根據我們的經(jīng)驗，如果在繩子的這頭拉一下，那么另一頭馬上就可以感覺(jué)到。因此可以說(shuō)，繩子是可以傳遞信息的，我們只需要事先約定好拉繩子的各種細節，就可以通過(guò)拉繩子來(lái)進(jìn)行通信，我們甚至還可以想象，假如我們能夠在火星和地球之間牽根繩子，那么火星和地球也可以通過(guò)這種方式進(jìn)行通信。

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進(jìn)一步想，火星和地球之間最近的距離都有5500萬(wàn)公里，即使是以光速前進(jìn)，也需要大約183.5秒才能跑完這段距離，而我們在地球的這頭拉一下繩子，火星那一頭馬上就收到了信息，這不就是超光速通信嗎？

通過(guò)拉繩子，能實(shí)現超光速通信嗎？

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從理論上來(lái)講，如果想要通過(guò)拉繩子來(lái)實(shí)現無(wú)延遲的通信，就必須要求這根繩子不會(huì )因為力的作用而產(chǎn)生形變，并且其內部各點(diǎn)的相對位置也不會(huì )發(fā)生改變，換句話(huà)來(lái)講就是，這根繩子必須是“絕對剛體”。

然而“絕對剛體”只是一種理想的模型，在宇宙中并不存在這樣的物質(zhì)，所以我們在討論這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，就必須要考慮繩子形變所造成的延遲問(wèn)題。

毫無(wú)疑問(wèn)，繩子是一種固體，從微觀(guān)的角度來(lái)看，固體是由若干個(gè)原子構成，在固體的內部，原子在電磁力的作用下形成了有規律的晶格，大概是這個(gè)樣子。

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當我們拉繩子的時(shí)候，繩子一端的原子受力發(fā)生了位移，這就會(huì )造成繩子發(fā)生形變，相應的電場(chǎng)分布也會(huì )隨即發(fā)生改變，在此之后，鄰近的原子會(huì )對這種變化作出響應，使受力運動(dòng)到達新的位置，這種受力運動(dòng)又會(huì )傳遞給更遠的原子。

我們可以簡(jiǎn)單地理解為，第一層的原子受到拉力之后，會(huì )去“拉”第二層的原子，接下來(lái)，第二層的原子又會(huì )去“拉”第三層的原子……在這個(gè)過(guò)程中，我們對繩子施加的拉力就在這樣一直傳遞下去，直到被繩子的另一頭感受到。

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可以看到，這種力的傳遞其實(shí)就是一種機械波，而機械波是具有一定的速度的，那么假如我們在火星和地球之間牽根繩子，在這頭拉一下，另一頭多久能感覺(jué)到呢？其實(shí)這是可以計算的。

在不同的介質(zhì)中，機械波的傳播速度也是不一樣的，這可以用公式“v = 根號下（K/ρ）”來(lái)進(jìn)行計算，其中K代表介質(zhì)的彈性模量，ρ代表介質(zhì)的密度。我們先來(lái)看看，如果這根繩子是一根鋼絲繩是什么情況。

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鋼絲繩的彈性模量一般在190至210GPa之間，這里我們不妨取值200，已知鋼的密度約為7.85 x 10^3千克/立方米，將這些數據代入公式，我們就可以計算出，機械波在鋼絲繩內的傳播速度約為5千米/秒。

也就是說(shuō)，如果我們趁著(zhù)火星距離地球最近的時(shí)候（5500萬(wàn)公里），在兩者之間牽根鋼絲繩，那么當我們在地球上拉了一下繩子之后，我們所施加的拉力將以5千米/秒的速度向火星傳遞，而當繩子的另一頭感覺(jué)到的時(shí)候，已經(jīng)是127天之后了。

那有沒(méi)有更好的材料來(lái)制作這根繩子呢？答案是肯定的。

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碳納米管是目前已知的可以用來(lái)做繩子的最佳材料，其彈性模量可以高達1TPa，密度卻只有約2.1 x 10^3千克/立方米。然而經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單地計算我們就可以得出，機械波在碳納米管中的傳播速度也只有690千米/秒，與高達299792.458千米/秒的光速相比，這種速度根本就不值一提。

從理論上講，只有在彈性模量無(wú)限大的介質(zhì)中，機械波在其內部的傳播速度才能做到“瞬間即達”，從而實(shí)現超光速通信，遺憾的是，只有“絕對剛體”才能滿(mǎn)足這個(gè)要求，而我們在前面已經(jīng)提過(guò)，這樣的物質(zhì)在宇宙中并不存在。

所以結論就是：就算我們能夠在火星和地球之間牽根繩子，也無(wú)法通過(guò)拉繩子來(lái)實(shí)現超光速通信。

順便講一下，我們在日常生活中之所以會(huì )認為在繩子的這頭拉一下，另一頭馬上就可以感覺(jué)到，其實(shí)是因為繩子太短了。比如說(shuō)對于一根100米長(cháng)的鋼絲繩而言，拉力只需要0.02秒就可以傳遞到另一頭，而如此短的延遲時(shí)間，我們通常是察覺(jué)不到的。


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