比鄰星上的黑旗幟

這種辦法無法實現超光速，另一端的人也不會立即察覺

愛因斯坦關於光速的準確描述如下：

1. 有靜止質量的物體達不到光速，理論上只能無限接近於光速，光子沒有靜止質量所以速度等於光速；
   
2. 信息的傳遞速度不能超光速，突破不了時間光錐的限制；
   

目前科學上認可的超光速有兩個一是宇宙的膨脹速度超光速，宇宙誕生於148.2億年前的宇宙大爆炸，但目前可觀測宇宙直徑已經達到了930億光年；二是處於糾纏態的兩個量子超光速，量子糾纏也被愛因斯坦稱為鬼魅般的超距作用，它們之間的作用是瞬時的超距的。

本問題中“一萬光年長的棍子”設定為什麼不是超光速哪？

首先來說這根棍子不是絕對剛體，當然現實生活中也不存在絕對剛體。在一端推動這根棍子向前動了10cm，如果棍子是剛體理論上一萬光年遠外的另一端也會移動10cm。棍子的移動速度並沒有多大，但是推動棍子的這個信息卻是超光速也就是瞬時到了一萬光年遠之外。

但實際上棍子不是理想剛體，會彎曲也會被壓縮，在一端去推動另一端完全不會有任何反應。我們在建立一個模型來理解這個問題如下：

這個非常清楚不會動，因為空氣被壓縮了，其實這跟普通棍子是一樣的道理，只要不是絕對剛體，無論是空氣柱還是棍子本質上沒差別，只是一個好壓縮一個不好壓縮。

所以說這種辦法超光速是遠遠不能的。

科學黑洞

如果有一根長一萬光年的棍子，如果在一端推它一下另一端的人會立刻查覺到嗎？能超光速嗎？

這是一個非常非常有意思的問題，因為我小時候也想過，而且也曾自以為已經找到了一個相對論的漏洞。但是我在長大後才明白了，這個世界上有很多知識都是隱藏答案，如果你瞭解的不夠多，是無法進一步探究的。

受力分析的世界不存在

在高中的物理中我們學會了力學分析，在這個力學分析的世界裡存在著很多神奇的結構，比如光滑沒有阻力的平面，比如絕對剛性的小滑塊，比如可以傳遞無限力矩足以撬起地球的槓桿。

當然，我們必須意識到，這只是一個思想模型而已，現實世界中根本不存在這樣的東西。所以在力學分析世界只要對其施加力就一定會無延時無損耗傳遞到另一端的棍子其實也是不存在的。

一根現實世界的棍子必然是由明物質組成的，也就是我們一般意義上所說的原子核與電子。那當我去觸摸棍子時，到底發生了什麼？我們可以想象一下——與我們手接觸的第一個原子會推一下第二個原子，第二個原子也會推一下第三個原子。

那麼如果我們再放大一點，在兩個原子之間出現的“推”到底是個什麼東西呢？是兩個玻璃球一樣的原子相互擠壓嗎？所以這樣傳遞力其實是不需要時間的？

並不是，原子與你想象的根本不一樣，它們不是一個個剛性的球，它們是一個個非常非常空曠的微小空間，在最中間有一個極小極小但是非常重的，可以被認為是質點的東西，那個就是原子核，而且這個微小空間中還瀰漫著一種類似霧的東西，如果這團霧與其它物體發生信息交換作用，就會變成一個個小點點，這些小點點也就是人人耳熟能詳的電子。

原子間的力是如何傳遞的

那兩個原子之間的擠壓是怎麼回事呢？就是原子外的兩團霧之間產生了排斥，也就是電子與電子之間產生了“同性相斥”的作用（當然其中的具體過程非常非常複雜，在這裡我就只能定性地描述）。

