所谓"超光速"的错误

对于一切实物粒子，其静止质量，m0，都不为0，而所有物體的运动质量必为有限且正值。

而按狭义相对论，对于惯性系，其运动质量的公式是：m0/(1-(v(3)/c)^2)^(1/2)，其中，v(3)是3維空间的速度，c是真空中的光速。

因而，对于一切实物粒子，其3維空间的速度v(3)就不能等于或大于真空中的光速c。

只有光子，因其静止质量，m0=0，它在真空中的速度才等于c。

但是，最近，却有广泛报道：意大利的中微子实验（OPERA）“发现了超光速的中微子”。Nature、Science等重要的科学新闻网站也报道了这一新闻。（http://www.nature.com/news/2011/110922/full/news.2011.554.html
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/09/neutrinos-travel-faster-than-lig.html?ref=hp
 http://www.livescience.com/16183-faster-speed-light-physics-breakthrough.html）

意大利的中微子实验是采用乳胶径迹装置的（中微子）振荡项目（Oscillation Project with Emulsion-t Racking Apparatus （简称：OPERA））已将正式的论文挂到了arXiv.org的预印本库。

做该实验的意大利Gran Sasso国家实验室。位于地下1400米，以多个深地实验闻名于世。

OPERA实验是将位于瑞士与法国边境的CERN通过高能质子打靶产生缪中微子束流，对准730公里外的Gran Sasso，采用乳胶照相，确凿无疑地探测，传到那里产生的陶中微子的振荡。

测量原理非常简单：测量距离和时间，算出速度！

距离是通过GPS测量的，误差是20厘米。这20厘米的误差还不是来自从瑞士到意大利的730公里，而是主要来自从进入地下实验室的高速公路隧道门口的GPS基准到探测器的10公里。

时间也是通过GPS和“铯原子钟”测量，精度是2.3纳秒。

由这样测得的距离除以时间，算出的速度，科学家们发现：中微子在飞行730公里后，所用的时间比光速还快了60纳秒（10^-9秒）。

实验的误差约为10纳秒。一般来说，粒子物理中的新现象达到4倍标准偏差即可确认，而这个结果达到了6倍，即可能性为99.9999998%。

因而科学家们认为：测量结果表明，OPERA观测到的中微子，其飞行速度比光速快10万分之2.48。

但是，自从爱因斯坦1905年发表狭义相对论起，一百多年来没有人撼动过：“一切粒子的速度都不可能超过真空中光速”的原理。

因而受到众多物理学家的质疑。

即使OPERA实验发表了6倍标准偏差的结果，OPERA实验的发言人自己也说：宣称相对论错误太早了。我们发现了一个奇怪的结果，我们不能解释它，因此必须公布，请同行来审议。我们必须得说点什么。我们不能把它扫到地毯下面，那样，才是不诚实的。

那么，OPERA实验得出的“中微子超光速”结果是错了吗？

不少物理学家都肯定OPERA实验的“结果几乎可以确认是错误的”，但是，都只是怀疑在长途传输过程中的测量误差或错误。认为“需要研究人员的进一步验证”。

还有人认为：“将该结果公之于众是个错误的决定，因为公众更需要了解的是被认可后的结果”。

它究竟错在哪里呢？！

本“博主”认为:这个错误,不会是,或只是,测量的误差或错误,而是基本原理的错误!    (请见博文:"所谓'中微子超光速'错在哪里?如何才对!")

其实，按狭义相对论，“不带’号”与“带’号”的两个牵引系间，分别以同一时空位置矢在两系，r, r’ ，和时空牵引位置矢, r*，的“时轴分量”和“3维空间轴分量” ict；r(3)，ict’；r’(3)，ict*；r*(3)，表达的变换应为下式：

ict’=ictict*/r*-r(3)r*(3)/r*,

r’(3)=ictr* (3)/r*+ r(3)ict*/r*,                                     (1)

只是对于惯性的牵引运动系，才可用时空牵引速度矢, v*，取代时空牵引位置矢r*,而有：

ict’=ictic/v*-r(3)v*(3)/v*,

r’(3)=ictv* (3)/v*+ r(3)ic/v*,                                     (2)

而同一时空速度矢在两系，v,v’，和时空牵引速度矢, v*，的“时轴分量”和“3维空间轴分量”应分别表达为：

ic; r(3)/dt, ic; dr’(3)/dt’, ic; ic; d r(3)*/dt*。

只是对于惯性的牵引运动系，两系 间 速度的相应变换才可以简化表达为：

ic=ictic/v*-r(3)v*(3)/v*,

v’(3)=ictv* (3)/v*+r(3)ic/v*,                                      (3)

由于中微子在3维空间的速度接近光速，在两系 间的变换 应按上式求得。

而OPERA实验由GPS测量的距离，730公里，实际是r*(3)的变量，它既不是“不带’号”系的r(3)的变量，也不是“带’号”系的r’(3)的变量。由GPS和“铯原子钟”测量的时间变量，实际只是在“带’号”系观测到的t’的变量，它既不是“不带’号”系的t的变量，也不是的t*的变量。

因而，根本不能用它们相除求得在两系，和时空牵引系的任何速度矢, v,v’,v*,或它们的3维空间轴分量。

对这样同在地球上两处的两系，牵引运动是惯性的。

由(2)式可见：如果将t’的变量误用为t*的变量，就会得出：算大了相应速度的错误结果。

OPERA实验的科学家们用这样测量的距离和时间，计算接近光速的中微子速度就是这样用经典力学处理狭义相对论的问题，而实际上犯了“张冠李戴”的错误。

那么怎样才能在这种条件下，测得中微子的正确速度呢？

由按狭义相对论的如上分析可见：只有按(2)式分别测得两系位置矢各分量的变量；或按(3)式分别测得两系速度矢各分量，才能正确测得：在这种条件下中微子的正确速度。

而且，所谓“中微子超光速“的这种错误暴露出来,应是好事!

因为，这正可以让人们更加知道:

1.相对论的正确和重要!

2.甚至当今许多知名科学家对相对论的认识和运用的低能!

3.实事求是地科学交流、讨论的重要性!