为什么光速是固定的，是什么限制了光的速度？

导读：为什么光速是固定的，是什么限制了光的速度？看看网友是怎么回答的。

1、可以是35万公里每秒，但如果真的是35万公里每秒，你又会问为什么不是40万公里每秒呢？除非光速是无限的，否则光速总得有一个数值吧？

而如果光速真的是无限的，世界上的一切物质都不会出现，不会形成，宇宙中也没有过去将来，也不会有因果关系。所有的只有现在，只有此时此刻！

所以，光速必须是一个有限的数值，那么如果是一个有限的数值，只需要测量或者计算出来这个数值就可以了，没那么复杂。而刚好科学家测量计算出来的数值就是30万公里每秒（大约30万公里），而不是35万公里或其他数值！

上点干货，看下图：

这就是麦克斯韦的波动方程计算出来的光速数值，可以认为光速是计算出来的，然后不断的测量加以验证核实！

你肯定会说：看不懂。说实话我不太懂，但我知道麦克斯韦方程如此的美，连爱因斯坦都对麦克斯韦方程无限赞叹，所以，丝毫不怀疑它的权威性。如果你是数学高手，可以尝试去理解计算的全过程！

2、正是由于光速的不变性，我们才可以设定了1米的概念，也就是说一米等于光在1/299792458秒所行走的路程。

人类最早得知光速是在19世纪。可是度量距离和时间的单位早已根深蒂固。

如果人类一开始就知道光速，那么可以将其设定为1m/s，而我们常用的距离单位就是现在的一米的3亿分之一了。我们可以将一米的3亿分之一设定为1ж，于是你就有会问为什么光速是3亿ж/s。

所以距离和时间是人类最早发明的度量工具，光速具体数值并没有多大意义值得讨论。

既然相对论以光速不变为公设，那为什么光在空气中，水中和玻璃中的速度会变慢？

其实光速并没有变慢，而是光遇见物质后会被其原子内的核外电子吸收，吸收光能量的电子处于激发态，又会释放了光子，于是光在被吸收再释放的过程中浪费了时间，导致光速在空气中宏观速度变慢了！

3、分析题目可以看出题主有两个意思。

第一个意思就是光速为什么是整30万千米/秒，而不是35万或者非整数。这有两个原因，一个是人们规定1米就这么长，1秒就这么快，如果人们重新规定米和秒的长短，那光速就不是30万千米/秒了，另一个就是光速实际上本身就不是整30万千米/秒，它在真空中的速度为299792.458千米/秒。

那题主的第二个意思就是光速为什么是30万千米/秒的常数？而不能更大或无限大？实际上光速是个常数的结论最早是从麦克斯韦联立方程组得到的，麦克斯韦预言电磁波的存在，并且得到它的传播速度为V0=1/√ε0μ0，（其中V0为电磁波速度，ε0为真空介电常数，μ0为真空磁导率，皆为常数），经计算得到的数值与当时测得的光速刚好一样，于是他大胆断定光也是一种电磁波，它们的速度是个常数。但麦克斯韦的电磁理论并不符合伽利略相对性原理，光速是个常数与伽利略变换相矛盾。爱因斯坦在认真思考后认为相对性原理应该是个普遍性原理，而光速不变应该上升为一个原理，伽利略相对性原理是不完善的，它只是个关于空间的相对性原理，缺少了时间相对性，于是他把这个相对性原理进行了推广。最后提出狭义相对论。认为光速与光源的运动状态无关，光速对于任何惯性系都是不变的，任何物体的速度都不会超过光速，包括光子本身。

光具有波粒二象性，光子是个能量子，它的静质量为0，根据质速效应公式：

（m为光子动质量，m0为光子静质量，V为光子速度，C为光速）可以看出，m0为0，则光子的动质量m也为0，可见光子自始至终没有质量，没有质量，运动中就不会消耗能量，无论多小的能量对于0质量都是无限大，而无限大的能量就会让物体（光子）达到最高速，因此光速就成了最高速。这个速度的大小就是299792458米/秒。实际上任何物体得到无限大的能量来加速都会达到最高速，只不过恰巧光子的质量为0，容易得到无限大能量；而普通物质有质量，不可能得到无限大能量而已。

