導讀：是什麼限制了光的速度，你思考過嗎？看看大家怎麼思考的

1、這個問題不夠大膽，應該問，為什麼光速不是無限快？

因為無論光速是30萬還是35萬，都還是可以繼續問，為啥不是40萬公里云云。此外，還有一個注意事項，公里有多長也只是一個人為規定，如果換一種規定，光速的數字可能更大也可能更小，比如在歐美國家常用的英制單位，英里。1英里=1.6公里左右，如果用英里來表示光速那就連30萬都沒有了，大概只有 186,282英里/秒。

所以，核心問題不是光速有多快，而是為什麼它不是無限快?

在地球上，我們覺得光速近乎是無限快的，但在浩瀚的宇宙中，光速就像烏龜爬一樣緩慢，就拿最近最火爆的人類首張黑洞照片來說，這張照片拍攝的是遠離地球或者太陽系大約5500萬光年外的一個超巨型黑洞（65億太陽質量），它位於M87星系的中心，5500萬光年是啥意思，意思是我們看到的其實是這個黑洞5500萬年前的樣子！

圖示：嚴格地說我們看不到黑洞，我們看到的是聚集在這個黑洞周圍旋轉的氣體，它們圍繞黑洞快速旋轉，在摩擦中產生出大量電磁波。

光速在宇宙尺度下到底有多慢呢？

有天文學家用了這樣一個類比，假設把可觀察宇宙(960億光年）縮小到地球那麼大，那麼穿越整個銀河系，也就大致相當於沿著街區走過三間房子的距離去探望你的鄰居。然而，光竟然要走10萬年時間才能完成這趟探望之旅！因為銀河系的長度大約為10萬光年，所以需要走10萬年。

現在我們轉向更緊迫和困難的問題：為什麼光速這麼慢？

答案是，我們不知道為什麼它這麼慢，至少到目前為止，我們不知道答案。但是，理論物理學家Gennaro Tedesco 提供了一個有趣的想法：雖然，我們生存的宇宙中，光速以現在這樣的速度傳播，看起來並沒有任何道理或者限制著它不能更快，但目前為止它就只有這麼快。

但讓我們假設一下，如果光速提高1000倍會如何？

透過計算機模擬發現，這將意味著我們的電子產品的執行速度會因此更快，但同時也意味著我們的太陽將以比現在快得多的速度燃燒，快多少呢？快一百萬倍，這意味著，地球會被烤焦，而太陽的壽命也將因此大幅度縮短。簡單地說，目前的太陽系是非常不適合生命誕生的地方。

圖示：質量，能量和光速，透過愛因斯坦著名的質能方程關聯在一起，所以光速的變化會帶來宇宙的動盪。

這項研究順便回答了我上面的那個假設，如果光速無限快會怎麼樣？

那麼整個宇宙都將因此崩潰無法成行，沒有恆星沒有行星，沒有我們所熟悉的宇宙。

至於光速提高1000倍後，什麼樣的太陽系才適合誕生生命呢？

我們現在也不是非常清楚這件事，很可能將不存在能夠誕生生命的太陽系。這大概就是為什麼我們生存在光速為大約30萬公里每秒的宇宙中的原因。聰明的您可能看出來了，我在用人擇原理解釋這個問題，換句話說，如果光速發生鉅變，那麼我所熟悉的宇宙和生命可能也就消失不見，也就不會有人來問，為啥光速是30萬而不是35萬這樣的問題了。：）

當然，這樣的回答有點像耍無賴，並且隱約指向上帝創世，因此有人提出了多重宇宙假說，在不同的宇宙中自然常數也不同，這其中自然也包括光速，可惜我們無法知道， 在一個光速巨慢或者巨快的宇宙，究竟是啥樣子，畢竟我們現在的超級計算機模擬乃至我們對宇宙本身的瞭解還不夠多不夠深入徹底。

2、真空中的光速是一個常數，大約是每秒30萬公里，精準值是299792458...米每秒。這個值可以從麥克斯韋方程組中直接求出來，取決於真空磁導率和真空電容率。

而追問到底，這些物理常數是如何來的，或者說為什麼存在這些常數。很遺憾，這個問題無法回答，就好似你玩一場遊戲，這個遊戲勢必需要一些前提規則，而這些規則就是人為設定的。為了便於理解，你可以把我們的宇宙也理解為一場遊戲，因此它必須存在一些規則，至於這個規則為什麼是這樣，對於遊戲中的人物來說，這是不可能知曉原因的。

而科學理論就是依據這些客觀存在的事實，進行合理的邏輯思考加上嚴謹的數學手段得出的。說到底，物理其實不是去解釋宇宙，而是描述宇宙，依據一些既定的事實，總結出規律，進而在做一些類似現象的解釋或者其它預言。反倒是數學這門學問，似乎更加接近真理。

期待您的點評和關注哦！

3、感謝這位網友的提問，其實光速並不是30萬公里每秒，而是299792458...m/s。為了簡單表述，我們一般近似地認為光速為30萬公里每秒。

我們知道真空中的光速是一個常量，可以利用麥克斯韋方程組計算出來，真空的光速由真空的介電常數可以匯出。

正是由於光速的不變性，我們才可以設定了1米的概念，也就是說一米等於光在1/299792458秒所行走的路程。

人類最早得知光速是在19世紀。可是度量距離和時間的單位早已根深蒂固。

如果人類一開始就知道光速，那麼可以將其設定為1m/s，而我們常用的距離單位就是現在的一米的3億分之一了。我們可以將一米的3億分之一設定為1ж，於是你就有會問為什麼光速是3億ж/s。

