摘要：
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说白了，光速不变，不随参照系发生改换，就是一个假定，假定，假定！
贫瘠的事情说三遍。
是爱因斯坦把“光速不变旨趣”作为念一个基本假定，加上另外一个“狭义相对性旨趣”，在这两个假定的基础上，提议了闻名的狭义相对论。
是以，不要用试图用狭义相对论去讲授为什么光速不变，因为光速不变是因，狭义相对论才是果，咱们怎么可能用遵守去反推原因呢？不要弄反了！
既然东谈主们并不知谈光速为什么不变，是不是就莫得必要再去贪图题目中的问题了？
天然不是，如若问题到此就戛关联词止，作为科普职责，也太失败了。虽然咱们并不知谈为什么光速不变，但起码需要了解为什么会提议“光速不变”这个假定。
天然，爱因斯坦毫不是“拍脑门”放荡想出来的“光速不变”，历程是相配漫长的，也充满了攻击，同期更需要有塌实的物理学常识作为配景，否则脑洞再大也很难提议“光速不变”这个如斯勇猛甚而“大逆不谈”的假定。
为什么光速不变“大逆不谈”呢？
原因很纯粹，光速不变确凿太违反东谈主们的日常生涯劝诫了。日常生涯中咱们知谈，速率齐是相对的，必须有参照系，否则速率就失去了意象。
而咱们平时所讲的速率基本上齐是默许大地为参照系，因此也没必要额外强调出来。比如说高速公路限速120公里，这个速率就是以大地为参照系。
你在现实中能找到一个莫得参照系的速率吗？明显找不到。
爱因斯坦提议相对论之前的物理学界亦然这样以为的，莫得任何速率是完全的，必须有参照系才成心象。
可是光速的横空出世，给了那时的物理学界当头棒喝。咱们知谈，兼并了电和磁，而伟大的麦克斯韦方程组不错推导出光速的筹画公式。
通过公式不错看出，光速只与真空的磁导率和介电常数相干，并莫得提到任何参照系。溢于言表，这个公式默示着在参照系下，真空中的光速齐保捏完全不变。
那时的物理学界贯通到这少许的时候，无不惊呼：这怎么可能？完全不可能！
因为如若光速确实不需要参照系，保捏完全不变的话，意味着之前物理学家们辛贫贫苦几百年蛊卦起来的物理学体系将会轰然倒塌，尤其是早就被众东谈主奉为“神明”的牛顿经典力学，也会被推翻。
为什么？
因为牛顿经典力学是以完全时空不雅为配景的，具体来讲就是以伽利略提议的相对通顺为基础，任何通顺齐是相对的。如若光的通顺是完全的，那么很明显牛顿经典力学的基础就莫得劝服力了。
怎么办呢？那时的物理学界大佬不可能眼睁睁地看着物理学大厦就这样被推翻，但也不可能因此得罪麦克斯韦方程组，毕竟这个方程组如斯奥秘，甚而号称东谈主类历史最优好意思最伟大的方程。
遵守，物理学界大佬只可聘任一个中和的设施，尽量相助牛顿经典力学与麦克斯韦方程组之间的矛盾。
而以太的倡导就是这种配景下出现的。物理学家们把“以太”界说为光速的参照系，亦然完全静止的参照系。
也就是说，物理学界仍旧以为时空是完全的，而“以太”不错贯通为相对完全时空静止的物资。这种物资遍布统统这个词六合空间，只是咱们看不到也摸不着。
说白了，以太亦然一个假定的倡导。不外假定其实也没什么，科学的发展正本就是“勇猛假定，谨防求证”，接下来物理学家们只需要找到以太存在的凭据，一切齐万事大吉了。
物理学界大佬们天然亦然这样作念的，这才有了其后闻名的“迈克尔逊莫雷实验”，实验的宗旨很单纯，就是为了寻找以太。
但遵守全球齐知谈了，根柢找不到以太存在的凭据。既然以太不存在，不就是标明光速确实是不变了吗？
如今如实有许多东谈主是这样想的，以为迈克尔逊莫雷实考据明了光速不变，其实否则。
一方面，迈克尔逊和莫雷两东谈主打死也不敢接收光速不变，他们原意确信实验历程出了流毒或者实验仪器不够精密，才导致了找不到以太存在的凭据。这是不错贯通的，咱们不成用当今的目光去臆想那时的物理学期间。事实上不仅是迈克尔逊和莫雷，险些统统的物理学大佬齐不确信以太不存在，因为他们知谈，如若以太确实不存着重味着什么。说白了，那时险些统统的物理学界大佬本能地摈弃任何有可能推翻物理学大厦的想想！
