交流电源产生的电动势几乎瞬时地在电路内产生了交变电势差以及纵向电场。交变电场在金属导线内带动了电子运动，产生了电流和电功率。对于几米长的导线连接有一个大电阻和单导线的回路，低频交流电源产生的交变电动势在回路的导线内形成了似稳态电流。它仅仅需大约亿分之一纳秒的超短时间，同时在大电阻上产生电压。

交变电场在金属导线内的速度不是常数，它与电路参数相关。我们的实验是带有分布电感的RL电路。实验的设置由单根漆包铜线作为导线，构成二个不在一个平面具有不同长度的RL回路。实验中测量了二个不同长度的RL回路中大电阻上的电压的时间差。由于单导线自身的电感，在大电阻上产生的电压滞后于电源的交变电动势。我们的实验结果表明，在大多数情况下，交变电场的速度是低于光速的。 可是在特定的电路参数情况下，交变电场的速度超过光速20倍以上。交变纵向电场以及电能的传输是一种宏观的非局域效应。

我们实验结果的主要创新点如下：

1. 因为狭义相对论要求光速是一切物质运动的极限，所以我们的交变电场的速度可以大大超过光速的实验挑战了相对论。

2. 经典电路理论主要是基尔霍夫二个定律以及欧姆定律。它们与麦克斯韦方程是独立的。电路中的欧姆定律不服从洛仑兹变换，狭义相对论不适用于电路。

3. 当工作频率是2MHz时，它的等效波长是150米，而我们实验中的电路尺度小于10米。对于这样的实验室内的电路实验，电路专家采用集总参数电路模型。这个集总参数电路模型是不计算导线长度的，其实它隐含了一个假定：交变电信号在导线中的速度是无穷大。所以我们的实验结果表明，在特定条件下交变电信号在导线中的速度超光速20倍以上，这不仅是合理的，而且也是对集总参数电路模型的改进。

4. 基尔霍夫二个定律其实隐含了一个基本假定：交变纵向电场是非局域的。也就是说，交变电动势接近瞬时地把电场传送到电路中导线和电阻的每个部分。回路上每一点的电流的大小以及相位在某一时刻是相同的。当时间变化时，电路中电流的大小以及相位是随时间整体变化的。所以，交流电在金属导线中由相位变化来传输信息是一种宏观的非局域性效应。它代表了一种绝对同时性。“非局域”的超光速物理作用，不仅仅在量子力学领域存在，并且在宏观世界也存在。

5. 电路中的交变电场具有频率以及相位的特征，可是不存在波长的定义。电路中的交变电场信号既不是电磁横波，也不是纵波。交变电场信号是导线中每一部分的电场在进行“纵向同步震荡”，它们的相位随时间同步变化。由于示波器的设计有周期性的扫描功能，它把相位随时间的同步变化曲线在示波器的横向坐标显示出来。交变电场的能量以及信号是随时间同步变化的，因为它不是“行波”，于是它不存在波长的定义。

6. 从带有电感的交流电路的电压方程，可以计算出电流以及大电阻上的电压对于电动势的相位延迟，它等价于时间延迟。这个时间延迟是由直导线的分布电感引起的。所以直导线的分布电感是“因”，大电阻上电压对于电动势的相位延迟是“果”，计算得出的交变电信号在导线中的速度超光速是推论。

7. 因为导体内低频纵向电场速度可以远远超过了电磁波在真空中传播的速度，这个实验证明了：低频交流电能几乎完全是在金属导线内部传输的。也就是说，几乎没有电磁能流从导线外部传输到导线内部。很多教科书把玻印亭矢量的数学定义硬套到这个物理问题，是不正确的，需要纠正。

我们实验中测量到1纳秒级的时间差，主要归功于本世纪以来示波器技术的进步。我们的贡献仅仅是选对了实验的方法，指出了实验中电路的特定条件。时间测量的误差由示波器的精度决定。我们用的示波器的的精度是0.5纳秒。

我们的实验结果与经典电路理论是一致的，而且与电磁学理论没有矛盾。

我们认为，狭义相对论不适用于电路。在宇宙中，纵向电场的速度是不受相对论光速极限限制的。相对论的结论存在一定的局限性和片面性。

参考文献

1.      张操, 廖康佳,樊京，导线中交流电场时间延迟的测定，《现代物理》，Vol. 5 No. 2 ，29-34 (Feb. 2015)

http://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=14804

2. 张操, 廖康佳,交变电场速度测量的物理原理，《现代物理》，Vol. 5 No. 2 ，35-39 (March 2015)

http://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=14949

3. 张操, 廖康佳,交流电速度可能超光速20倍—兼评郑翊等人的论文“电磁场的传播速度”, 《现代物理》，Vol. 5，No. 6, 125-132  (Nov. 2015).

http://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=16335

4. 五十年磨一剑实现了超光速，载于中国网-中国视窗 2916-12-06

http://zgsc.china.com.cn/zxun/zhzx/2016-12-06/556814.html