在追求速度的道路上，人类到底走了多远？

审核专家：吴宝俊 理论物理博士、科普作家

9.58s，这是“飞人”博尔特的百米纪录，可以说已经近乎是人类肉体速度的极限了。但人类从来没有满足于此，对于速度的追求，人类有着永远用不完的激情。而在追求速度的道路上，人类的长处是发明创造和利用工具。

马作为古代的主要交通工具，其地位不可谓不重要，也出现了诸如日行千里等形容速度飞快的词汇。英国的研究人员根据在哈萨克斯坦出土的约5500年前的马骨上有马具痕迹的事实，得出了马的驯化始于5500年前的结论。

赛马 来源｜维基

1000米的距离，马能跑进1分钟，而人类的世界纪录是2分11秒。也就是说，借助马，人类实现了速度的翻倍！

然而无论是健步如飞抑或是策马奔腾，终究都是生物的范畴。

伴随蒸汽机的发明，人类迈入了蒸汽时代。这标志着人类的工具开始摆脱畜力，进入工业化时代。

早期火车结构原理 | 来源 维基

1804年，由英国人理查·特里维西克制造的世界上第一部蒸汽机车进行了上轨测试，在经过多年的改进后，蒸汽机车的经济效益才足以在商业中进行应用。在经过了一系列改进之后，蒸汽火车从最初的40km/h，达到了100km/h。无论是人类还是马匹都需要休息，但是蒸汽火车只要燃料充裕，可以跑上几个月。

在地面上行驶，必然会受到阻力。阻力包括两部分：空气阻力和地面的摩擦力。现代汽车的流线型车身，便是为了降低空气阻力对于速度的影响，而轮子则让人们从滑动摩擦向滚动摩擦迈进。

汽车 来源 | 汽车之家

但无论如何去减少阻力，汽车终究行驶在地面，也就总会与地面的摩擦力密不可分。那么，如果在那片蔚蓝的天空中，能不能达到更高的速度呢？

1903年12月17日，莱特兄弟驾驶自行研制的飞机“飞行者一号”试飞成功，莱特兄弟的发明可以说是改变了世界，自此，飞行不再是鸟儿的专利。

飞行者一号 来源 | sohu

莱特兄弟首飞时仅仅飞行了12秒，航程36.5米，时速只有每小时10.9千米。但在40多年后，洛克希德星座号飞机二号机从加利福尼亚州飞往华盛顿特区的一次飞行只花了6小时57分，便飞越了3700千米的路程，时速接近530千米。而如今的民航飞机，其速度大致在800km/h左右。

仅仅花费了半个世纪的时间，人类便夺得了地球生物速度之最！但人类并未满足于此，哪怕是在天空中飞翔，也会有空气阻力的存在，但我们知道有一个地方是接近真空的，那就是外太空！逃离地球表面的想法就这样进入了人类的脑海。

1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星发射成功。它在拜克努尔发射场由一艘三级运载火箭发射。起飞以后几分钟，卫星从第三级火箭中弹出，达到第一宇宙速度，进人绕地球飞行的轨道，96.2分钟便可以绕地球1周。

第一宇宙速度速度约为7900 m/s，即28440km/h，大约是普通民航飞机的36倍！

第一颗人造卫星 来源丨见水印

随着时代的发展，越来越多的卫星被发射上天，得益于越来越快、载重越来越大的火箭，人类也成功登月。而迄今为止，人类最快的航天器是1974年发射的太阳神1号探测器（Helios-1），它在1980年12月时达到96200m/s的相对地球速度。若以这个速度绕地球一周，仅需要不到7分钟的时间！

但，这还不是人为制造的速度极限。大家或许对粒子加速器都略有耳闻，那究竟能将粒子加速到多快呢？

众所周知，信息传递的最快速度是光速，宇宙中任何信息传递都不可能超越光速。而在科学家的实验室中曾经将质子加速到99%光速！光速是299792458 m/s。说来也不快，只是在一秒之内绕地球七圈而已。

关于光速的想象 来源 | 百度

那么有没有超光速的可能性呢？其实是有的，例如量子纠缠。

或许有些人会被传言误导，说量子纠缠超越光速，从而否定相对论。但二者并不冲突，量子纠缠不能传递信息，所以并没有违反信息的传递不能超越光速这一原则。而量子通信其实是为了信息的保密，与量子纠缠的超距作用没有直接关系。

来源 | 吴许东. 逻辑贝尔态的纠缠纯化及测量设备无关的量子安全直接通信[D].南京邮电大学,2020.

量子通信就是通过量子本身的特性，生成密钥——或者更形象地说，就是一个密码本。双方会同时获得一个密码本，一旦有人试图去偷看这个密码本便会被发现，而且这个密码本只使用一次。

虽然人类已经能够将粒子加速到非常接近光速了，但这离光速旅行还非常遥远，要实现科幻电影中的星际航行，我们需要将宇宙飞船加速到接近光速，但这对于目前的人类科学而言是不可能的事情。

然而，科学在不断进步，两千年前还在地上奔跑的古人，又如何能想象到他们的后代已经成功漫步月球了呢？或许再过两千年，人类的脚步就已经征服那片遥远的星空了。

来源：数字北京科学中心