既然相對論以光速不變為公設，那為什麼光在空氣中，水中和玻璃中的速度會變慢？

其實光速並沒有變慢，而是光遇見物質後會被其原子內的核外電子吸收，吸收光能量的電子處於激發態，又會釋放了光子，於是光在被吸收再釋放的過程中浪費了時間，導致光速在空氣中宏觀速度變慢了！

4、

光速與介電常數以及磁導率的關係

——靈遁者

介電常數和磁導率這兩個詞，你一定在我的科普書中見過幾次了，或者你的老師也提到過。但對於這兩個詞，其實科普內容或者教科書中都涉及的較少。網路上關於這兩個概念的介紹，也不多。但我認為這兩個詞的概念，很重要。尤其是對於光速而言。

我在第四十四章《愛因斯坦是如何創立狹義和廣義相對論的》裡有對光速進行過說明。因為光速不變原理是愛氏相對論的基礎，所以不得不對這個問題進行深入探討。而且大家也知道，光學理論的研究和發展，對於近代物理的每一次發展，都有很深的影響。所以本章可以看作是對光速的進一步解釋和理解。而要解釋清楚光速，光速的本質，離不開我上面提到的這兩個概念。

這裡還是再把四十四章的一個問題，拿出來再問一遍：你如何理解光速不變原理？

關於光速不變原理的理解。注意再看一遍：光速不變原理是指真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。不要盯著光速值看，要看根本。

就好比我問你：現在的光速值被認定為299,792,458 米每秒。假如100年後，光速值的測量變為299792458.001米每秒，那麼你會說愛氏的相對論是錯誤的嗎？

很顯然就原理所述而言，沒有一點毛病，即使100年後光速測量變為299792458.001的時候，愛氏的相對論依然是正確的。因為對於任何觀測者而言，光速都是這個值，光速是不變的。光速不變原理就是成立的。很多同學，一般會被光速值吸引，這是捨本逐末。

在第四十四章中，明確說過這樣一句話，光速的本質：光速【真空】是一種時空束縛態，光速為定值是時空使然。也就是時空告訴物質如何運動，這種運動就包含了以多大速度運動。光是物質，自然就遵從時空規律。也就是光速的多少與時空性質有直接關係。

更具體的的來說是真空磁導率和真空介電常數，引力場共同決定了光的速度。各位這就是引出了我們要介紹的兩個概念了。

先說說磁導率和真空磁導率。磁導率是表徵磁介質磁性的物理量。表示在空間或在磁芯空間中的線圈流過電流後，產生磁通的阻力或是其在磁場中導通磁力線的能力。其公式μ=B/H ，其中H是磁場強度、B是磁感應強度，μ為介質的磁導率，或稱絕對磁導率。通常使用的是磁介質的相對磁導率ur ，其定義為磁導率μ與真空磁導率μ0之比，即 ur=μ/μ0 。相對磁導率ur與磁化率χ的關係是：ur =1+ xm。磁導率μ，相對磁導率ur 和磁化率xm都是描述磁介質磁性的物理量。

而真空磁導率自然是限定了真空條件下的磁導率。真空磁導率是一個常數，也可以定義為一個基礎的不變數，是真空中麥克斯韋方程組中出現的常數之一。在經典力學中，自由空間是電磁理論中的一個概念，對應理論上完美的真空，有時稱為“自由空間真空”或“經典真空”。

常用符號μ0表示，由公式F=μ0I2h/2πa定義，此式是真空中兩根透過電流相等的無限長平行細導線之間相互作用力的公式，式中I是導線中的電流強度，a是平行導線的間距，F是長度為h的導線所受到的力，而稱μ0為真空磁導率，其值為μ0=4π×10-7牛頓/安培2，或者μ0=4π×10-7特斯拉·米/安培，或者μ0 = 4π×10-7 亨利/米。在高斯單位制（CGS）中，真空磁導率為無量綱的數，其值為1。

真空磁導率μ0和真空電容率

以及光速 c的關係為：

無限長載流直導線外距離導線r處：

。

其中，

為真空磁導率。r為該點到直導線距離。

我們先不分析，先接續介紹關於真空介電常數的概念。介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場，介質中的電場減小與原外加電場（真空中）的比值即為相對介電常數(relative permittivity或dielectric constant)，又稱誘電率，與頻率相關。如果有高介電常數的材料放在電場中，電場的強度會在電介質內有可觀的下降。理想導體的相對介電常數為無窮大。根據物質的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。通常，相對介電常數大於3.6的物質為極性物質；相對介電常數在2.8~3.6範圍內的物質為弱極性物質；相對介電常數小於2.8為非極性物質。

而這裡所說的極性，是與電荷分佈有關的。在化學中，極性指一根共價鍵或一個共價分子中電荷分佈的不均勻性。如果電荷分佈得不均勻，則稱該鍵或分子為極性;如果均勻，則稱為非極性。物理上通常認為極性是物體在相反部位或方向表現出相反的固有性質或力量。物質的一些物理性質(如溶解性、熔沸點等)與分子的極性相關。

介電常數又稱電容率或相對電容率，表徵電介質或絕緣材料電效能的一個重要資料，常用ε表示。它是指在同一電容器中用同一物質為電介質和真空時的電容的比值，表示電介質在電場中貯存靜電能的相對能力。空氣和CS2的ε值分別為1.0006和2.6左右，而水的ε值較大，10℃時為 83.83。

所以介電常數是物質相對於真空來說增加電容器電容能力的度量。介電常數隨分子偶極矩和可極化性的增大而增大。在化學中，介電常數是溶劑的一個重要性質，它表徵溶劑對溶質分子溶劑化以及隔開離子的能力。介電常數大的溶劑，有較大隔開離子的能力，同時也具有較強的溶劑化能力。

