对于有静止质量的物体来说,光速是到不了的,相对论首先就不允许。但是接近光速还是可以做到的,只要有足够多的能量。有趣的是,就算我达到 99%的光速,按照光速不变原理,从任何方向经过我的一束光对我来说,仍然是遥不可及的光速。按照公制单位,光速每秒 30 万公里,明明是个有限的数字,可对于我们这些笨重的事物来说,却是个实实在在的无穷大。就像是射影变换将平行线的无穷远点变换为有限的看得见的消失点那样,虽然你可以无限接近消失点,却永远也到不了那个点。宇宙中是不是有类似射影变换那样的东西,将无穷大的速度,变成了有限值,也是可以去探讨一下的。总之,文章题目是一个伪命题,其实我想说的是接近光速时发生的事情。

从麦克斯韦方程解出了恒定的电磁波速度的那一刻起,相对论就已经在孕育当中。速度怎么能是恒定的呢,明显跟坐标系有关嘛!但如果我们的物理学解出的电磁波速度是无穷大,悖论就消失了。因为无穷大相对于任何有限值都是无穷大。世间不乏聪明人,洛伦兹变换巧妙的解决了这个问题,从此光速成为物质的极限速度。在那简单的数学变换中,蕴藏着时空的秘密。

把参考系放在地球上,当我达到 99%的光速时,将会发生一些奇怪的事情。首先说说地球上人们的感受:我在大家眼里(包括我的飞船)会在运动方向上缩短为原来的 1/7,看起来我被压扁了好多;我的一切都变得慢慢悠悠,飞船上过了一天,地球上已经过了一个星期;在人们看来,我变得更加笨重,质量变成出发前地球上的 7 倍,不过超重的原因不是因为我吃多长胖了,完全是来自我巨大的动能。质量本身也和坐标系有关,我体重 62 公斤,这是静质量,动能则足足有 6 个我那么重。根据质能方程,质量和能量可以相互转化。我拥有的动能相当于 80 亿吨 TNT 当量(1吨 TNT 当量为 4.184×10^9 焦耳),是人类有史以来引爆的最大当量核武器(前苏联的“沙皇炸弹”)所释放能量的 160 倍。这么多的能量从何而来?不用担心,我飞船上的核聚变或者反物质发动机足以将飞船加速到 99%的光速。当飞船达到这个速度时,发动机保持在匀速巡航的功率运转。上面的事情当然是发生在匀速巡航的阶段,加速阶段走过的距离和时间不算在内。飞船上过了一年,地球上已经过了七年。在人们看来,我的飞船已经在七光年外。

对我来说呢,世界也是一番相似的景象。太阳系以 99%的光速远离我,整个世界在我看来被压缩到原来的七分之一,地球和整个太阳系都被压扁了。我看众生,和众生看我没什么区别。地球上的时间也拉长为七倍,人们看起来慢悠悠的。所有的事物都看起来变得很笨重,因为变重了七倍。飞船上过了一年时间,在我看来,太阳系已经在一光年外了。由于整个世界被压缩了七倍,所以相对于地球来说,我的一光年实际上变成了七光年。换句话说,若我在旅行一年后减速到与地球相对静止,那么走过的距离将在我眼前拉伸七倍。

对于星际航行来说,以 99%的光速,人们可以用一年的时间旅行七光年。虽然赚了不少时间,但比起大得没谱的天文尺度来讲还是远远不够。毕竟离我们最近的恒星(半人马座三星)都有 4.22 光年之遥,我们至少要花 220 天的时间才能抵达那里。也许可以接受,但还是太久了。在物理学再次有重大突破之前,冰冻休眠或许是星际航行的唯一出路。有人说我们可以提高速度,比如以 99.9%的光速航行。理论上兴许没问题,但是别忘了洛伦兹因子γ是有根号的,多一位有效数字,大概也只能在原有倍数上扩大 3 倍多(10^0.5)。需要的能量也几乎大了 3 倍,飞船所需的燃料则会更多。

虽然物理定律不允许,但是可以自由设想。假设我的静质量为零,那么我就不得不达到光速,就像电磁波那样。那时,我的飞船将从这个世界上消失,因为尺度压缩为零。如果你看得到的话(这是不可能的),你会发现我保持静止不动了。我不需要时间就可以从宇宙的一端抵达另一端,因为我的时间停止了(当然我自己感觉不到)。只是一瞬间,我穿越了时空。或者说,空间在我的运动方向上压缩为零了,我无处不在!