另一方面，找不到以太存在的凭据，也确实不成阐述光速确实不变，因为以太的倡导正本就是假定的，即便以太不存在，还可能存在其他东西来讲授光速的特殊性。总之就是，迈克尔逊莫雷实验只可讲解以太不存在，但并莫得讲解光速不变。如若确实讲解了，根柢就莫得爱因斯坦什么事了。
而如今许多东谈主以为的“迈克尔逊莫雷实考据明了光速不变”执行上是以当代的物理学为形态，是以“天主视角”去臆想那时的物理学期间，这明显是失当的。
迈克尔逊莫雷实验之后，许多物理学大佬也作念了肖似的实验，遵守齐标明以太确实不存在。按兴趣讲，事情到这里应该很纯粹了：既然以太不存在，干脆就接收光速不变好了。
但事情远莫得联想得那么纯粹，咱们低估了统领物理学界几百年的牛顿经典力学在那时物理学界的地位。即便那时的物理学界大佬知谈了以太不存在，但仍旧莫得扬弃寻找其他样式来相助牛顿经典力学和麦克斯韦方程组之间的矛盾，但就是不肯意接收“光速不变”。
洛伦兹提议了闻名的洛伦兹变换，以为通顺的物体尺寸会镌汰，用这种表象试图讲授光速的特殊性，而洛伦兹的想想仍旧莫得解脱完全时空不雅的抑遏。
终于，物理学界大佬爱因斯坦登场了。爱因斯坦对麦克斯稀奇贵重，尤其是属意于优雅的麦克斯韦方程组，从麦克斯韦方程组推导出来的光速筹画公式中获取了极大的启发，尤其是在其他物理学大佬为寻找以太存在的凭据，或者为兼并牛顿经典力学和麦克斯韦方程组之间矛盾忙得不可开交的时候，爱因斯坦飞动地用“奥卡姆剃刀”平直把“以太”切除了。
爱因斯坦以为：既然统统的实验齐标明以太确实不存在，干嘛还要如斯执着地寻找呢？平直接收“光速不变”不好吗？这样的话，一切齐变得平常易懂！
爱因斯坦把“光速不变”作为念一个基本假定，再加上“狭义相对论旨趣”，在两个假定的基础上，狭义相对论问世了。
可是等等，刚刚不是说“如若光速不变，就意味着牛顿经典力学就轰然倒塌了吗？”
执行上，说“倒塌”就严重了。咱们需要理会科学的执行，就是可证伪性。科学的这种特质就意味着任何科学表面齐有局限性，齐存在随时“被证伪”的可能性。而科学的发展恰是连续冲破东谈主类通晓局限性的历程。
牛顿诚然伟大，但他也有通晓的局限性，这是期间的局限性，任何东谈主齐无法冲破。刚才说了，牛顿经典力学是蛊卦在完全时空不雅基础上的。而爱因斯坦提议了新的时空不雅，也就是相对时空不雅。
也就是说，咱们地方的四维时空并不是完全的，技术和空间是相对的，有弹性的。只不外时空的这种弹性独一在速率稀奇快，接近光速时才会彰着体现出来。而咱们日常生涯中资历的速率与光速比拟确凿太小了，因此时空的相对性完举座现不出来，用牛顿的完全时空不雅仍旧能很好刻画咱们的日常通顺，这亦然为什么如今统领咱们日常生涯的仍旧是牛顿经典力学，而不是相对论。
说白了，牛顿经典力学只是相对论在低速低引力情景下的近似值，但即等于近似值，关于咱们来讲也饱和精准了。更况且牛顿经典力学饱和纯粹，而相对论下的引力场方程显得太复杂了！
是以，牛顿经典力学错了吗？严格来讲如实错了，但谁会这样说呢？刚才也反复强调了，科学表面的发展就是连续冲破各式局限性的历程，牛顿经典力学只是适用限制有限隔断，并不成说“牛顿经典力学”就是错的。
就好比爱因斯坦的相对论在濒临黑洞时，相通会失效，又有谁会因此说“相对论错了”呢？相通的兴趣，即便改日东谈主类发现了更高等的物理定律大要讲授黑洞，也不成说相对论就错了，只是适用限制有限隔断。
这就是光速不变的前世今生。
回首
已经那句话，光速为什么不变？莫得根由，起码现时咱们找不到根由，大天然就是这样的。这亦然为什么我浩荡会讲“光速不变不单是是假定，其实亦然公理”，而公理就不需要根由，只需要你确信或者不确信。
公理浩荡会有两种，第一种是允洽咱们日常生涯劝诫的，比如说“两点之间线段最短”。还有一种并不允洽咱们的日常生涯劝诫，比如说“光速不变”。
不允洽咱们的日常生涯劝诫，并不代表公理就是错的，原因很纯粹：咱们一直被抑遏在地球这个忐忑的限制内，日常生涯劝诫细则是有很大局限性的。如若咱们的日常生涯劝诫与科学实验违背，天然要以实验遵守为准，而光速不变却是经得起实验的考据。
完！