介電常數是指物質保持電荷的能力，損耗因數是指由於物質的分散程度使能量損失的大小。理想的物質的兩項引數值較小。而真空介電常數又稱為真空電容率，或稱電常數，是一個常見的電磁學物理常數，符號為ε0。這個已經在上面提到了。在國際單位制裡，真空介電常量的數值為：ε0=8. 854187817×10F/ m（近似值）。

真空介電常量是物理量在度量時引進的常數( 主要是庫侖定律中對電荷量的度量) ，根據麥克斯韋方程組，可推知真空介電常數與其它物理常數的關係：

。其中，c是光波傳播於真空的光速，u0是真空磁導率。上式可作為真空介電常數的定義式。

說到這裡，我給大家說一點，你不要看到上面好多公式，就頭疼了，其實對於科普來說，我們要找的是概念之間的關係。但作為研究而言，就要推導和謹慎。我說過我也不是專業科班出身的，所以我儘量按我的理解，通俗的給大家講。文章中出現的公式，也不是我自己推導，是在百度或者其他資料上找來的，為的是讓大家理解這些關係式中的概念是有聯絡的。

我先通俗來講講我的思路，為什麼光速和真空磁導率和真空介電常數有關。光是電磁波，這是大家公認的。而真空磁導率和介電常數又與電磁性質以及電荷有關，那麼怎麼能和光速沒有關係呢。

最初提到光是電磁波的人是麥克斯韋。他在總結從庫倫定律到安培、高斯、法拉第等人有關電磁學說的全部成就，在此基礎上加以了推廣和發展，得出了以自己名字命名的方程組，即麥克斯韋方程組，其主要包括四個方程式，然後再補充三個描述介質的方程式，總共7個方程式。透過解這個方程組的特定解，可以得出電磁波在某種介質下的傳播速度。人們發現電磁波在真空的傳播速度恰好和真空的光速吻合，後來才確定光就是電磁波。

根據公式：

所得出的光速值為2.9979×108 m*s，和光速的實測值非常接近，在1983年國際計量大會決定採用的真空中光速值為2.99792458×10^8 m*s。c為光速；為真空的介電常數=8.85418782×10^(-10) F/m；u0為真空的磁導率=4π×10^(-7) N/A^2。所以，這種數學表示方式是根據麥克斯韋電磁方程組推匯出來的。

而光速在真空中是一個定值，真空磁導率和真空介電常數也是定值。它們都具有一定的“恆定性”，這是光速不變原理的一個原因。而真空磁導率和真空介電常數是與時空背景有關的，所以綜合去考量，可以大膽得出光速為什麼是光速，光速為什麼不能超越。

原因就是光速是時空使然，光速恆定有時空背景限制。而光速不能超越，可以認為光速是一種時空束縛態。物體的能量不可能撼動整個時空，所以物體的速度就不能超越光速。

所以我在第四十四章中關於光的本質的時候寫道：光速【真空】是一種時空束縛態，光速為定值是時空使然。也就是時空告訴物質如何運動，這種運動就包含了以多大速度運動。光是物質，自然就遵從時空規律。

這句話是這樣理解的，不知道你在看前面第四十四章的時候，是如何理解的。因此你就可以大膽得出結論，如果宇宙性質和環境發生變化，那麼光速值自然會波動。所以光速值增加或者減少，不能證明愛因斯坦光速不變理論是錯誤的。

我在那一章裡給了一個理解的案例。大家再看看吧。我們知道河槽寬的地方，河流流速緩慢；而河槽窄的地方，河流流速較快。等量的河水，我讓河槽窄的地方，比原來窄上100萬億分之1米，那麼窄的地方河流的流速有變化嗎？理論上有變化，可是實際呢？實際是沒有變化的，因為這樣微小的變化，至少人類是無法測量出來的。

而光速有測量值，也有定義值。但我們都知道，它不是絕對定值，小數點後面有多少數字我們不清楚。這是可以解釋為宇宙背景的“彈性”。你會發現很有物理常數，都不是絕對定值，那這就不是偶然。我有一章內容，專門列出了很多個常數，相信大家看到了，很多人可能會認為我是為了湊字數，而增加的這一章。其實還不是，對於這一章，我思慮了很久。我把這些數字都列了一個表了，試著找關係，看看能否找到一些共性，結果沒有找到。當然我的演算法就很簡單，這是能力的限制。如果你看到了，你有新的方法，或許可以算出宇宙這種“彈性係數。”

還有一個思維，我給大家點一下。因為在我們否定了以太之後，就沒有人在思考光或者引力傳播需不需要介質的問題。各位，應該這樣思考。否定以太沒有問題，是人類的進步，也有實驗支撐。

光波也不能理解為聲波。聲波是振動的空氣引起的，而光波不是。光波，電磁波是由磁場激發的。我們現在所說的，光不需要任何介質可以傳播，這句話其實是不可想象的。

我寫這本書，就是為了告訴大家。我們創立一個理論的時候，先去想這個理論，這句話能不能想象是很重要的。光不需要任何介質可以傳播。事實上是你不能想象世界上，沒有任何介質。世界上什麼都沒有這個狀態，你其實是想象不出來的。世界上什麼都沒有的話，也就是沒有世界。這個邏輯沒有錯吧。

就好像我這樣說，沒有玻璃的話，光不可能在玻璃中傳播。更何況沒有絕對的真空。所以光一定在介質中傳播的，在不同的介質中傳播速度不同。在真空中恆定。在介質中傳播和需要藉助介質傳播是兩個概念，繼續往下看。

