光在真空中的傳播速度為每秒299792458米，且相對於任何參考系而言都恆定不變，這就是光速不變原理。

光速不變原理與我們日常所接觸到的速度問題截然不同，這也使人們對此表示難以理解，所以我們需要追根溯源，看看這光速不變到底是從何而來的，光速不變的一個重要基礎就是愛因斯坦的相對性原理，相對性原理是一個非常簡潔的原理，根據相對性原理，在任何慣性系中，所有物理定律都保持不變。什麼意思呢？

伽利略提出過一個著名的思想實驗，叫做薩爾維柯蒂之船，就是說如果一個人被關在一艘大船的船艙之內，船艙是完全封閉的，這個人無法從船艙內得知船艙外的事情，那麼無論這個人在船艙內進行怎樣的實驗、多麼細心地觀察，都無法判斷出船是靜止的，還是移動的，當然，前提是這艘船非常平穩。

在伽利略的思想實驗中，他設計了三個場景，分別為飛動的小蟲、遊動的小魚、滴水的罐子，無論船是靜止還是移動，移動得有多快，飛蟲的飛行、小魚的遊動和罐子的水滴都不會出現絲毫的變化，於是伽利略得出了一個結論：在慣性系中，任何力學規律都保持不變。

後來愛因斯坦在深刻思考了伽利略的相對性原理之後，提出了自己的相對性原理，就是在慣性系中，不僅是力學規律，任何物理規律都保持不變。也就是說不僅僅力學實驗不能證明船的狀態，任何其它實驗也無法證明船的運動狀態，這就是愛因斯坦的相對性原理，而它也成為了光速不變原理的重要基礎。光速不變原理在提出之後，已經透過實驗獲得了充分的證明，但這仍然不能改變它令人難以理解的現狀。

光速不變原理之所以難以理解，關鍵在於它與我們的常識相悖。

假設我們站在路旁，此時我們的面前有一輛呼嘯而過的火車，它的速度為M，在火車之上短跑冠軍博爾特正在向車頭的方向奔跑，他的速度為N，所以在我們看來，此時博爾特相對於我們的速度是多少呢？這太容易了，就是火車的速度加上博爾特的奔跑速度，也就是M+N，這就是我們所知的常識，當然它是正確的。

現在博爾特累了，停下來休息，他站在原地，向車頭的方向打開了手電筒，一束光從手電筒之中向車頭的方向射出，速度為C。此時相對於我們而言，這束光的速度是多少呢？這看起來與博爾特奔跑沒有什麼不同，只不過在火車內運動的主體由博爾特變成了光，那麼光相對於我們的速度當然就應該是火車的速度加上光的速度，也就是M+C了，這仍然是常識，但是錯了。

光速相對於任何參考系而言都恆定不變，所以火車上手電筒射出的光相對於我們而言，其速度仍是C，而並不是M+C。

為什麼把博爾特換成光就不一樣了，光到底有何特殊？並不是光有什麼特殊，而是環境不同了。在江河湖泊中的航行經驗放在大海中，是沒有用處的，我們身處於一個宏觀低速環境之下，無論是火車還是飛機，都太慢了，我們所知的常識也是基於宏觀低速環境而產生，直接將宏觀低速環境下的認知帶入到高速環境之中，自然就行不通了，在高速環境之中，速度有著與宏觀低速環境下截然不同的規律。

現在我們來思考另外一個有趣的問題，如果我們正在以光速飛行，此時在我們身旁出現了一束光，這束光相對於我們而言是靜止的嗎？它相對於地面的速度又是多少呢？

光相對於地面的速度當然是光速，這很好理解，但光相對於正在飛行的我們而言，它同樣也不是靜止的，因為光速相對於任何參考系而言都保持不變，所以光相對於飛行中的我們而言，它的速度同樣是光速。

理論誰都能聽懂，但放到現實中來，還是難以理解，所以我們需要加入另一個元素：時間。光之所以相對於地面和飛行的我們而言都是光速，就是因為高速運動會使運動物體的時間變慢，這被稱之為鐘慢效應，鐘慢效應的存在是已經透過實驗證明的。一個物體的運動速度越快，它的時間就越慢，當運動速度到達光速時，時間便停止了，這樣就很好理解，為什麼光相對於地面和飛行中的我們而言，相對速度都是相同的了。當然了，在現實之中，具有靜止質量的物體是無法達到光速的，所以時間也不會停止。#技能改變生活#