那麼讓我們再一次地追根刨底吧——為什麼電荷會“同性相斥”？是什麼在傳遞兩個電荷之間的力？

可能你會覺得無厘頭——同性相斥就是同性相斥呀，還有原因嗎？

對，這就是普通人與物理學界的差距，你想到過的物理學家早已經解決了；你沒有想的，不敢想的，物理學家也已經解決大部分了。

從這裡開始，我們需要一點點量子力學的知識，放心這一部分與什麼貓什麼糾纏一點關係也沒有。

在中學教材裡我們知道電荷周圍存在電場，電場線的方向決定了同性相斥異性相吸。但其實無論是場的概念還是電場線都是輔助理解與計算的模型，它們的下面還存在著真相。

你需要知道的是——我們看不見摸不著的電場並不是超距離感應，而是由無數極微小的粒子在傳遞著力的作用，同性電荷之間的斥力就像是兩個噴泉在對噴一樣產生斥力。

這些極微小的粒子就電場的量子，是構成電場與磁場的基本粒子。

那麼這些量子叫什麼呢？說出來可能會讓你大吃一驚，它們叫——光子！

是的，電磁場是由光子構成的，不過當我把這句話說出來的時候可能你又會覺得……怎麼如此熟悉？當然了，因為“光是一種電磁波”是初中生都知道的基本知識呀！

所以，現在你是否已經注意到一個基本事實了……原子間的斥力與光連在了一起！

力的傳播上限是光速

是的，兩個電荷之間的斥力也是有傳遞時間的，決定這個時間的就是光速！事實上宏觀世界只有兩種力——引力和電磁力，我們所能想到的所有力都是電磁力的各種不同形態，而且電磁力傳遞的上限——就是光速。

這也就是說，想象一下，就算你能做出一根完全由原子核一個緊貼著一個的棍子，你推它一下，力的傳遞也不會超光速的，光速是一種比你想象中的更基本，更接近宇宙真理的特殊值。

現在讓我們回到現實世界，用“富有彈性”的原子製作的棍子，當然傳統速度就更慢了。其實有人真的這麼測了，結果可以說是意料之外情理之中，力傳遞的速度與該材料內聲音傳播的速度一毛一樣。細細一樣這簡直是太理所當然了，聲音不就是振動麼，振動不就是力麼……原來我們一開始就已經知道答案了啊。

對了，聲音在鋼材中的傳播速度大約是5200m/s，你看，果然很慢吧。

我是酋知魚，一個會水稿的科學創作者，歡迎關注！

酋知魚

有一個長一萬光年的棍子，在一端推它一下另一端的人會立刻查覺到嗎？能超光速嗎？

為了超光速啥腦洞都有，一萬光年的杆子有多長哦，即使真有也會因為受到各種天體的引力作用彎曲了，畢竟一萬光年內星系還是很多的，當然今天不用相對論，也不用史瓦西半徑計算公式，直接從最簡單的物理現象來解釋這個能超過光速不？

其實宇宙中有一個“超級棍子”的案例，這就是M87星系中央的黑洞兩極的等離子噴流，長達4900光年，當然距離1萬光年還有些距離，但這已經是能找到的最長棍子記錄了！

還是回到這根1萬光年長的棍子吧，想必也只有悟空能任意長短的金箍棒能滿足要求了；儘管舉例的是神話傳說，不過咱討論的卻是科學問題，因為我們生活在現實世界中！無論這個棍子用什麼材料製造，完成後又放置在哪裡，它都改變不了一個屬性，即受外力作用時將會變形，即使再小的形變累計之後也將成為一個極為恐怖的數字，那麼我們來假設下，如果這根棍子在收到無限大的推力時（保證能傳輸到1萬光年以外），在每米的距離上僅僅只形變一個質子的距離，也許這已經是傳說中的剛體了，想必也沒有人可以找到如此高強度材料，那麼來計算下：

質子直徑：約為1×10^-16M

一光年為：9460730472580800米

那麼一萬光年為：94607304725808000000米

總形變為：9460.73M

也就是在推這根幾乎無限長，用無限力推動時，它動總形變距離可達9.5千米左右！當然可以相信這不是你所關心的，因為各位會想象這形變9.5千米以後的傳輸速度，畢竟都推到9.5千米了，也不在乎再推幾個千米！

但很抱歉，無論多大的力，它的傳播速度都無法超過聲音在這個近似於剛體的介質中，如果這個材料是鋼鐵的話，那麼它的傳播速度計算方式為：

V =√(E/ρ)

E 為鋼材的彈性常數

縱波：E為楊氏模量，

橫波：E 為切變彈性模量

ρ 為鋼材密度：一般取值為：7.8×10^3 kg/m^3

根據常見鋼材的性能參數，一般認為聲波在鋼材中的傳播速度為：5100m/s

即5.1KM/S，這個速度甚至都不如旅行者速度高，到達1光年外都要數千年甚至上萬年，更不要說1萬光年了！

最後再提醒下，有靜止質量的物體是無法達到光速的！

星辰大海路上的種花家

建議有這種思維的人認真學習一點基本物理學知識，就知道自己有多麼可笑了。

問題是這個世界這種不學習又想創造偉大理論的人很多，他們總覺得自己很聰明，比愛因斯坦和牛頓都聰明，因此此類人大多數都是罵楊振寧的。因為他們完全不知道科學家的偉大是怎麼來的，以為和他一樣是拍腦袋胡思亂想來的，甚至是騙吃騙喝來的。