宇宙中充斥著各種場，所以可以認為光傳播的介質是“場”。同樣引力的傳播不需要介質，但引力必須穿透這些宇宙的“場”來把一個個帶有質量的物體連線起來。這樣去想，可以想象，也絲毫不破壞現在理論的框架。只是在表述上，需要修改。

按照我們現在的教課書，甚至可以這樣理解。電磁波是電磁場的激發。它的磁力線延伸在理論上是無窮遠的。這是我們學過的，也就是可以從某種程度上說，場的延伸也是無窮遠的。所以電磁波以各種電磁場為介質進行傳播。大家可以看看現在教科書中關於電磁波的定義，就好理解了。電磁波是由同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生髮射的震盪粒子波，是以波動的形式傳播的電磁場，具有波粒二象性。所以可以說電磁波以自身為介質在進行傳播。引力，引力波同樣也是，可以透過引力場傳播。因為沒有任何物質的傳播是不可想象的。這和世界存在的方式是矛盾是兩個概念。任何物質都沒有，是世界不存在。世界存在的方式是矛盾的，是說我們關於世界的解釋，一定有不能自洽的地方。就像哥德爾不完備定理所揭示的那樣。

以自身為介質進行傳播，頂多是有矛盾的一面。但是是可以想象的，也有理論基礎。現代物理學是以西方人的思維進行建立的，他們這種“排除法”的思維是很好的，但不是任何時候都是很好的。

這是我要給大家點出來的一個點。你在科研的時候，你怎麼想真的很重要的。尤其是當一個理論和實驗，你進行了很長時間了，就要想一下，我是不是該換一個路走走，看看能不能走的通。

關於這一章其實寫到這裡就結束了。但我在百科上，看到一個真空介電常數與真空背景週期的關係的推理。我個人瀏覽了一遍，覺得不錯。這也是大家理解真空介電常數與真空背景有關的佐證。數學能力強的，可以看看下文。

百科摘錄：值得一提的是，t =8.81 ×10秒在數值上剛好近似等於真空介電常數ε0，這兩個量之間有什麼關係呢? 為了說明這個問題，這裡假定真空中有二個帶有相同電量( 電量為e) 的點電荷相互作用，相互作用勢能為：

。如果單個電荷以週期 t 做圓周運動，則電流強度為 I = e/t. 根據實驗結果，電阻的表示式可寫為：

。其中 ρ 為電阻率，l 為介質的長度，s 為介質的橫截面積，電流的方向垂直於橫截面。對兩個點電荷來說，雖然它們“靜止”，但它們受“真空背景溫度”的影響，也在做輕微的熱運動，這個運動可看成是簡諧運動，運動方向在兩個點電荷之間，週期為( 即前面的所說的“真空背景週期”)。運動電荷對應的電流可認為就是位移電流，這種運動使兩個電荷間的電場也發生了週期性的變化，變化的週期也為t。由於位移電流的本質就是變化的電場，則 e/t 在數值上可表示電流的空間分佈，電流方向垂直於以 r 為半徑的球面，式中的橫截面積為s =4πr2。

由於系統處在真空之中，電阻率很大(相對於導體來說) ，但電子的運動是自由的，兩個點電荷間的電阻為

。

一個電荷相對一另一個電荷的電勢

，相對應的電勢能為

。比較勢能表示式可知 ε0= t / p，表明真空介電常數ε0與真空背景週期成正比。如果假定電阻率 ρ =1，真空背景週期與真空介電常數在數值上完全相等。可得：

。

上式說明真空背景溫度與真空介電常數成反比，這個結果也顯示現實真空環境與宇宙背景有直接關係。雖然用 e/t 來表示位移電流的空間分佈並不嚴格，但是足以說明真空介電常數的測量值與宇宙背景溫度有很大程度的關聯。

透過上面這個推理，大家可以看出，如果這個推理靠譜，因為作者也說了用 e/t 來表示位移電流的空間分佈並不嚴格。如果靠譜的話，那麼根據現在的天文理論宇宙大爆炸之後，宇宙空間背景溫度一定是在下降的，那麼真空介電常數成反比，就是上升的。有一點也很巧，不知道大家注意到沒有。光是電磁波，電磁波是同相且互相垂直的電場與磁場在空間中衍生髮射的震盪粒子波，是以波動的形式傳播的電磁場。而介電常數和磁導率分別對徵著電場和磁場。所以又一點也不巧。

各位，好好思考一下。再給大家留一個問題。因為涉及到頻率，和週期，只是沒有點出來，那麼就會涉及到時間和同時性概念。而這兩個概念，在物理中是至關重要的，卻又沒有弄清楚。大家認為怎麼樣，其實這兩個問題，我也思考了很多，在第四十四章上，就有描述和解釋了。大家應該注意到了。

今天的分享內容，就到這裡。有時候讀這些東西，可能對你生活沒有任何改變。但人活著，就是為了知道和體驗更多。走的更遠，才能看的更遠。有些無用的東西，不是無用的，只是我們沒有用它。祝你學習愉快，生活愉快。

此章節為最新補增收錄。

摘自獨立學者，科普作家靈遁者物理書籍《變化》

宇宙中什麼限制了光速？

光速的動力是什麼？

光為什麼有方向性？

光速的最終會減速嗎？

光速怎麼減速？

什麼條件下才能突破光速？

光速是宇宙裡最快的速度，因為光每秒可達約三十萬千米的速度。

後來科學家們發現並研究了量子糾纏的理論，在這個理論裡，量子間的相互作用力的速度快到突破了光速的限制。

透過兩個量子的相互作用力，理論上可以實現無視時空的距離的情況，其中一個量子發生作用力，另一個量子也會立即有所感應，速度極快。這項發現也已被用在衛星製造，對國防有極大意義。

