現代物理是實證科學。光速不變已經實驗證明。只不過我們的頭腦比較容易認可低速世界的經驗。至於光速不變的原因，暫時未有合理的科學解釋。高階科學技術家們，只可以在承認光速不變原理的基礎上進行科研。其他的作為感興趣的人，不必用日常經驗去鑽牛角尖，否則容易變成民科。

這個問題，按現有物理常識，恐怕無法解釋清楚。我給出自己的思考與拙見。

按照通常的物理邏輯，速度的測量必須在特定的座標系或參照系中確定。但是，唯獨光速似乎沒有參照系，這是一個物理懸案。▲螢火蟲生物電輕鬆發射光速電磁波

根據光速公式：c=1/(ε0μ0)=λf，可以推想，光速取決於真空介質的介電常數與介磁常數，又取決於電磁波的頻率與波長，前者是光速的固有屬性，後者是光速的耦合屬性。不妨設想，光速是真空物質波的固有波速。能量極低的發光體，之所以能輕易發出極致光速的電磁波，正是因為乘坐了真空物質波的光速載體。▲LED燈冷光源以極小能耗輕鬆發光

想要把一個電子加速到光速，高能加速器提供再大的能量也不可能，然而一個LED燈卻以極小的能耗，使得“光子”到達光速運動，這裡的邏輯機制，是值得深思的。▲特大功率加速器，也無法加速電子到光速

宇宙中的任何參照系，都處處充滿真空物質波，因此處處都是極致光速。因此，不妨認為，真空就是光速的參照系。這也許是廣義相對論無法解釋的原因。

光速定義有參照系。什麼是光速？就是觀察者測量到的光的頻率與波長的乘積。同一單色光在不同參照系中頻率和波長不同。在實踐中人們在自已所在參照系(本徵參照系)測量到任何單色光的頻率與波長之積總是等於一個定值c(約每秒30萬公理)。這就是光速不變(原理)。光速不是根據光在單位時間運動的距離確定的，即光速不是根據速度公式v=L/t得到的，因此光速不是向量。

沒有，不管觀察者與光源之間有著怎樣的運動，或者說不管觀察者所在的參照系為何，他們測得的真空光速（c）都是一樣的大小，這就是狹義相對論的兩大基本原理之一：光速不變原理。這種現象確實令人困惑，與我們的認知存在巨大的差異。誠如題主所言，如果火車相對於地面的運動速度為v，人在火車上沿著火車運動方向以u奔跑，那麼，人相對於地面的速度為v+u。同樣的道理，如果火車向前照射出燈光，我們很容易會認為火車燈光相對於地面的運動速度為v+c。然而，理論和實驗都能表明火車燈光相對於地面的運動速度不是v+c，而仍然還是c。同樣地，在火車上以速度u向前奔跑的人不會測得火車燈光的速度為c-u，而仍然也是c。也就說，光在任何參照系中的運動速度恆為c。

事實上，在火車上以速度u向前奔跑的人相對於地面的運動速度不是v+u，而是小於這個數值，這是因為速度疊加方法其實是如下的相對論形式：

只不過，當u和v均遠小於c時，uv/c^2≈0，即1+uv/c^2≈1，所以合速度w≈v+u。可以看到，我們平時所使用的公式其實是相對論在低速情況下的近似。但如果涉及到接近光速或者達到光速的運動，只能使用相對論的形式。在上述的例子中，w1=(v+c)/(1+vc/c^2)=c，w2=(c-u)/[1+c·(-u)/c^2]=c，所以光速保持不變。

另一方面，我們在某種意義上其實正在做超光速運動。這是因為宇宙空間正在膨脹，把我們推離遙遠的天體，並且天體距離越遠，這種效應越顯著。當超過某一距離時（大約140億光年），由於空間膨脹將會造成退行速度大於光速，從而使我們正在超光速遠離距離足夠遠的天體。

光的傳播，本質上是能量的傳播。光速，本質上是能量的傳播速度。能量靜不下來，始終是運動著的，沒有力量可阻止或改變能量的運動速度，光速不可加減速，光速不存在加速度。

光瞬間速度不變，光在介質中因路徑延遲。光在介質中，“速度”受到折減，但這是表面現象，迷惑了不少人。有個現象，很值得深思，光進入介質，以及出了介質，光速迅時還原，觀測不到加速度。光在介質中，“光速”折減的深層次原因，在於光被捕捉了，捉了又放，比如光被電子捕捉，隨著電子雲運動一會，又被無罪釋放了，時間被延遲了，可沒有賠償，能量沒有損失啊。光在介質中繞點圈圈才走，所以遲到了。但是，在介質中，光速，能量傳播速度，瞬間速度，還是沒有改變。

光速的方向可變。光斜著進入介質，會被吸收，散射，反射，折射。總之，光的方向改變了。光被吸收，好理解，光被捉了，可是想到沒?光沒減速，光只是在繞圈圈，光速繞圈圈。光被散射，很正常，必須的。光被反射，還入射角等於反射角，也好理解，光碰壁了，被反彈了，被相對平面反彈了。光被折射，入射角不等於折射角，有點怪，怪在哪呢?

光速不變，能量隨時改變。光的能量與頻率成正比，E=nhv，n為光子數，h為普郎克常數，v為光頻率。光速雖與光源以及觀察者運動狀態無關，但與光源以及觀察者運動狀態密切相關。道理很簡單，一拳打來，向前迎，衝擊力大，向後躲，衝擊力小。光也一樣，相向運動，光頻率增加，光藍移，相背運動，光頻率減少，光紅移。總之，光的能量與光源及觀察者運動狀態所蘊含的能量相疊加。

光進出不同介質，介質給了光一些能量。介質給光的能量大多垂直於介質分介面，而與光的本身方向有夾角，其能量合成後，光的方向改變了，光的方向改變符合平行四邊形法則。介質不同，介質密度不同，介質給出的能量不同，所以介質的折射率不同。入射光的能量不同，所以折射率也不同，所以白色光可被三稜鏡折射成彩虹。

光能量傳播，是時刻分解的，光所經過每個點都是獨立的光源，光是球面波。只不過，光速大快，光子又喜歡集團行動，相互擁擠下，光的能量散開很團難，所以看到的光直線傳播，其實光能量是或多或少衰減的，或者時刻受到旁邊的光能量補充。

光速，以時空為參照。前面講的，以及有關光速的，都有個隱含前提，那就是參照系，這個參照系就是觀察者，觀察者時空，或者說光的前一瞬所在的時空。前一瞬時空與當前時空有差異，差異很小很小，但不為零。有多小呢?答案是普郎克長度。

光速不變，能量屬性，時空屬性。光的本質是能量，能量有什麼屬性呢?能量在時空中傳播速度不變，能量屬性本質是時空屬性。能量透過普郎克長度所需時間，為普郎克時間，其值為常數一一光速C。

時空中充滿能量，光在時空中，呈態疊加，光束能量時刻受時空，時空中的能量影響。宇宙中的一切可觀察的效應，本質上是能量的流動。能量運動不止，能量高速運動，能量運動不加減速，只改變頻率，只增減能量。

光速運動，以時空為參照，光速乃時空本性。