於是這一類奇葩理論就橫空出世了：一個直徑一光年的圓盤1秒轉一圈不就大大超光速了嗎？一個10光年的人，一步不就有10光年了嗎？此公就更大膽了，弄了個1萬光年的棍子，好像原來有人出過1光年或3光年的棍子，如果那些人由於他們的“重大理論”成果獲得了諾貝爾獎的話，那麼此公會不會因棍子一捅就超越光速幾千億倍，得到1萬個諾貝爾獎？

愛因斯坦的理論不是建立在自己實驗基礎上的，而是在前人無數次試驗成果基礎上，經過嚴密的數理邏輯論證和哲學思辨得到的結果。

他修正了牛頓的絕對時空觀，把過去割裂的時空在相對論基礎上統一起來，從而使人類認識大大前進了一步，成為經典物理學到現代物理學的轉折點。

愛因斯坦創立的狹義相對論和廣義相對論解釋了迄今為止一切的宏觀現象，對於其理論所論證的結論至今沒有一例不能應驗。愛因斯坦曾經說過，他的理論是一個嚴密的邏輯鏈，只要有一例證偽，整個理論鏈條就會崩潰。

這根1萬光年的棍子就能夠證偽愛因斯坦理論了？可惜這只是一個幼兒園級的思維遊戲。在沒有人推翻物理學現存的公理之前，我們只能按照現存的物理學原理來考量這種事物。

那麼根據現有理論，這個遊戲的謬誤出在哪裡呢？至少有如下兩點：

首先這根棍子是不存在的，不管從牛頓的力學還是愛因斯坦的相對論，這根棍子都無法存在，這麼巨大的事物無法承受機械應力、引力的作用，機械應力會導致斷裂，引力會導致坍縮，最終成為一個天體或黑洞。

其次，力施在物體上，是使物體發生形變，產生縱波或橫波，傳播速度最快只能夠達到聲速（聲音就是一種機械波），這個速度和物體的密度有關。這個速度有多快呢？如果這根棍子是木頭做的，根據木頭的密度大小，傳遞速度不會超過1000米/秒；如果是鋼鐵做的，傳遞速度約為5000米/秒。

其實這種低速低能量的問題，用不著思維實驗，也用不著粒子物理。1807年托馬斯·楊就已經在論文裡提到 stress-wave propagation（引力波傳播） 的概念了。

有人做過這樣一個實驗，無需千萬公里長的物體，一根十幾米的鋼棒就綽綽有餘了。

固定這根鋼棒的支架應該做到非常小的摩擦力，把這個鋼棒每隔3米貼一個應變計，然後用大錘猛敲鋼棒的一端，這些應變計讀數會同時變化嗎？得到的結果是什麼呢？

結果會令“聰明人”們很傷心，因為就這樣一敲，就把他們棍子捅一捅超光速的夢幻敲沒了。

驗證的結果符合機械波傳遞的預其，隔著3米的第一個應力計接受到敲擊波的時間為0.6毫秒，第二個應力計接收時間為1.2毫秒，第三個應變計接收到的時間為1.8毫秒。正好是聲波傳遞的速度。

這種力或者說引力波的傳遞速度，在200多年前就已經有結論了，只要稍加學習和了解，就能夠有所覺悟。

可為什麼還有許多這樣的“聰明人”前赴後繼的飛蛾撲火呢？只能說明科普事業還任重道遠。

這個異想天開的棍子游戲出自幼稚園的baby，是一種天真；而一而再再而三的出現在一個能夠在頭條發帖子的成年人身上，就是一件哭笑不得的悲哀了。

經過時空通訊這樣苦口婆心的規勸，今後這樣的“聰明人”還會出現嗎？拭目以待。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題，歡迎共同討論。

時空通訊

這個這問題，我曾經想過，請教物理老師也沒得到答案，只是說，你學多了就會知道。

後來我想明白了，我就用中學物理的觀點來解釋一下這個思想實驗，當然需要一點相對論知識。本題題目說的並不嚴謹，他說的棍子其實是指一種思想出來的理想剛體。既質量趨於0，硬度無窮大，絕不彎折，拒絕形變。