既然是无限大能量来加速，为什么光速不是更大或无限大？因为再大也得有个具体数，有了具体数，就肯定还有比它更大的，除非是无限大。但无限大只能出现在数学上，在现实上物理上是不存在的，所谓无限大能量也是相对而言。因此光速不能无限大。再者从上面所述可知，不能单说光，任何物体的速度都不能无限大，如果物体的速度无限大，那么将超出时空界限，什么物体也不以时空方式存在了，因果关系也不会存在。因为时空随物质运动速度的加大会出现“钟慢尺缩”现象。任何物体运动速度达到光速时，时间和空间都不存在了，包括光在内。零时间就意味着光在传播中不消耗时间，意味着物质静止不变，保持原状，所以光速不变。光速与时空紧密相连。

4、这个问题很有意义。什么是速度?答：距离除以时间。什么是时间?答：人为定义的，其实质是什么没答案。通常理解为物质的变化过程。更可怕的问题：什么是距离?什么是空间?你可能自认为很清楚的概念，真的吗?回想一下，几百年前，人们是多么确信"上和下"这种概念，现在还有人会认为宇宙有上和下之分吗?这些概念实质上都是为人服务的，不是客观存在! 现在你还会坚持"大和小"或"远和近"的概念，对吧。问你拿一包棉花撞玻璃厉害?，还是用小榔头厉害，显然取决于"质量"而不是"大小"。空间，距离都是对人有用的概念，但不是客观的。速度也是有用的，也不客观。所以光速30万也不客观。补一句：空间是反物质!

5、导读：本文摘自独立学者灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》。旨在帮助大家了解物理宇宙科普知识。

可以说不理解惯性，惯性系，非惯性系的情况下，你要深刻理解相对论，是做不到的。我也因为考虑了惯性，惯性系和引力，引力场的关系后，得出引力是惯性的源泉。

光速不变原理：真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。

2、广义相对论建立在广义相对性原理和等效原理之上的。那什么是广义相对性原理？什么是等效原理？

广义相对性原理：所有的物理定律在任何参考系中都取相同的形式。很明显，广义相对性原理是狭义相对性原理的拓展。

等效原理：惯性力场与引力场的动力学效应是局部不可分辨的。

在这里我强调两个点：

1、广义相对论不光是建立在广义相对性原理和等效原理之上，还是建立在狭义相对论之上的理论。也就是说上面提到的“四个原理”，都必须满足，广义相对论才成立。如果狭义相对论被证明是错误的，那么广义相对论也是。

2、关于光速不变原理的理解。注意再看一遍：光速不变原理是指真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。

这个问题的严峻性，就好比我问你：现在的光速值被认定为299,792,458 米每秒。假如100年后，光速值的测量，变为299792458.001米每秒，那么你会说爱氏的相对论是错误的吗？

我现在再问你一遍，是对的，还是错的？思考一分钟，再往下看吧。

很显然就原理所述而言，没有一点毛病，即使100年后光速测量变为299792458.001的时候，爱氏的相对论依然是正确的。因为对于任何观测者而言，光速都是这个值，光速是不变的。

那么为什么说超光速下，爱氏的理论是错误的？ 再思考一分钟，你再往下看。

其实准确的理解应该是深刻的，而不是数字上的。在超光速下，光速自然不是不变的，也就是对于不同的观测者光速不同。光速不变性原理不存在，爱氏理论自然就不攻自破了。

那么我再来升级一下问题，100年后所测的光速值，比现在光速快10米每秒，此时爱氏的理论正确吗？

你不用思考一分钟了，直接回答吧。答案是：爱氏的理论依然正确。

如果你看了我《变化》中关于光速，空间，物质的概述，没有领会到这一点，你白看了。

而且上面也说了，不要追求数字上的理解，去追求本质上的理解。100年后，光速值比现在增加10米，如果是对所有观测者而言的，那么理论依然就是正确的！

好了，你有问题要提问吗？ 提问给你5分钟时间，你来提问。而且你必须提问。没有问题，你就没有看清楚我上面所说的事情。

好吧，没有时间等你了。但肯定有聪明的朋友会问：“你说了什么啊！上面说光速不变，现在说100年后光速值比现在每秒快10米，你不自打脸吗？赶紧回家，别丢人了！这么弱智的问题，你都想不到！”