那麼，不論是和量子糾纏的情況相比，還是與宇宙之廣袤相比，光速都實在是太慢了。而且無論是從哪方面實驗，一般物體的速度都不會超過每秒三十萬千米左右的速度，感覺就像有一種宇宙中無形的力量在控制著光的速度。

那麼為什麼宇宙要控制光的速度呢？

有人猜測是因為有比人類更高等的智慧生物，為了控制住其他生物，控制了光的速度等等，這些都只算是人們發揮想象的揣測之辭。也許真的存在這些情況，但是目前重要的是。

為什麼光速會被限制？

如果光速無窮大，世界還能安然無恙嗎？

光速是用來測量電磁波速度的單位，電磁作用的強度與光速成反比，這就意味著，光速無窮快的話，那麼電磁作用就為零了。

也就是說，目前物理上的最基礎、廣泛、重要的理論全部崩塌了，物理系的萬千學子再也不用為考試煩惱了。此外，大概長度和時間也都無法衡量了。

而從地球往外看，磁場消失之後，大氣層就不會存在了，地球會變成第二個枯寂的火星。

宇宙中的所有恆星都會有非常快的運動速度，你會看見動態的星空。

另外，恆星的輻射會大幅加強，宇宙塵埃阻擋不了分毫，各種輻射會讓地球升溫到毀滅萬物。

更重要的是，光速無上限之後失去了應有的頻率，那麼現在我們眼中奼紫嫣紅的世界將失去一切色彩，色彩都無法被捕捉到，無法想象。

更加讓人無法想象的是，連光速都沒有了上限的話，時空還存在嗎？

生存和和毀滅都在一瞬間，宇宙的一切也許不僅都會被重構，可能連存在都很難。

有無真正超出光速的器械？

目前咱們人類有一個發現，便是量子膠葛徵象。貌似這類徵象打破了光速的限定。當然也有很多人不贊同這類說法。那末什麼是量子膠葛徵象呢？便是倆個粒子相互膠葛。就算相距很長的間隔，對一個粒子狀況轉變時，別的一個粒子也會跟著同時轉變。量子通訊便是；來源於量子膠葛原理來實現的。咱們以兩顆向相反方向挪動但速率相同的電子為例，一個挪動到宇宙一面，另一個挪動到宇宙另一面。如此遙遠的間隔下，它們仍保有關聯性，就算一顆粒子狀況轉變，別的一個也會跟著轉變。這樣的速率遠遠高於光速，至今科學無法解釋。

咱們暫時不用思考量子膠葛為啥超遠光速，為什麼光速剛好便是30萬公里每秒，難道就不能在快一點了嗎？有一部分網友說，光速其實是被限定了。或許是比咱們更高層次的文化在搗鬼。對付這麼非常浩瀚宇宙來講，跟著科技賡續進步，有些生物賡續進化，就會脫離原來狀況變為聰明體，對付聰明體為啥要限定光速。可能便是宇宙中的其餘文化，只要控制住光速。就會限定在其餘低階文化的行為範圍。以至於需要更高時間進行宇宙航行。對付聰明體來講他們行為不受限定。想去那就去哪？

那末你覺得人的想象和意識能突破光速嗎？

無限地接近光速，但是卻永遠都無法達到光速。科學家表示，由於受到了限制，在宇宙當中，目前最快的速度就是光速。這樣就引起了很多人的質疑，究竟是什麼原因，使得人類一直無法超越光速呢？



其實這個道理很簡單，愛因斯坦以簡單的話語，就解釋了這個問題。根據愛因斯坦的質能方程式，也就是E=MC，這公式中的E ，其實是代表著一個物體所擁有的能量，而其中M以及C 分別是代表著物體的質量以及光速。熟知方程式的小夥伴會發現，物體的能量與質量成正比，兩者之間相互影響。但是大多數人都忽略了一個關鍵點，這個關鍵點就是，處於運動狀態的物體，其實是擁有動能的。



簡單來說，當一個物體處於運動狀態的時候，它的質量其實略大於靜止時的狀態質量，科學家表示，一個物體如果想要擁有非常快的速度，就比如是接近光速。那麼這個物體不僅要擁有足夠大的質量，並且還需要足夠的能量，也就是人們常說的燃料。

倘若人類的宇宙飛船，能夠在速度上達到光速的90％，那麼 宇宙飛船運動時的質量，就會相當於兩倍靜止時的質量，這個時候所需要的燃料非常龐大，人類根本無法支撐起來。

可以說愛因斯坦的相對論裡，不僅是光速的限定，超光速的物體也無法存在。假設有超光速的物體存在，那麼它將因果定律打亂，一旦超過光速，甚至會令時光倒流，導致整個宇宙世界的時空因果關係的錯亂。

在19世紀的時候，物理學家就做了大量的實驗，想透過實驗證明牛頓力學中，宇宙以太相對運動，但實驗最終都以失敗告終。有人曾提出，宇宙大爆炸之後的膨脹速度就是超光速，但這一點並無對比性。速度是以參考性來決定的，而宇宙膨脹速度在整個時空中是相對靜止的狀態。

那麼光速是真的永恆不變的概念嗎？在非物質的自然現象也有速度的概念，也就是我們現在比較認知的量子糾纏，其實量子糾纏並不是物理學上的速度。單講就是在量子世界裡，個處在同狀態的粒子，其中一個粒子產生狀態變化，另一個粒子就會產生變化，這個變化是瞬間變化也就是量子糾纏現象。