任何信息或能量的傳遞不可能超光速！力的傳遞也不能超光速。這是相對論的鐵律，我們必須尊重這個鐵律。否則所有爭論都變成了相對論是否正確？而沒有意義了。

那麼細心的讀者會發現一個矛盾，既無形變的剛體傳遞力的時間一定是零，與傳遞距離大小沒有關係，那麼必然力是直接傳遞到一萬光年外，而不需要時間。既出現了力的傳播速度可以無窮大的結論。這與相對論光速不可超越直接矛盾。到底怎麼回事？

那我們不妨假設相對論絕對正確，但是，力為什麼沒有直接傳播過去？只有一個解釋，那個所謂理想剛體出現了形變。這又於假設的無形變剛體相矛盾。對了，問題就出在無形變的假設上。

無形變剛體在理論上可以存在嗎？根據初中物理的牛頓第三定律，我們就可知作用力和反作用力方向相反且大小相等。那麼有人來推這個理想棍子，這個理想棍子反過來也會推人。這個反作用力的本質上從哪來的？不錯，就是物體形變！例如，桌子上放的茶缸對桌面產生一個壓力，桌面也會給茶缸一個支持力。而壓力和支持力本身都是來自形變的彈力。

不形變就沒有彈力！現在假設桌子就是無形變理想剛體。那麼問題就清晰了，茶缸對桌面的壓力還在，桌面因為無形變而沒有彈性支持力。二力不在平衡，茶缸會向下運動，這時桌面又是怎麼允許它向下運動的？荒謬的現象立刻就出現了。

所以，這個理想的無形變的剛體棍子在理論上就是不可能存在。既然存在形變，長距離的棍子也就變成彈簧，那麼力的傳播當然需要時間，速度不超過光速也就不難理解了。

科普軍

一萬光年的長的棍子確實很恐怖了，我們銀河系的直徑也只有10萬光年，這樣的棍子其實在現實世界中是不可能存在的。

如果有一個人在一端推動，另一端的人會立刻察覺到嗎？答案是不會。因為力的傳遞是需要時間的，有質量的物體的運動速度也不能超過光速。只有在數學世界中才能出現假設中的情況，在現實世界中並不存在絕對剛體。

推力小了根本傳遞不到另一端，在傳遞的過程中，由於物體的形變，部分機械能轉變為物體的內能，力量都被物體吸收了。

施加的推力會以應力波的形式傳向另一端，應力波本質上屬於機械擾動，應力波在物體中的傳播速度就相當於聲波在物體中的傳播速度。

在室溫環境下，聲音在鋼材中的傳播速度大約是5000米/秒。如果是一萬光年長的鋼製棍子，即使推力有無窮大，另一端恐怕也要等到6億年之後才能察覺到。

由此可見，看似超光速，實則又因為無知被打臉了。即使是引力，也不是瞬時作用的，引力以光速向四面八方傳播開來。

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科學探索菌

首先對很多沒看懂題主提問真正用意的人解釋一下，題主的意思並不是說動了棍子A端，B端的移動速度就超光速了，而是說“棍子A端動了”這一信息，超光速傳送到了B端。

題主如果以另一種方式提問不易讓問題有歧義而且根本用不到一萬光年這麼大的尺度:假設棍子A端在地球上有人以莫斯信號的方式撥動棍子發報，在火星上B端的人是否能立即收到信息？如果是立即收到，那麼信息是超光速傳播的。

下面試著解釋一下:

首先，相對論不僅僅是定義了光無法超越光速，信息也無法超越光速。題主做出的假設正是想解決信息傳輸超光速的問題。

題主的假設是此棍子是以靜質量為零，理想剛體為材質製作，那麼答案可以確定，A端動的同時，信息就傳播到B端了，信息傳播可以超光速。但這僅僅是理論假設，和假設“這棍子是種超光子介質，光子從A端進入，同時就會從B端射出”沒有本質區別。雖然看似是假設了不同的條件，實則本質沒有區別。

理想剛體不存在，超光速信息傳輸就不存在。如果不是理想剛體，你可以把這根棍子想象為一根硬質彈簧，撥動A端時，棍子內部是以波的形式來傳輸這一信息，無論如何撥動棍子，是橫波還是縱波，只有在棍子的震動頻率趨於無窮大時（理想剛體），信息才能實時傳送出去。

