物理中的光速為什麼是恆定的？可以被改變嗎？

方秉潮2018-09-17 09:58:34

謝悟空邀答：

小學時就讀科普書，從書上知道了光速每秒走30萬公里。

屈指一數這就是已經過去的50多年前的事了，這50多年的時間過去了，儘管科技已高速發展進步，但這物理光速定論卻權威性地恆定不變，真的是權威定論不容改變了嗎？

大家也許都記得，幾十年前也有一件轟動世界的一項醫學發現，該項權威醫學教授當年還因此獲得了諾貝爾醫學獎。

這就是教授在動物試驗中發現了只要把腦組織中的某垂體摘除，就可使狂噪症安靜下來，變的很溫順。

這項手術發明很快應用到治療精神疾病領域，結果把患狂燥症，妄想症，抑鬱症等的病人手術後，病人是變安靜了，但卻使聰明人，一些高智商專家，一些拔尖人才（拔尖人才大都患有不同程度狂燥，妄想，抑鬱等症）都不同程度地變成了沒思維的呆痴人。

所以有些科學發現發明，權威科學理論也是不能完全準確定論的，這是要時間和實際現實結果來確定的。

光在地球上由於有空氣水汽，塵埃等物質的阻力，在這樣的條件下，可有理由來認定它的速度，可在太空呢？

也許太陽，恆星，只要它們有足夠的強光能照射到地球，光速是瞬間的，什麼多少光年是不存在的。

也正是光速不是恆定的，是無限的，每天的陽光才會變幻製造出多雲，晴天，雨，雷爆，颱風等物理氣候現象。這些都好像每天每時秒都在執行太陽神的每天指令，由光來準確地在瞬間到達地球釋出。

而高智慧星球人則每時每秒用光（像人類的通訊光纜樣）在傳輸著指令回收資訊，用比人類先進幾萬倍地綜合處理著資料。

也許我的論點算是幼稚，或許還無知，但為何就不可質疑這個

光速走時，和光年什麼的呢？光速真的是恆定的嗎？我的觀點是：光本身是無限的，恆定論是可改變的，當然這不知要等到何時就未知了。

時空通訊2018-12-06 12:36:13

光速是一個常數，是古往今來無數科學實驗和測算得來的，隨著現代科學技術和儀器裝置的精密化提升，光速的資料越來越精確，成為人類世界最精準的度量單位。

國際上確定的1米長度，就是1983年被定義為光在真空中1/299792458秒所傳輸的長度。

物理中的光速恆定，是指在真空中光速為299792458 m/s，也就是29。979公里每秒。我們在不是要求十分精確的時候，就採用每秒約30萬公里來敘述。這個恆定的意思是在真空中，任何觀測者的觀測到的光速都是不變的，因此光速成為衡量距離的標準尺度，也成為宇宙中一個最重要的常數。

光速當然也可以改變，改變的方法有兩個。一是在不同的介質中，光速是不同的；二是今後有了新的發現，但這個很難。因為有千錘百煉的觀測實驗資料做支撐，有詳實的理論為依據，不是拍腦袋說改變就能改變的。

光速在不同的介質中，具有不同的速度。在玻璃中約20萬公里每秒，在酒精中約22萬公里每秒，在水中約22。5萬公里每秒，在冰中約23萬公里每秒，在真空中約30萬公里每秒。

光速不變，還有一個含義就是光速無法疊加。

也就是說光速本身也無法超越自己。相向而行的光疊加在一起也不能超越光速。這就是伽利略變換與洛倫磁變換的不同。

伽利略變換是物體在低速下（遠遠小於光速）的情況下，速度相加的定律，表示為：C+C=2C。

但速度接近光速時，就使用洛倫磁變換公式了，表示為：

u=（u‘+v）/［1+u’（v/c^2）］

說明：u’是物體1相對於參考系（就是觀查者）的速度；v是物體2的速度（同上）那麼u就是物體1相對於2的速度。

以上公式可以看出，當u‘與v都趨近於光速時，u=（約）（c+c）/［1+c（c/c^2）］=2c/2=c，所以上面說的c+c=2c是錯的。

當u’與v都遠小於光速時，u=（u‘+v）/［1+u’（v/c^2）］=（u‘+v）/［1+0］=u’+v也就簡化為伽力略變換了。所以洛倫茲變換並不與實際生活相矛盾，現在已經被視為絕對真理。

光速還有一個性質，光速是宇宙中物質執行的最高速度，任何具有靜止質量的物體都不能達到光速，一個質子也不能。

這是因為有靜止質量的物體不管多麼小，越趨近光速質量就會成數量級增加，達到光速質量將會達到無限大。宇宙本身的質量總和也不是無限的，所以任何物質的光速執行只能成為一個悖論。

這就是任何物體無法達到光速，更無法超越光速。

現代物理學中，光速不變光速限制理論已經是一個最重要的裡理論基礎，是幾乎所有學科的基礎常數，如果改變，所有的科學理論都將受到衝擊，就像三體描述的一樣，整個物理界理論就要改寫，甚至崩潰。

現在網路上很多連光速基本知識都沒弄懂的人，不斷的質疑這些理論，大言不慚的提出種種臆想，實在是令人哭笑不得。

科學之所以是科學，就是允許質疑，並在質疑中不斷更新和前行。愛因斯坦的相對論出臺後，就經過一個世紀的質疑和發展，現在已經成為科學界共識的最重要理論基礎。

時空通訊實在是希望出一個改寫光速理論的偉大人物，讓物理學界乃至整個世界劇烈震盪一回，或許人類文明將得到一次升級，誰不期盼呢？

但質疑不是胡說八道，毫無理論支撐又無觀測實驗資料就隨便大言不慚的亂噴。

要質疑首先就要弄懂弄通現有的理論基礎，發現裡面存在的具體問題和錯誤，有理有據有實驗有發現的提出來，供科學界廣泛討論和質疑，最終因無法擊倒而成為科學界的共識，那這個新理論就成功了，什麼諾貝爾獎也無法彰顯這種進步和功績。

讓我們拭目以待吧。

時空通訊觀點，歡迎點評討論。

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理性科普者2018-09-17 18:07:20

物理常數很多，雖然說是一個“常數”，大部分常數是有條件約束的，以水為例，它的密度是一個常數，是指“常溫常壓”且是純水，日常用水的密度都是大於1x103Kg/m3。水的熔點0℃和沸點100℃也是有條件的，為一個標準大氣壓，且是純水。鹽水的熔點下降很多，冬天，在路面撒鹽就是降低水的凝固點的，這樣路面不容易結冰了。

光的傳播速度為3x108m/s，是指真空中光的傳播速度，在空氣中傳播速度約等於光在真空中的傳播速度，光在水中的速度為真空中速度四分之三，在玻璃中傳播速度為真空中速度的三分之二，透明物質的密度越小，光傳播速度越快。

那為什麼把光的速度定為C=3x108m/s？大概有以下幾個原因，第一，任何物質的特性總要有一個參照標準量，在標準量上下浮動是很正常的。第二，在物理學中，學生接受的是知識點，不必像科學研究需要精密計算和測量（這時C=2。99792x108m/s）。第三，日常我們接觸到光的傳播介質主要是空氣或真空，而且光在這二種介質中傳播速度差別不是很大，所以，物理學中就把c=3x108m/s定為一個常數。大家說呢？