各位，这位同学说的话粗糙了点，但理确实不粗糙，很细。哈哈，我有种想笑的感觉，突然觉得之前写的好多篇章，还是太严肃了。课堂气氛不行。现在该怎么回答这个同学的提问，你能替我回答一下吗？所以再返回来，再看一遍光速不变原理：光速不变原理是指真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。

这已经是第三次让大家看这个概念了。你现在应该终于体会到我为什么想笑了。就一个写的明明白白的原理，怎么理解起来，那么费劲呢！

好了，看看关键词吧：真空中，光速，任何观测者，相同。我列出了我认为是关键词的四个词。

在你要分析我给你列出的这四个关键词时，我要告诉你分析它们能让你开始怀疑人生。别问我怎么知道的，我就怀疑过！

1、真空中，这是环境要求，条件。这里面也包含一个定理，估计包括我在内的所有人都赞同。那就是“真空不空。”至于怎么个不空法，在这篇文章中就没法细说了，篇幅有限。但大概就是退相干性理论，时空微扰理论。这个我在《见微知著》中后面的一些篇幅中谈论过。

2、光速。就两个字，包含很多。光速是一个数值，表述的时候，我们会说每秒多少米。发现问题没？也就是影响光速的定义里，必然包含米的定义，秒的定义。其实在1983年之前，光速的测定值都是不严格确定的。

为了让大家知道这个事情，还是读读下面文字：20世纪下半叶，光速的测量准确度随着谐振腔和激光干涉仪的发展而不断地提升。另一方面，更精确的米和秒的定义也陆续被认可。

1950年，路易斯·艾森用谐振腔所得出的光速值为299,792.5±1 km/s。这在1957年的第12届无线电学联合会大会上得到采纳。1960年，米被重新定义，基础是氪-86的某个谱线的波长。1967年，秒也被重新定义，基础是铯-133基态的超精细跃迁频率。

1972年，位于美国科罗拉多州波德的国家标准技术研究所利用激光干涉法测定光速，得出c = 299,792,456.2±1.1 m/s，其精度比之前的测量高100倍。剩余的不确定性主要来自米定义上的不确定性。

由于类似的实验也得出相近的光速值，所以1975年的第15届国际计量大会建议把299,792,458 m/s作为光速的数值。

1983年的第17届国际计量大会结果发现，通过测量频率并固定某一特定光速值所得出的波长比此前的长度单位定义更具有可重复性。大会保留了1967年的秒定义，使铯的超精细频率成为秒和米两个单位的定义基础。米的定义改为：“1⁄299,792,458秒内光在真空中所运行的距离。”

在这一定义下，光速的准确值就会固定在299,792,458 m/s，光速也成了国际单位制所定义的常数之一。

在重新定义之前，更准确的测量会使光速值变得更为精确；但在1983年以后，对氪-86以及其他光源的更准确测量不会再改变现有的光速值，而是会增加米单位的精确度。

好了，这个简单内容，对于很多人而言，是枯燥的。但大概意思大家应该懂了。就是说光速的定义不是那么简单的，也牵涉到米和秒的定义。

3、任何观测者。就是指任何客观存在的人和物。

4、相同。这个概念不解释，也无法解释。解释起来，也够让我怀疑人生！

好了，这就是关于光速不变原理四个关键词的分析。你有问题吗？

灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》在灵遁者淘宝有。

算了，我直接问吧。这四个关键词重要吗？肯定重要，但最重要的问题是光速的本质是什么？本质是什么！

我在此书《变化》中回答过这个问题。在这里不分析，直接说思路。光速的本质：光速【真空】是一种时空束缚态，光速为定值是时空使然。也就是时空告诉物质如何运动，这种运动就包含了以多大速度运动。光是物质，自然就遵从时空规律。