其實題主的問題只是犯了個低級錯誤，那就是試圖用牛頓力學來解釋相對論。

shedir

不會立刻察覺到，也不會超過光速。

一是因為推不動。如果真的推動了，它也需要分子和原子之間的力逐步傳遞一萬光年的距離，雖然不知道得過多久才能傳過去，但必然比光速要慢。

二是因為接收者不可能立刻察覺。不要說一萬光年，就是一米的棍子推給你，等你察覺到的時候，都已經“很晚”了。你的神經電流讓你大腦反應過來的時間，夠一個光子繞地球轉一圈了。

三是接受者根本無法分辨是另一頭在推動，還是棍子自己在擺動。真的，假設有一個超過一萬米的棍子存在，它自己的擺動就已經能把人敲成肉餅，相信我，沒有人願意靠近它！你還敢假設一萬光年？是想橫掃一個星系嗎？

狼財精

愛因斯坦也太“笨”了，如此簡單的“超光速”例子都想不到！你也太“聰明”了，如此簡單明瞭就推翻了相對論！

玩笑歸玩笑，但也能夠說明且不說一萬光年的棍子是否存在，即使真的存在，無論你如何推，都不可能達到甚至超過光速，不然相對論早就被推翻了！

之所以有些人總是用各種想象中的例子試圖完成超光速，但無一例外都是在不切實際的想象中，不由自主地陷入到牛頓的絕對時空觀中不能自拔，但他們不認為自己在用絕對時空觀在思考問題！

實際上，推動一根長度一萬光年的棍子，速度不僅遠遠達不到光速，甚至連音速都達不到，而且推動力在傳遞的過程中很快就分散然後消失了！

不然的話，我們中國人以跺腳，地球另一面的阿根廷人就會感覺到跺腳產生的震動，這也太瘋狂了！

力的作用有很多種，最常見的引力傳遞速度確實正好等於光速，但我們用手完成的推動力的傳播速度遠遠小於光速！

再說了，一萬光年的棍子也不可能存在，如此長的棍子早就坍縮為黑洞了！所以少一些不切實際的想象，多立足於現實！

宇宙探索

愛因斯坦的相對論非常晦澀難懂，多少人對它都是朦朧朧的一知半解。

著名物理學家惠勒用了一句精妙簡潔的話概括了廣義相對論：“物質告訴時空如何彎曲，時空告訴物質如何運動”。

我常常也會對相對論也做出好幾個幼稚的解釋。在有的人的眼裡這些就是智慧，在另一些人看來這些都是垃圾。

於是我總是在學者和傻子之間徘徊。

首先，你要找到一萬光年的絕對平直時空。

記住，我們的身邊不存在絕對的平直時空。時空是一個神秘莫測的陌生世界，它有不同的形狀和性質；彎曲、螺旋、錐度、馬鞍、點、線、面、無窮大也無窮小、單向雙向、連續斷開……並隨時隨地以不同方式的改變。時間和空間也許是昨天和今天的正序，也許是後退與前進的混亂，或是一個無盡的開環，一個循環的短路……

其次，你要找到多大密度的棍子。

現在一箇中學生都知道，我們認知的密度在粒子的世界是一個什麼樣的空曠。你的這個棍子是用一個個緊密的原子連接還是一根緻密細長的黑洞？

這裡我先不論各種物理公式和數學計算，只是天馬行空的做一個可能的想象，假設有一個一萬光年長的棍子，那麼你移動這根一萬光年的棍子和移動一根一米長棍子，除了棍子的長度不同，其它的效應本質有什麼區別嗎？

一根一萬光年的棍子伸向無限的時空，你沒動而空間移動和空間不動而你移動，這個運動現象在另一個遠方獨立座標系的觀測者眼裡是一樣的嗎？

（3）……

（4）……

（5）……

總結，若不是在因冠狀病毒疫情困家的特殊時期，真懶得寫這個弱智的問答。

知道嗎，在很久很久以前，我能做三角函數，解多元高次方程，出口說出文言文，知道either or 和neither nor的區別，倒背辛亥革命的意義，會畫大氣環流圖。我還明白化學物理及元素週期表，做出氧化還原反應和中和反應公式，編寫簡單電路圖，探索改變牛頓的三大定律，學習領悟到植物細胞有細胞壁而動物細胞沒有……

可是現在，除了學學蛆爬和玩玩手機，我¥¥就是個文盲。

關鍵字: 科學 速度 光速