也就是說有相同的兩個人，無論相距離多遠，只要其中一個人發生了某些變化，那另一個人就會瞬間產生相同的變化。同樣可以理解為，猶如一個面鏡子世界，鏡子內外兩個世界裡發生的微妙變化，我們都知道看鏡子內外是透過光來傳播的，能看到鏡子的瞬間變化只是距離短而已，如果你與鏡子的距離，無限放大一千倍一萬倍一億倍，那麼你會發現正常鏡子內外的事物變化就會出現延時，這就是光的傳播速度時有限的，而量子糾纏現象，無論這個距離多遠，兩者發生的變化僅在瞬間沒有任何速度限制，所以量子糾纏是沒有實際意義的速度可言。

所以以我們所認知的時空裡，光速是不存在超越的，如果有什麼能夠超光速，那對於整個宇宙來說或許就打破了整個定律。

簡單的說是真空的電介常數決定了光速是不變的。

雖然W軍是武器設計專業的，但基本的物理知識還是有一點點的。

先說下真空電介常數的數值：

ε0=8. 854187817…×10 -12法拉/米

電介常數和介質有關，不同的物種特性不一樣電介常數也就不一樣。

推導到了真空的電介特性的時候已經是一個理想的極限數值了，因此這個常數就被固定住了。

同時，光是一種電磁波，那麼光傳遞的速度就又和真空的磁導率有關。（電和磁都有了吧？）

真空磁導率µ0 = 1.2566370614...×10−6亨/米。磁導率實際上也是一個和介質有關的量。到真空也有一個極限數值。於是電和磁的部分在真空中都已經是固定值了。

在知道了ε0和µ0後，就又有一個公式我們可以用到了，這就是大名鼎鼎的麥克斯韋方程：

把數帶入進去後一算就是真空光速了。

就這麼簡單。

說回點軍事上的事情，看照片：

核反應堆裡面放出的藍光，這個現象叫做切倫科夫輻射。原因是核裂變的時候產生的中子超光速造成的。為什麼會超光速？

首先，第一中子相對於電磁波而言依舊是宏觀物質。因此會具備經典物理學裡面所描訴的動能，速度最快的會達到真空光速的70%，而水，去查下剛剛給出的電介常數表格，在最後一行我們可以發現水的電介常數是真空的70倍。

回去看麥克斯韋方程會發現分母在根號下的大了70倍！也就是說光單從電介常數上看光速下降到了真空的8.366% 因此中子在水中的運動就是超光速的因此引發藍移形成了切倫科夫輻射。

現在大家可以明白光速還是和介質相關的。而真空已經是理想極限的狀態了，除非出現“負真空”（從數學理論上有）的狀態，光速是不可超越的。

當代物理學指出，任何物體都不能以光速傳播

c =每秒299"792"458米。

雖然的價值c與傳統的旅行速度相比，這似乎是巨大的，它表明了一個極限，使得星際旅行的實際實現變得不可能。而我們太陽系的另一顆行星以光速在幾分鐘或至少幾小時內就可以到達，這是一次到最近的恆星系統的旅程半人馬座阿爾法星已經需要幾年的旅行時間。當然，問題仍然存在:有可能比光速更快嗎？目前，大多數科學家認為正確答案應該是“不”。然而，必須強調的是，這一說法沒有確切的證據。事實上，超光速是否可能原則上取決於真實的然而，當代物理學忽略了時空連續體的結構。基本上，物理學中存在兩種截然不同的時空概念，這兩種概念都代表一種可能性:

伽利略時空

閔可夫斯基時空

簡而言之，加利略時空允許實現比光速更快的速度，至少在原則上，閔可夫斯基時空不允許。這種差異的原因是什麼？在接下來的幾節中，我們將揭示關鍵點是全球時間即這個術語的物理意義同時性。事實上，我們稱之為二是什麼意思空間上實際上，分開的事件是“同時發生的”？我們需要的是對過去、現在和未來的清晰的物理概念，不僅是在地方層面，而且是在全球層面。 需要注意的是，如果沒有對全球時間的定義量速度(也就是光速)沒有明確的含義。為什麼？舉個例子:想象一個物體從一個位置移動A到B。它的速度v由公式給出

這裡，開始時間t（A開始)和結束時間t（B，完成)從兩個中讀出空間分離的時鐘:一個時鐘位於點A另一個在這一點上B。分母中兩次的差值t（B，完成)-t（A，start)是一個不定表示式，除非存在如何同步兩個時鐘的規則，因為時鐘B忽略時鐘上的“當前”時間A起初。但是，事實上，支援特定同步規則的決定是純粹的約定，因為似乎不可能從A到B比如“現在初始化時鐘！”。因此，速度的實際數量也是常規的，這取決於同時性定義的特定選擇。

