“真空光速不可超越”，想必這句話很多人都非常熟悉，即便你沒有學過相對論，在日常的信息渠道中也應該或多或少聽說過，並且光速已然成爲了相對論的代名詞。或許正是因爲這樣的原因，很多人對于打破光速這一限制産生了源源不斷的興趣。
比如下面幾種超光速疑問：
①我拿著手電筒跑，那麽手電筒發出的光不就超光速了嗎？（大于每秒30萬公里）
②一根無限長的棒子，使其繞一端旋轉，那麽另一端的速度不就無窮大了嗎？也就是超光速了
③還是一根無限長的棒子，我在一端用力一推，那麽另一端就會立即移動一下，這樣一來就能借此傳遞信息，而這不就說明信息的傳遞速度超過光速了嗎？
。。。。。。
這樣的疑問還有很多，這裏就不多做介紹了。
總的來說，這些的疑問都是建立在沒有深入了解過相對論的前提下産生的，或者是這些朋友只是了解了一些定理語句，但沒有用數學演算過，這樣就導致了此類疑惑層出不窮。
實際上關于這些問題的解答大致分類兩個：
第一個：利用狹義相對論的幾個推論（比如質增效應、速度疊加公式等等）來進行解釋和反駁。
比如質增效應，對觀察者而言，如果物體速度越來越接近光速，那麽其質量就會增至無窮，而進一步的加速則變爲不可能（實際上用能量變爲虛數的觀點則更爲嚴謹，下文會提到）。
第二個：告訴他們，現實世界不存在絕對剛體，無限長的棒子在受力時必定産生形變，而這一過程的傳遞速度大小實際上就是固體內部的音速傳播數值，利用應力波傳遞信息，除非是剛體，否則不可能超越光速。
但我們今天想說的是關于光速爲什麽不能超越的一個本質原因——因果律，這種解釋並不多見，因爲在很多時候，剛才所講的幾種解釋就已經很好的反駁了超光速現象。
不過上述的幾種解釋中忽視了一個似乎不太重要的點，那就是絕大部分關于超光速現象的物體，事前都在經歷一個加速過程，也就是這個物體的初速度是小于光速的，之後想通過加速來實現超光速。
這種方式的毛病就出現在加速過程中，之前第一個解答已經告訴我們，因爲需要無窮多動力進一步加速，所以不成立。（注：雖然這種解釋看上去是很合理的，但是關于物體質量增加這一點（動質量），現在已經沒有這種說法了，因此用能量的觀點（質能方程，不出現動質量的形式），當物體的速度達到或者超光速時，物體能量就變的沒有意義或者是虛數）
正是因爲這樣的討論，導致我們一直陷于加速過程，而很少注意到另一種情況——如果初速度就大于光速呢？
就如光子生來就是光速一樣，如果宇宙中存在生來速度就大于光速的物質又該怎麽說呢？實際上關于這點，在上世紀曾有科學家提出過相應理論——“快子理論”，認爲有可能存在天生速度就大于光速的物質，稱爲快子。而快子存在一個速度下限，不能低于光速（正如普通物質不能超過光速一樣）。
然而正如所有的超光速現象一樣，即便是不考慮加速，天生速度就大于光速的快子也不能逃過因果律的限制。
接下來就引出了今天文章的主角——因果律
因果律本身是一個很古老的定律，稱之爲定律可能不太習慣，因爲因果律的內容可以說是最最基本的常識也不爲過，很簡單的一句：先有因後有果。在這個世界上，估計沒有人會去懷疑這一句話的正確性。
比方說你在土裏種下了一顆蘋果樹的種子，許久之後長出了一顆蘋果樹。這個事件的順序是先播種子後長樹，你能想象出先長樹後播種的情況出現嗎？
再比如，每個人都是先出生後死亡的，你能想象出一個人是先死後生的嗎？這就是因果律，而違背因果律的事情，是斷然不能接受的，這一點應該沒有人質疑。
然而因果律又是怎麽和超光速現象聯系上的呢？
這裏我們首先需要事件在相對論中的定義，所謂事件就是指一個時空點（由空間一點和某一時刻構成）。比如剛才提到的例子，播散種子是一個事件（事件A），而蘋果樹長成又是一個事件（事件B），這兩個事件是構成因果聯系的，並且後一個事件的發生時間必定晚于第一個事件，也就是事件B的時刻減去事件A的時刻，必須大于零。
然而在狹義相對論中，時間不再是一個全員相同的物理量了，不同參考系對于同一事件的看法是不一樣的，比如在我這個參考系內，事件A發生于時刻a，事件B發生于時刻b，然而在另一個人的參考系中，事件A發生于時刻a，而事件B卻發生于時刻c。
由于因果律在每個參考系內都必須成立，再結合上上段的內容，將上述文字轉換爲數學表達則爲：b-a＞0，c-a＞0，也就是說只要上述數學式成立，那麽因果律就沒有被打破。
而這樣的數學式又和超光速有什麽聯系呢？
下面再簡單的介紹一個概念——世界線
世界線是狹義相對論幾何化後的概念，區別于一般代數式的理解相對論，幾何語言的描述能更加凸顯狹義相對論的本質，其中世界線就被定義爲某個物體自身事件的集合，如下圖所示
其中橫軸代表空間，豎軸代表時間（這個圖被稱爲時空圖），而某一物體每時每刻在的空間位置都可以用時空點表示，因此一條連續的曲線就是某一物體的世界線，而物體的世界線分爲三種：分別稱爲類時線、類光線、類空線
並且這三種世界線可以簡單的表示爲：類時線是指速度低于光速的物體的世界線、類光線是指物體速度等于光速的世界線、類空線是指物體速度大于光速的世界線，即超光速現象對應的世界線爲類空線。
在知道這樣的結論後，那麽問題就可以歸結于：類空線與數學式b-a＞0，c-a＞0之間到底是什麽關系？
由于類空線與數學式b-a＞0，c-a＞0，都可以推演成一個概念——時空間隔，那麽何爲時空間隔呢？
簡單來說，我們來想一想：在平面歐氏幾何中的一個極短的線長是如何表示的呢？很簡單，長度的平方等于（x²+y²）（其中x、y代表一端坐標軸方向上的極小長度，微積分表示就是ds、dy），而在時空圖中關于長度的定義與此類似（區別只在于時間），被稱爲時空間隔。
回到問題，我們知道類空線的是時空間隔是大于零的，而數學式b-a＞0，c-a＞0可以通過洛倫茲變換轉換爲時空間隔，可以證明其時空間隔是小于等于零的。
既如此，那麽可以總結得到：若時空間隔小于等于零，則因果律成立；若時空間隔大于零，則因果律不成立，且判斷標准就是超光速。
而另一個大前提就是我們堅信因果律在任何情況下都必須成立，因此超光速現象必須被禁止！（也就是不出現類空的世界線）
所以說，超光速現象不存在的真正原因是因果律不支持超光速存在。---來源: 宇宙時空 -
