光速恒定不变，这是怎么被发现的？源于一次大胆的假设

光速为299792458m/s，且恒定不变。光速不变是怎么一回事呢？

光速是宇宙系统内部运动的最快速度，任何有质量的物体都无法超越光速，且光速相对于任何参考系而言都是恒定不变的。这是不是有些不好理解？那就让我们从牛顿说起。在牛顿所建立的经典力学之中，任何物体的运动速度都是相对的，根据所选择的参考系的不同，物体的运动速度自然也不一样。

假设一辆汽车从我们的面前以每小时60公里的速度疾驰而过，那么以站立不动的我们作为参考系，这辆汽车的速度就是每小时60公里。此时，如果我们也驾驶一辆汽车，与这辆车并排行驶，且速度一致，同为每小时60公里，那么此时那辆车相对于我们而言就是静止的。这就是选取的参考系不同，物体的运动速度也不同。

光速不变指的是光不会因为参考系的变化而发生速度的变化。

还是刚才的那个例子，时间换到晚上，打开车灯，当我们驾车与另一辆汽车同向同速行驶的时候，那辆车的车灯所发出的光相对于我们而言是299792458m/s，如果我们不驾车，站立不动，那辆车从我们面前疾驰而过，此时那辆车车灯所发出的光相对于站立不动的我们而言，依然是299792458m/s，而并不是299792458加上汽车行驶的速度。

为什么会发生这种现象呢？因为那辆汽车的时间流逝速度在相对论效应下变慢了。当然了，这是后话，牛顿力学理论与光速不变的矛盾最初体现在了麦克斯韦方程上。麦克斯韦是与牛顿以及爱因斯坦比肩的伟大物理学家，仅凭一己之力就完成了一整套理论的建立，他将电和磁统一在了一起。

就是这个可以描述所有电和磁现象的麦克斯韦方程与牛顿力学理论出现了矛盾。

在牛顿的理论体系下，一切物体的速度都取决于所选择的参考系，而在麦克斯韦方程中，光速被如此描述c=1/ε0μ0，其中c是光速，ε0是真空介电常数，μ是真空磁导率，真空磁导率也是个常数，由两个常数所得出的光速c自然也就是一个常数了。

常数是固定的，不需要参考系，这与牛顿理论体系中一切物体的运动速度都取决于参考系产生了不可调和的矛盾。为了给这种矛盾找到一个突破口，科学家们开始假设了，一种叫做以太的传播介质被假设了出来。就如同水波需要依靠水作为介质来传导一样，光也需要借助以太来进行传导，而以太遍布于各处。

以太的假设的确可以解决牛顿与麦克斯韦的矛盾，但问题的关键在于它只是一个假设，一个未能成功证明的假设。

14世界的英格兰逻辑学家奥卡姆曾经提出过一个原理叫做奥卡姆剃刀，又称简单有效原理，该原理核心就是“如无必要，勿增实体”。按照这个原理，平白无故增加一个“以太”出来只会让问题变得越来越复杂，事实上的确如此，自从以太出现之后，一个个新的难题接踵而至。

此时，爱因斯坦出现了，爱因斯坦认为，既然“以太”本身就是一个假设出来的东西，何必要花费时间在这个上面纠结呢，既然是假设的东西，那么完全可以让它消失掉，“以太”的存在只会让问题变得更复杂。我们不得不佩服爱因斯坦敢于摆脱一切束缚的思维模式。

在“以太”被去除之后，牛顿与麦克斯韦的矛盾怎么办呢？

很好解决，只需要四个字，光速不变，是的，爱因斯坦大胆提出了光速不变的假设。这个假设一出，一切都变得简单了。此后，爱因斯坦又在光速不变的原理之上，建立起了狭义相对论和广义相对论，从此，人类也正式由牛顿的时代跨入了爱因斯坦的世界，牛顿的绝对时空观被爱因斯坦的相对时空观所替代。

光速不变原理虽然源于假设，但这个假设如今早已通过实验得到了验证，比如迈克尔逊莫雷实验。当然，我们并不是说牛顿的理论体系错了，牛顿的理论体系可以说是宏观低速环境下的特例，对于日常生活中的运动学和力学问题可以给出精度极高的近似值，精度甚至足以应用在航天工程上。