更具体的来说是真空磁导率和介电常数，引力场共同决定了光的速度。可是我为什么要说100年后如果光速测量值，比现在增加了10米，相对论依然是正确的。

其实说100年增加10米，有点夸大，但不是不妥。10米和1米，0.1米，在这里的性质是一样的。

那我再问你，10米和一百万亿分之一米在这里的性质一样吗？各位是不一样的。现在给出的光速定值299,792,458 m/s，一定是确定的吗？没有一百万亿分之1米的差吗？ 也就是我说现在的光速值是299,792,458.0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000001.对吗？肯定是对的，没有人敢否定这个误差，即使现在国际协议规定它是定值。

各位我在说什么？我再给你们说性质问题！可是增加了1米，变成299,792,459，那么谁都敢说，你这个和原来的不一样。

所以问题就清楚了，我要解释为什么100年后光速变成了299,792,459，增加了1米，我还认为相对论是成立的。

因为宇宙中唯一不变的就是变化，我在序言中就写道了这句话。我一直也将这个思路贯穿整本书。

而且宇宙是非线性波动的，也是开放性的。即宇宙不是一成不变的，那么光速是一种宇宙时空束缚态，宇宙发生了缓慢的变化，光速出现变动，而且必须是全域性的变动，那么对于我们而言，光速就是不变的。

也就是说时空束缚态有了松动，光速会增加，以我们无法察觉的形式有了变化。也就是光速不变原理是成立的，对于任何观测者而言，光速是一样的。

我觉得必须给你们一个案例，你们才能更好的理解。我们知道河槽宽的地方，河流流速缓慢，而河槽窄的地方，河流流速较快。等量的河水，我让河槽窄的地方，比原来窄上100万亿分之1米，那么窄的地方河流的流速有变化吗？理论上有变化，可是实际呢？实际是没有变化的，因为这样微小的变化，至少人类是无法测量出来的。

而宇宙更是庞大无穷时空体系，我这样解释，你懂了吗？仔细考虑一下。

所以从宇宙角度来说，光速是可变的，但光速不变原理却是成立的。因为光速不会今天是这个速度，明天是那个速度。要深刻理解光速不变原理。

还有一点我强调一下，因为害怕大家有惯性思维，就想不到这点。比如100年后光速的测量值，比现在慢了0.1米，那么相对论成立吗？

很显然是成立的！ 所以有“超光速”的概念，就一定要有“慢光速”概念。可是大家都没有意识到这点。 快和慢当然都是相对于“现在的光速”而言的。

还有一点再强调一下，很多科学家认为，宇宙大爆炸开始时候，光速比现在快。你一定看到过这样的新闻和科普知识，但你听过他们怎么解释吗？ 去搜一下。

哈哈，去搜了吗？ 你会发现，你其实没有搜到任何东西。对于这个问题解释，科学家无能为力的原因太多了。宇宙自身的膨胀速度大于光速，说明什么？说明宇宙膨胀的速度是大于光速吗？

宇宙自身膨胀的速度大于光速，肯定是以现在的光的速度而言的，至于几百亿年前宇宙爆发时候，光速是多少？我们其实很难知道了。但我在我的书中提到过，我其实是反对大爆炸理论的，至少持高度怀疑态度。原因也是出于上述原因。承认大爆炸理论，就必须承认那个时候，相对论不管用。这仅仅是其一。更多的大家思考一下吧。也可以去看看我之前的文章。

很多人可能会骂我，当然已经有人骂过我了。不过也有人夸我的。 我很有自知之明，我不是傻x，也不是天才，我只是思考你们不常的思考的问题，我将我思考的答案写出来。当然我不能保证这些思考都是对的，有价值的。我能力，学历很有限。确实博士生随便几个问题抛过来，我就傻眼了。

等等，好像有点跑题了，继续回到论述中来。

我不知道爱氏在做出这个原理判断时候，是否也考虑了我想过的问题。他是否问过自己：“光速的本质是什么？”

好了，关于等效原理等，其实也值得深入分析。你分析一下吧。看看有什么值得分析的地方。

摘自独立学者灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》