關於全球時間的問題在不同的參考框架中也很重要。什麼是參照系？參照系r只是一些觀察者的座標系。(例如，讓我們想象一個物理學家在他的實驗室裡做實驗。)觀察者將個人座標附在所有物理事件上。空間座標x，y，z(哪裡？)和時間座標t(什麼時候？)。他個人參照系中的另一個觀察者r "將另一組座標(不一定相等)附加到所有物理事件上x "，y "，z "和t "。(讓我們在這裡想象另一個物理學家，他在一列勻速運動的火車上工作v相對於參考框架r。)而兩個事件可能同時出現在參考幀中r(同時發生t)，這在參考系中仍然有效嗎r "(同時t ")？雖然物理定律在框架上有特定的形式r，是否在框架中獲得相同的公式r "還有。答案是由一個與新座標相關的理論給出的x "，y "，z "，t "敬舊的x，y，z，t。本質上，這是什麼相對論是關於。 備註:為了更好地理解不同的時空概念，研究時空的幾何表示——時空圖(見下文)是富有成效的。在這幅圖中，四維時空被簡化為二維。而不是三個空間x，y，z和一次座標t，只使用一個空間和時間座標，x和t分別是。(很明顯，二維繪畫和思考要比四維容易得多。為了方便起見，選擇這些單元，使得光速等於單位c=1。因此，光線被描述為x=+ct或者x=-ct，在中顯示為直線(x，t)-分別位於45°或135°的平面。 鼓勵讀者透過研究時空圖來重構論點。記住x-軸是同時性的線(即時間不變t=0)，而且t-軸是恆定位置的線(x=0)。

伽利略時空 在伽利略時空中，一個絕對時間假設。物理學的先驅艾薩克·牛頓這樣定義它以下內容: “絕對的、真實的和數學的時間，就其本身而言，從其自身性質來看，是平等流動的，與任何外部事物無關；也叫持續時間。相對的、明顯的和庸俗的時間，是透過運動對持續時間的某種合理的和外在的度量，無論是準確的還是不平等的，它通常被用來代替真實的時間；一小時，一天，一個月，一年。可能是因為沒有勻速運動，所以時間可以被精確地測量。所有的運動都可能加速和減速，但絕對時間的流動不會改變。” 因為這個絕對的時間，過去、現在和未來的全球概念在所有的參照系中都是一樣的。如果兩個事件在一個特定的參考幀中同時發生，這意味著它們在所有參考幀中也是同時發生的。因此，過去和未來的事件之間有一種獨特的分離。在伽利略時空框架內，原則上比光速更快是可能的。然而，電磁波被限制為不超過光速c這通常取決於光訊號的方向，即測量光訊號的參考座標系。光速只有在絕對時空範圍內是恆定的，這也被稱為牛頓靜止框架。 伽利略時空 已經有各種各樣的嘗試將電磁波(光)描述為某種介質的激發，非常類似於在介質空氣中傳播的聲波。假設的光介質被稱為醚它應該在絕對時空範圍內處於靜止狀態。(這就是為什麼絕對框架也被稱為乙醚框架有時候。自從狹義相對論建立以來，科學家們談論“以太”已經變得極其不受歡迎。但是眾所周知，電磁波確實可以解釋為某種“介質”的激發。然而，從經典物理學的意義上來說，這種介質不是固體或液體，而是受量子力學定律支配的。在量子場論中，它被簡單地稱為真空(“無效”)。一些物理學家更喜歡將真空解釋為時空本身，但這並沒有掩蓋其真實性質仍然是個謎的事實。總之，這個術語量子醚可以用來表示這兩個概念的現代綜合。

閔可夫斯基時空

閔可夫斯基時空不知道任何有物理意義的絕對時間。阿爾伯特·愛因斯坦的革命性思想是給同時性的概念一個新的定義。特別是，因為所有確定相對於某個絕對時空框架的運動的實驗測試都失敗了，他決定完全放棄絕對時間的概念。在著名的相對論中，他假設了適用於所有物理學的兩個原則: 1)所有物理定律在所有參考系中都是根據相同的定律出現的。 2)在所有參考座標系中，光速都是恆定的。 現在，雖然第一個假設似乎是透過觀察和實驗很好地建立起來的，但第二個只是一個假設。這意味著，與伽利略時空相反，同時性不是一種絕對的物理性質，而是一種相對性質，取決於觀察者的運動(即。參考框架)。然而，必須強調的是，雖然物理絕對時間(或者說，一個優選的參照系)的存在不能透過實驗來確定，但是狹義相對論也不能否定它。 現在，相對論如何允許比較兩個事件在遙遠位置的相對時間？如何同步空間分離的時鐘？阿爾伯特·愛因斯坦給出的定義，完全等同於他的第二個假設，如下: 在某個參考座標系中選擇兩個時鐘(讓我們標記為1和2)r。為了使它們同步，在位置2放置一面鏡子，然後在時空點從時鐘1發出光訊號A。光訊號在時空點到達時鐘2B，它以相反的方向反射，並在時空點到達時鐘1C(參見下面的時空圖)。因為光速是根據定義常數，光訊號在兩個方向上傳播相同的距離t(B)反射的角度正好等於t(P)，與此同時A和C。或者，更正式地說，t(B)= t(P)= t(A)+t(C))/2。 根據全球時間的定義，一個特定參考幀中的同時事件不需要在另一個幀中同時發生。這可以透過在幀中遵循相同的過程來檢查r "所有的時鐘都以相對速度移動v相對於前一參考系r。 光訊號時鐘同步 現在，因為絕對時間和牛頓參照系已經在狹義相對論中消失了，所以所有參照系都是完全等價的。這意味著時空中兩個超光速分離的事件可以透過選擇一個特定的參照系立即發生。因此，現在在時空圖中不再是一條簡單的線，而是等於整個“快於光”過程的區域。此外，由於沒有絕對的參照系來分隔超光速的過去和未來，閔可夫斯基時空中的超光速運動意味著時間旅行的可能性。因此，因為這導致了眾所周知的時間旅行的嚴重邏輯悖論，狹義相對論排除了超光速推理的。 閔可夫斯基時空

