誰告訴你光的速度是一定的？相對論說的是在無引力的情況下，真空光速相對於任何慣性系是不變的。真空光速，不是一切光速。色散是光在介質中，因為介質對光的影響，導致不同頻率的光速度不一樣，從而發生色散。我還是從經典電磁學出發將介質電磁波基本理論介紹一下。麥克斯韋方程告訴我們，電磁場滿足如下關係。

強調一點，這組方程的導數是普通導數，所以只適合無引力的電磁場，不適合含引力場情形。

考慮有介質存在，將方程裡的E和D，H和B表示為下面關係，並考慮無源情形（電流和電荷全設定為vanishing）。

可以推匯出以下波動方程

相應的還有磁場B的波動方程，只需要將E換成B即可。這個式子反映了電磁波或者光在不同介質中的波速並不是一樣的。下面我換個角度來考慮這個問題。從固體理論出發，研究介電常數和光的頻率之間的關係。這裡介紹一個模型——洛倫茲模型。固體對光的響應假定用如下方程描寫

固體因為外力產生的電偶極子，偶極子正負電荷的距離在這模型用x表示。當然這是唯象模型。藉此方程，可以發現有下面的結論

進一步可以歸納出偶極矩和外場比例係數隨圓頻率w的變化關係。這個比例係數等於極化率乘以真空介電常數。所以，再稍微做一步計算就得到了介電常數與圓頻率之間的關係。

這是介電常數的實部，下面是介電常數的虛部

介電常數的虛部和光的吸收有關，實部反映的是光的色散。

這裡涉及凝聚態固體光學的理論，我這裡只是介紹一個入門知識。

可以看得出來介電常數是隨頻率變化的，進而我們計算光速。計算方式是將介電常數平方得到折射率，不考慮吸收(γ=0)，可以算出介質光速和真空光速的關係。由此模型知道，介質中的光的速度和頻率是有關係的。我強調一遍是“介質中的光速”。不要把它和真空光速混談。真空光速是定值。

最後，我介紹一下廣義相對論裡的真空光速。在廣義相對論裡的討論，必須從時空度規出發。考察最一般的四維度規，並考慮類光條件（以下去愛因斯坦求和約定，並且規定指標為拉丁字母的時候，取值為1,2,3；指標為希臘字母的時候，取值為0,1,2,3）

這裡考我們選定g00小於0。這裡需要把三維誘導度規寫出來，然後用誘匯出來的三維度規給出光在dt時間內(這是座標時，並非標準時)走過的純空間距離dl，由此可以確定光速。結果為

βi是座標鍾測的光速第i個分量與光速大小的比值。

進而可以給出標準鍾測出來的光速為

對於時空存在轉動的情況（這種情況下g0i存在非零分量），可以發現標準鍾測出的真空光速不是狹義相對論裡的真空光速。這一點可以理解為是非慣性系的緣故導致的（等效原理）。但是如果我們考慮靜態引力場，那麼測得的真空光速和狹義相對論一樣。

至於光線引力彎折，並不說明光速會改變。這一點從上面的計算可以看出來。

首先，平時說的光速C是指光在真空介質中直線傳播的速度。所以光在不同介質、非直線傳播的速度並非固定，而是小於C的。

其次，就算速度固定也不代表頻率和波長固定。比如兩個人的奔跑速度相同，但是他們的步頻和步幅不同，兩者消耗的體力就不同(攜帶能量)，給觀察者的感知也不一樣(光譜顏色)。