2011年度科技爭議:中微子真能超過光速?

速度=距離／時間，2011年歐洲科學家的一場實驗原理如此簡單，但卻在全世界引起了軒然大波和極大質(zhì)疑：穿越時空真的能成為現(xiàn)實嗎?

2011年9月，歐洲格蘭·薩索奧普拉實驗項目(以下簡稱“Opera”)的科學家宣布：他們測量了從位于瑞士日內(nèi)瓦附近的歐洲核子研究中心發(fā)出的，歷經(jīng)730公里飛行后成功抵達位于意大利格蘭·薩索附近地下實驗室的粒子束，測量結(jié)果顯示，中微子所用的時間比光子少了60納秒。科學家指出，一旦“中微子速度超過了光速”的測試結(jié)果得到證實，一直被學術(shù)界奉為理論基石的愛因斯坦相對論——“光速不可超越”經(jīng)典將被改寫，時間旅行也將成為可能。

挑戰(zhàn)相對論

實際上，中微子的領(lǐng)先距離非常之短。在730公里的實驗距離內(nèi)，中微子之所以比光子的運行時間少了60納秒，甚至僅是光速的百萬分之二十，但若換算成距離，則只有短短18米。但恰恰就是這短短的18米，卻讓科學家們大為頭疼。

“廣義相對論和狹義相對論都將打上問號”，法國物理學家皮埃爾·比內(nèi)特呂如是評價道。“一旦實驗結(jié)果被證實，那么超光速現(xiàn)象對整個現(xiàn)代科學體系的沖擊將是史無前例的。”

而更加挑起人們神經(jīng)的則是關(guān)于時空穿越的話題。中科院理論物理研究所研究員李淼表示，如同相對論在極端情況下修改牛頓理論，且超光速被證實確實存著，那么相對論也將被迫修改。但因中微子不會與普通物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，所以人類要實現(xiàn)“時光旅行”的夢想，還將有很長一段路要走。

統(tǒng)計方法出錯?

中微子超光速結(jié)論之所以能在世界范圍內(nèi)引起軒然大波。究其原因，是因為Opera內(nèi)部一些科學家紛紛拒絕在Opera文章上簽名。為此，Opera研究人員不得不重新進行了一次實驗，最終，實驗結(jié)果確認了此前的結(jié)論，但與之相關(guān)的質(zhì)疑聲卻從未停止。據(jù)了解，在Opera實驗結(jié)果發(fā)表后，質(zhì)疑的聲音此起彼伏，其中最有名的當屬諾貝爾獎獲得者格拉肖與合作者安德魯·科恩的觀點，他們認為，如果中微子真的超光速，將會導(dǎo)致輻射損失能量，而Opera實驗也將無法取得現(xiàn)實中的中微子能譜，因為按照規(guī)律，高能的中微子都應(yīng)該變成低能的，由此可推斷Opera實驗結(jié)論自相矛盾。

亦有科學家拿出此前的研究數(shù)據(jù)來反駁Opera實驗結(jié)論。例如有科學家指出，1987年超新星爆炸的測量顯示，中微子比光早到地球半個小時；但若按照Opera實驗中“中微子超過光速”的實驗結(jié)論，那么中微子應(yīng)該比光早到4年。

中科院高能物理所研究員曹俊認為，實驗的距離測量是可信的，甚至考慮了大陸板塊的運動情況；此外，因時間是通過GPS和原子鐘對時的，所以實驗出錯的可能性不會很大。

而真正被許多科學家質(zhì)疑的，正是復(fù)雜的統(tǒng)計方法，雖然人們還不能確定實驗中是否存在某些被忽略的因素，但Opera實驗卻可以證實，此實驗的可信度達到了6個西格瑪，即99.9999998％的可能是真的，只有1／10億的可能是錯的。

按照科學慣例，孤立的科學實驗并不能最終成立。由此，目前已有越來越多的科學家參與到中微子超光速的實驗中來。Opera項目負責人也表示，Opera將在2012年繼續(xù)增加實驗次數(shù)以最大限度地提高實驗的精度。