。

我們在測量物體在空間中移動的方式，通常是建立坐標系，利用坐標對物體所在的位置進行描述，就可以根據物體在一定時間內發生的位置變化。而得出物體在多長時間內運動多少距離的概念。（m/s）

那麼如果我們使用的是平面直角坐標系，那麼因為存在兩條坐標軸（x軸與y軸）所以叫二維。

加個z軸就可以描述空間（三維）

如果加個時間軸就是4維。

我們知道，但凡達到真空中光速的東西（射線，電磁波，光，等等）他們的動態質量都是0，縱使光子本身擁有質量。（在空氣中傳播時可以測出光子的質量）但在真空中也只能以質量為0的形態存在。

所以光速運動的事物本身不會對在以四維空間為基礎的的觀測造成影響。（如果是以三維空間，那麼無論你用什麼東西做參考系，光速始終是個定值，這不是因為誤差，日本科學家通過將電子束加速到接近光速的情況下激發其發光，其速度依然是一個定值。不論以電子還是地面作參考系都一樣。所以只能解釋為其時間處於靜止狀態。並通過假設運動物體向與運動方向垂直的方向發射光束模擬物體內外對光子運動的觀測，再通過勾股定理就可以推倒出狹義相對論的時間公式。再通過時間公式進一步推導出空間公式）

那麼現在假設。

我們用一塊懸空的布作為空間。當一個有質量的鐵球放入布面之後，布的表面會發生扭曲，如果放入兩個，那麼這種扭曲就會使兩個物體產生相互接近的趨勢。這種趨勢會根據鐵球的質量而定，並與鐵球的質量成正比。

那麼在空間中也同樣如此這種有質量的位置造成了空間扭曲，產生凡是有質量的物質都會產生相互接近的趨勢，這種趨勢就是萬有引力，引力大小將與物體的質量成正比。

現在問題來了，中微子是有質量的。

但是我們可以根據相對論得出，物體的運動速度是會造成時間與空間的相對性的差異。造成物體本身的時間，空間與外界的不對等，這種差異會隨著物體的速度在不斷接近光速時而擴大。

同時，物體的質量也同樣會隨著速度的增加而變大。

那麼，一粒接近光速的中微子在通過引力場時，由於他本身的時間與空間會和放在引力來源的物體上的觀測儀器不對等，那麼我們僅僅是通過加了時間軸的四維空間就不能有效解決這一問題了。

那麼，我們就必須加入一個特殊的概念——曲率。

由於時間差異，運動方向差異，和觀察方向的差異，這些都會造成我們無法觀察到這顆中微子正確的時間和空間。

因為對於以一個速度極限接近光速但並未達到的中微子來說，以他本身做參考系自然是其他物體超反方向移動。那麼，中微子本身的曲率自然和我們觀測到的曲率相反。如果是個帶電粒子的話，或者，另一個質量較大的粒子（如中子）我們就會有很多的觀測方式。（如通過電場或其他手段）我們可以得到精確的速度數據，不用或很少考慮曲率等因素。但是中微子不但不帶電，而且質量極低。

所以我們只能通過中微子的光爆在三維，最多四維的基礎上進行測量和運算。但因為觀察的曲率的方向差異的關係，結果自然與實際不符。

通過使用光，射線，磁波，等等都是0質量，因為質量是0點情況下不會造成曲率差異。但中微子會。所以科學家觀測的和觀察設備對中微子的觀測將會與與實際情況不符。

但事實上，空間還是那個空間，時間還是那個時間。但觀測的曲率出了毛病，所以我們觀測到了一個錯誤的現象。

那麼，如果加入曲率的概念，四維空間就成為了五維空間。這樣我們不但能解釋中微子超光速的假象，更能解釋一些空間扭曲或者重合的概念。

比如，一些人在一個空間內憑空消失，幾年後又突然出現，而且他們的生理年齡卻保持在消失時的現象，我們可以解釋為空間扭曲。

一個埋在地下十年的密封罐子，挖出來並打開后里面憑空出現一隻或者的青蛙。我們可以理解為空間重合。因為在你打開罐子之前，青蛙並不是存在於罐子內的，只是在罐子被打開的一瞬間，重合的空間得到修正。青蛙才會跑出來。

這樣一來，五維空間就有了『可見物即是真理』的唯心想像。

同時，我認為如果物體超越了光速，我們將觀察到物體的數量在同一時刻憑空增加的現象，因為這樣會造成它所處的時間空間發生不間斷的重疊。

但是，同一時間和同一空間和同一物質在同一位置同時出現這種事情本身就是不允許出現的。為了修正這種時間與空間的錯亂。該物質將會被抹殺。同時轉化為動態質量為0的光子或射線，電磁波等以光速運行。事實上，無需超越光速，只要物質存在這種趨勢都會發生上述情況。而有質量的物質，連光速都達不到。

所以，即使是空間跳躍，也並不會超越光速。

我們同樣將一塊布比作空間，當我們需要從布的一段到達另一端，需要在布的表面走上好幾十步。但如果我們將布摺疊起來。在中間挖個洞鑽過去，只要走上一步就可以解決問題。這便是空間跳躍。

但是，當你從這塊不透明的布摺疊起來，並從中間穿過去的話，你的行動路徑在布的表層是無法看到的，同樣，空間也是如此。所以我們看到的是物體在一個低於光速，憑空消失並且憑空出現。但是速度始終是低於光速的

某種程度上，測不準原理與相對論並不矛盾，也許科學家可以用測不準原理來解釋觀察到的現象吧，否則就是物理學天文學要開闢新篇章了，呵呵