在邁克爾遜莫雷實驗之前，物理學家們一直以為光是在名為“以太”的介質中傳播的，還曾費盡心思尋找“以太”存在的證據

1887年邁克爾遜和莫雷準備測量地球在“以太”中的運動速度，當時物理學家們以為光速在“以太”中傳播也是遵循伽利略速度疊加原理的，因此麥克爾遜莫雷實驗應該能測量出兩個不同的光速，然而實驗的最終結果現實光速在不同慣性系和不同方向上都是想同的，光速不變原理從此出世。

愛因斯坦狹義相對論中的光速極限原理其實受邁克爾遜莫雷實驗影響很大，愛因斯坦指出任何有靜止質量的物體在加速過程中自身質量都會持續上升，如果想把物體加速到光速的話，就需要無限大的能量才行，因此愛因斯坦斷言光速就是我們宇宙的極限速度，任何有靜止質量的物體都不能達到或者超過它。

然而經常把“光速不可被超越”掛在嘴邊其實是不對的，事實上宇宙空間的膨脹速度和量子糾纏的速度都遠遠超過了光速，但它們實際上並不違反相對論，因為宇宙空間膨脹和量子糾纏並不能傳遞資訊。

光速不可被超越的精髓在於“任何有靜止質量的物體”，對於靜止質量為0的光子是無法約束的，相對論的光速極限只針對物質而不針對宇宙空間，因此光速其實只是物質和資訊的極限速度，而不是空間和量子糾纏的極限速度。

光速對現在的人類來講等於一個人一下子舉起十噸重的東西！對宇宙來說就好比在地球上螞蟻爬行的速度一樣或像蝸牛速度一樣而已！

光速真的是我們宇宙中最快的速度嗎？現有的科學理論是這樣認為的：光速是一切具有靜止質量的物體所不能達到的速度極限，也就是說，別說超越了，你連達到都別想。早期人們對於光的認知認知是這樣的，亞里士多德認為光不需要時間，是瞬時的，而與亞里士多德同樣是古希臘哲學家的恩培多克勒則這樣認為，既然光是運動的，則必然需要時間。

古人的認知就是這樣了，只是停留在光到底是什麼？光的運動到底需不需要時間。

時間流逝，轉眼間來到了17世紀，這個時候光才真正意義上被人類測量，1667年天文學家、實驗科學的鼻祖伽利略帶著他的助手來到了山上，伽利略讓他的兩位助手分別拿著兩隻套著罩子的燈籠，一個人站在這個山上，另一個人拿著它站在1.6千米外的山峰上。

第一個助手將罩子掀開，第二個助手看見光亮時就把他的罩子掀開，然後第一個助手計算一下到底是多久才看到第二個助手手裡的燈籠燈光的，然而，1.6千米的距離對於光來說，實在是可以忽略了，因此伽利略也只是估量一個大概，認為光速只是比聲速快了幾倍而已。

在伽利略的這次實驗之後，丹麥的物理學家羅默測量木衛一在繞行木星時被遮擋後再次出現的時間要比計算的值遲一些，由此羅默推測出光速的數值大概在20萬公里每秒以上，直到此時，關於光速的速度算是有一個確定的數值了。

幾十年過去了，英國的物理學家詹姆斯·布拉德利第一次測出了光速更為精確的數值，這個值是301000km/s，與現在的數值299792km/s已經非常的接近了。

在19世紀有一個著名的實驗，名叫邁克爾遜莫雷實驗，這個名字大家可能並不陌生，本來這個實驗是為了確定之前人們認為的以太到底存在與否，但是實驗並沒有驗證到以太存在，反而揭示了光速是不變的，由此，這個沒有實驗結果的實驗卻獲得了諾貝爾物理學獎。

愛因斯坦的狹義相對論的建立也是受到了這次實驗的啟發，既然驗證以太沒有結果，索性就剔除以太，假設光速是不變的，提出狹義相對論。

並且由狹義相對論卻得到了另一個結果就是凡是有靜止質量的物體都不可能達到光速，因為速度越快，其相對論質量越大，越接近光速，其質量就越接近於無窮大，加速它也就需要無窮大的能量，這是不可能的事情。

光速確實是宇宙的極限速度，是一切具有靜止質量的物質所不可能達到的速度，光子沒有靜質量，所以它生來就是光速。

準確的說，光速常量c確實是我們宇宙的物理極限的速度。注意，光速常量並不是任何光的速度，其定義是真空中光的速度(299792458米/秒)——實際上，這也只是一個選擇了最佳描述物件的定義方式，就像用米原尺定義了“米”這個國際單位一樣。光速常量（簡稱“光速”）是我們時空的內在性質，它並不因光的速度改變而改變。只是真空中的光的速度恰恰表現了時空的這個性質，因此我們借用了真空中的光速來描述這個性質。這一點需要先理解。

光速這個極限因此是受到宇宙時空的內在結構特徵的限制的，在愛因斯坦廣義相對論場方程當中就體現為度規張量中的光速項。

上圖：閔可夫斯基度規張量，左上角的這一項定義了時間與空間的關係是以光速作為基本因子（這裡負的c平方，是源於此張量的多項式展開形式全都帶有平方）。

實際上此式是求時空中一點相對於原點的距離。

閔可夫斯基度規所描述的是一個理想的平直和靜態的時空，平直是因為改時空沒有引力扭曲，靜態是該時空也沒有暗能量，不會因引力收縮，也不會因暗能量膨脹。這個時空的一大特點就是空間與時空之間有一個光速常數因子的關係，也就是說或一秒鐘大約等於299792458米。