光速是否是一個真正的物理極限的問題還沒有明確的答案。這取決於時空連續體的真實結構，目前還不知道。如果絕對時間(和一個優選的參考框架)存在，那麼超光速速度——甚至超光速旅行——是可能的，至少在原則上是可能的。雖然狹義相對論反對絕對時間和超光速現象，但它不是透過證明，而是透過假設。如果超光速訊號在未來被發現，那麼絕對時間的概念肯定會被重新引入物理學。 是否有跡象表明絕對時間和超光速過程存在？作者的意見是“是”！

光速不變，無法向量疊加導致了狹義相對論諸多公式的成型。 根據相對論速度疊加公式：物質真實速度比牛頓速度疊加公式要略小。如以光速測量，火車(速度u)上人(相對火車遠離速度v)遠離地面上的人的速度略小於v+u 由相對論速度疊加公式計算知，實際超過光速的物體在地面人以光速為工具測量出來為光速。即真實速度可超光速，但測量出來仍是光速。相對論速度的扭曲性：真實速度2c測量出是c，真實速度3c測量出仍是c。這個時候只能說真實速度已差異，而測量結果沒變，那麼只能修改測量結果。實際，測量的扭曲性在於關聯了光速，由於光速不變的特殊性，不可向量疊加的扭曲性決定了不能以光速為參照去計算時間，速度等。非要以光速去測量時間與速度，勢必是扭曲的計算公式。而以非光速去測量時間與速度，一切便迴歸正常，同時性也會迴歸正常。 大多是這類說法：牛頓力學是相對論的一個低光速特殊解。其實更合適的應該是反向說：狹義相對論實際是牛頓力學關聯光速的特殊解。由於光速不可向量疊加，違了牛頓力學，那麼，對力學量的測量便分為了兩類，若選擇以光速進行測量，便使用相對論公式，若選擇以非光速進行測量，便使用牛頓力學公式。為什麼愛因斯坦公式是對的？它是由牛頓力學及光速各向同性大小不變的特殊性純數學推理出來的，相對論的正確恰好反證了牛頓力學的正確性及反證了光速的違背常理。總的來講，實際相對論是牛頓力學在光速參與下的一個分支解。在光速參與下去驗證由數學推理而來的相對論，自然滿足相對論的各種光速在其中的公式了。但如果不用光速測量，才是更接近現實的力學值。 從微觀角度來看，絕對時間變慢——就是微觀粒子的運動（半衰期）變慢；相對時間變慢——就是微觀粒子的運動（半衰期）並沒有變慢，但在不同參考系觀測下，相對變慢。(相對時間變慢會產生現象：以我對你壽命100年的瞭解，從我的時鐘測量，100到了你應該死亡，但你還活著) 無測量，不相對，一切都是測量惹的禍。 真實本身是沒有改變的。 本身鐘慢尺縮只存在於數學的洛倫茲變換，只為解決以太問題，由於公式異常畸變，從誕生之始便被強行勒令不能具有物理意義。狹義相對論則將其數學結論連同光速不變應用於物理現實。幾代人對狹義相對論爭論不休的原因在於鐘慢尺縮等等公式本身引起的畸變，與物理現實難相容性。牛頓力學通俗易懂，量的相關與不相關與感覺深度契合，受滋養多年，思維根深蒂固，故難以自破。狹相與感覺所背，短時研究不究其本，自然眾多懷疑了。 雙生子佯謬：設定人半衰期100年，過時必亡。100年過去了歸來時，按照設定，大家應該一起剛好衰亡。但實際是你看我年輕了10歲，我看你也年輕了10歲，都為90歲。為什麼？狹義相對論的時間膨脹是相對的，是測量值，不是真實值。即真實是大家都過了90年，但各自測量對方的時間是100年。光是傳遞資訊的媒介，傳遞需要時間，真實時間會略小於測量時間。這就是鐘慢效應。也叫時間膨脹。即鐘慢效應(覺得對方時間過得比較慢)的本質是時間膨脹(其實是自己的時間過快了)。 一切狹義相對論推論的源頭在於光速的不可被向量疊加性。 聲速都可被疊加，光速為何不能被疊加？光子靜質量為0，出生時相當於懸停於光源處，無質量不互動，不能被繼承速度；光子內性仍未被完全參透，粒子性波動性的內部機理細節不清；想要去繼承光源的速度，其過程應該有一個微觀粒子接連傳遞的作用，內部是一整套的傳遞機理；人在火車上為何能繼承火車的速度？因為有摩擦力作為紐帶。而力的作用的條件是雙方都必須有靜質量；光源發出了繼承我速度的邀請，是一個一對多的廣播，但由於光子沒有靜質量，與光源沒有力的紐帶，因而繼承鏈斷裂了，想繼承也繼承不了；光速不變的內部機理的含糊不清，實際上也是力作用的內部傳導的細節不清，力是宏觀的，內部傳導是微觀的，傳導系統應是一個混沌系統，只有量子力學在深度剖析後，去機率化後才能還微觀粒子一個確定的世界。 個人總結的《弦論》十維時空的逐維推導，並附帶時空穿梭指南(只具數學意義)： http://note.youdao.com/noteshare?id=0706e04c339ba02e3e4e3c336dc2c773

謝謝邀請，這個問題似乎是在問是什麼因素限制了光速。首先，我們知道，所謂光速是指光在真空中的傳播速度。也就是說，在特定的振動頻率下，光子在真空中可以達到的速度。但是，在不同的傳播介質中光速是不一樣的。比如光子在穿越空氣和水時，速度都會有變化。如果一定要說什麼限制了光速，只能說是受到傳播介質的影響。那種認為光速是人為因素(上帝)限制的觀點是錯誤的。至於光陰一詞，是指地球晝夜變化所表示的時間程序。而什麼是光陽，還沒有聽說過。