資料來源：科技日報

2003年10月26日

美國科學家的實驗顯示，搭載信息的光脈沖雖然在金屬氣體介質中 傳播速度超過了真空光速（物理上用常數c表示），但是所載信息 的速度卻仍然沒能超過真空光速。該實驗結果維護了因果關系，說 明結果不可能先于原因而存在。 愛因斯坦在狹義相對論中斷言，在真空中沒有物質的速度能超過光 速。如果超過光速，那么或許出現這樣的可能性，即事情的發生早 于導致事情發生的原因。表面上看，對因果關系提出挑戰始于3年 前的一項實驗。那時，一束光脈沖在低溫金屬原子氣體中的速度遠 遠超過了真空光速。但是，當時多數科學家并不為因果關系擔憂。 他們認為真正要關注的是信息究竟能以多快的速度傳播。這里，“ 信息”指的是能作用于一個物體或系統的任何信號，例如，一束光 脈沖能開啟一台儀器設備。 研究人員提出，即使脈沖光束中最前沿的一些光子的速度超過光速 ，也只有在光束的多數光子團到達后，脈沖才會發生作用。這就是 說，前沿超光速光子不能傳達任何信息。物理學家需要解答的問題 是，在這樣的脈沖光束中，信息的速度究竟有多快。有學者提出信 息的速度應同群速度相同，因而在特殊介質中信息速度超過真空速 度，違背了因果關系。也有人認為，信息速度等于或小于真空光速 。多數學者主張光脈沖的群速度和信息速度并不相同。 據10月16日《自然》雜志網絡版介紹，北卡羅來納大學公爵大學丹 尼爾古斯伊爾和同事通過研究搭載有信息的光脈沖以超真空光速在 介質中的傳播現象，為問題提供了答案。古斯伊爾提出，傳輸信息 不只是發送一個信號，因為信號還必須在一端被編碼并在另一端解 讀。為了傳送信息，需要改變信號，例如光要更亮。研究人員表示 ，信息傳送的最大速度同能探測到信息變化的最早時間相對應。探 測需要花費時間，耗時往往同光脈沖的形狀和背景噪音等有關。探 測器必須能將信號中表示信息的變化和隨機波動引起的變化區分開 來。 研究小組發現，編碼搭載在穿過鉀原子氣體光脈沖上的信息所需要 的探測時間比編碼在穿過真空光脈沖上的信息所需的探測時間長。 因此，即使光脈沖群速度超過了真空光速，但信息速度從沒有超過 。換句話說，先到光脈沖需要更長的時間報告它的抵達。 （科技日報／記者毛黎）