但這不是我們實際的時空，因為根據觀察我們所處的時空有引力（牛頓發現的），會膨脹（哈勃發現的）。

雖然有這些瑕疵，但物理上的光速極限還是不變的，因此愛因斯坦在狹義相對論當中稱的“光速不變性”並不會在廣義相對論中失效，而廣義相對論“無心插柳”地描述了暗能量。

暗能量能夠讓時空的度規膨脹，這甚至會造成遙遠的星系以超光速遠離我們。但這並不構成對“光速不變性”的違反。因此在天文學上出現了“共動速度”這一術語，用來描述時空膨脹帶來的加成速度。

上圖：因時空膨脹帶來的“共動”示意。

如果兩個物體以超光速背向飛行他們超光速了嗎？

答案是：

對這兩個物體彼此來說，它們彼此觀察到對方的速度是不會超光速的，這是典型的狹義相對論當中的相對速度問題，他們看到的對方的速度必需要乘以一個洛倫茲因子，這下就被限定在了光速的範圍內。上圖：洛倫茲因子-速度曲線，把速度永恆限制在c以內，這個曲線也可以看成我們時空的形狀。

對於第三方的觀察者來說，這兩個物體的相對“邏輯”速度是超光速的，簡單計算一下就是他們之間的相對速度應該是2C，這一點沒錯，也沒有違反狹義相對論，但這實際上是觀察者的邏輯認識，跟相對論沒關係。總之任何一個物體相對觀察者的速度都是不可能超光速的。

所以只要區別好上面提到的“邏輯超光速”和“物理不能超光速”的含義，就不會懵圈了。所以光速算是我們宇宙在狹義相對論提下物體自體運動的極限速度，但在宇宙膨脹的“共動”作用下，某種速度極限的含義需要重新修訂一下。

光速並不是我們宇宙的極限速度，因為量子糾纏和宇宙空間的膨脹速度已經被證明是超光速現象了。

單純將光速當做我們宇宙的極限速度是不精確的，正確表述應該是兩句話，分別是：“在我們宇宙中任何靜止質量大於零的物體運動速度都無法達到和超過光速”和“在我們宇宙中資訊傳遞速度不能超過光速”

人類對於光速的認知是曲折的，早期的亞里士多德認為光傳播是不需要時間的，而後來的物理學家羅默在測量木衛一時發現實際情況和理論計算出現了不吻合現象，羅默由此意識到光傳播是需要一定時間的，他估計光速在每秒20萬公里左右，這一結果雖然和真實光速有很大偏差，但已經很了不起了。

時間荏苒到1887年，物理學家邁克爾遜和莫雷在尋找“以太”的過程中發現了光速在任何情況下都是不變的，由此人類知道了光速就是我們宇宙的極限速度。

愛因斯坦在光速不變的基礎建立了狹義相對論，其中的重點就是“速度越快質量越大時間越慢”，任何有靜止質量的物體在加速過程中質量都會增加，因此想要把一個有靜止質量的物體加速到光速的話就需要無限大的能量才行。

然而光速不可被超越只針對宇宙空間內靜止質量不為零的物體，對於宇宙空間本身是超光速膨脹卻並無約束力，對於不傳遞資訊的量子糾纏現象也沒有約束力。

光速是不是我們宇宙的極限速度？任何事情，都需要一個定義和範圍才成立，以此為前提，在愛因斯坦相對論統治的現階段人類文明科學認知論中，光速是我們的極限速度。而脫離這個前提，我們稍後再議。

首先，相對論和量子論是現代科學的兩根支柱，否認這點的同學可以把手機扔了，半導體材料、通訊技術、能帶概念均出自這兩者，而沒有這些，同學們還刷個鬼手機，看這條問題，只能回到用毛筆或者雕刻的年代，等著飛鴿傳書吧。

而真空光速不變，以及有靜止質量物體無法達到光速就是相對論的最重要假設以及推論。能把超光速實現，相對論瞬間崩潰，現代物理得立馬重構。而哪些說量子糾纏可以超距傳遞資訊的同學，麻煩複習一下愛因斯坦和波爾在布魯塞爾的兩次交鋒，量子糾纏本身只是量子系統的內在聯絡，毫無資訊傳輸的意義，早就是共識了，就別替愛因斯坦翻案啦。

但是科學不是萬能論，科學本身就必須可以證偽！光速不變以及帶靜止質量光速不可突破都是假設。同學們只要說一句，我認為科學就是個屁，立馬可以否定，毫無問題。可是，如果選擇相信科學，請用科學的方式來論斷，請給出數學公式和模型，然後做出可以檢驗的預測，大家一起開心的做可以重複的實驗，痛打愛因斯坦一點都不難，可是這樣能打得動的，目前一百年來，一個還都沒有！

我也想在有生之年再看到小愛般的天才，顛覆物理界，開創一個新時代，把人類文明帶向更好的層次。但請說大家能聽懂的行話。

我是貓先生，感謝閱讀。