为什么真空中光速是恒定的？ 第1页

首先，要理解这个问题，最重要的可能不是学识，而是心态．因为这是一个远远超出日常生活经验的物理定律，所以跟人的常识似乎相悖．也因此需要保持一个open mind来理解．实际上，人类长久以来是生活在一个低速的世界当中，即使宇宙飞船的速度跟光速相比也是微不足道的．这样一个远离正常经验的事物，具有新的规律也就是不奇怪的了。

就像其他几条基本物理原理一样，惯性系中的光速不变原理不是凭空想象也不是通过数学计算得到的，而是通过实验测量得到的。无数次的实际测量得到的光速都是完全相同的，无一例外，那么在人类认识世界的的过程中，自然就归纳出了光速不变原理。与此类似的还有牛顿三定律，万有引力定律等等。但光速不变原理的传奇色彩在于在大量的实验数据出现之前，爱因斯坦就已经把它作为基本假设之一提出了狭义相对论。如果之后的实验表明光速并非不变，相对论也就成了废纸。当然爱因斯坦的相对论也不是空中楼阁，前面刘斌的答案中就提到了麦克斯韦方程组和麦克尔逊干涉实验很早已经暗示了光速不变。这其中的历史掌故也算是比较有趣的，可惜本人不是研究科学史的，对细节方面就一无所知了。

讲到这里，我希望带给大家一个印象，就是光速不变和万有引力的存在一样，是自然规律，只不过人类很早就认识到了后者，而很晚才认识到前者。也就是说，光速不变是我们这个世界之所以如此运转的原因之一，而不是结果。

以上是我针对此问题的答案，以下简单聊聊非惯性系中的光的传播。

前面也已经有人提到光速不变的前提是在惯性系中。在非惯性系中，光速并非不变的。广义相对论认为非惯性系与引力场是等价的。而引力场的存在，代表着空间的扭曲。打个简单的比方，就好像文人们常用的折扇，打开时两边的距离差不多有一尺多，但你把它合上，扇面发生了扭曲，两边的距离就只剩下了一寸。如果一只蚂蚁沿着扇面跑，它觉得跑了一尺路，但由于空间的扭曲其实只走了一寸而已。与此类似，光在扭曲空间中跑的速度与平直空间是不同的。这其中的变换可以通过专门的数学工具来计算。当然这里就无法展开说了。

希望我写的这些能对大家有所帮助。如有错漏，还望指正。