深度长文：为什么光速不能被超越？光速为何如此特殊？

光速严格来讲并不是指“光的速度”，甚至可以这么说：光速其实与光没有必然联系。

不要被“光速”这个词语的字面意思迷惑了，认为“光速就是光的速度”，其实并不是那样的。当然，很多人的固有观念里认为“光速就是光的速度”也未尝不可，作为普通的吃瓜群众来讲，可以那么通俗理解，但从更严谨的角度来讲，并不妥。

光的速度确实是光速，但速度达到光速的绝不仅仅只有光，还有其他事物，比如说传播强相互作用的胶子，还有引力波等。

其实光速这个定义不应该用光来定义，只不过由于光在我们身边无处不在，人类发现光速这个速度最早也是通过光发现的，所以一开始就把这个速度定义为“光速”。其实这个速度本身与光是没有关系的。

光速，是我们所在宇宙的固有属性，内在秉性，是因果关系的传递速度。具体来讲，光速是四维时空的基本属性，与四维时空里任何物体和运动都没有关系，这也是为什么“光速不变”的原因所在，因为光速只与四维时空有关。

而光的速度只是刚好达到光速这个极限速度罢了，而达到这个极限速度的不仅仅有光。

那么，光速这个极限速度为什么会存在呢？

因为因果律。刚才说了，光速就是因果律的速度，如果因果律没有速度限制，就意味着时间无法存在，宇宙中的一切物质和信息都可以瞬时传播，这将意味着什么？

意味着宇宙中所有物质和信息将完全同步，成为完全同步的基本量子。这样的宇宙意味着只有现在，只有此时此刻，没有过去和未来，也意味着宇宙中没有任何事件发生，也没有任何事件结束，所有的事物只有存在或者不存在两种结果。

那将会是一个怎样恐怖，怎样不可思议的宇宙？那样的宇宙根本不可能形成行星和恒星。为什么？

因为那种完全同步的宇宙不会产生信息的不均质，而物质或者信息的不均质是行星，恒星以及宇宙万物形成的根基所在。

纵观如今我们的宇宙，小到生命，大到行星，恒星甚至星系，其实都是不均质的，而不均质就要求因果律在传递过程中必然有速度上限的限制。

而说到光速和光速限制，又不得不提及爱因斯坦的相对论。从狭义相对论角度理解，当一个物体的速度越来越接近光速，时间就会变得越来越慢。

这里来做一个假设。假设你乘坐一艘飞船，飞船的速度正好是光速，那么你的时间就停止了，注意是相对其他参照系停止。也就是说假设你乘坐的飞船以光速飞行，同时飞船和你仍旧能完好无损地存在，那么你感受到的一秒甚至再短的时间，对于外部世界来讲都是永远。

如果你在飞船里奔跑，对于外面世界的人，比如对于我来讲，你的速度仍旧不会超光速，而只会是光速。对于我来讲，你是完全静止状态，在我整个一生时间里，甚至宇宙的整个一生都无法见证你哪怕再短时间的一个小动作，因为对于我来讲你的时间完全没有流逝！

有人可能会说，爱因斯坦的狭义相对论是以“光速不变”为基础的，言外之意，爱因斯坦是用“光速不变”推导出“光速不可超越”的。那么光速不变与光速不可超越到底哪个是因，哪个是果？或者说哪个是最根本的存在呢？

光速不变是最根本的。同样的，光速不变严格来讲也不是指“光的速度在任何参照系下保持不变”，光速不变指的也是四维时空的固有特性，只与四维时空本身有关。

而光速不变可以推导出来光速不可超越。我们可以通过实验证明光速不变，虽然不能最终完全证明，这是科学的可证伪性决定的。无法在实验中证明光速真的不能超越，但可以通过光速不变在理论上推导出来光速不可超越。

另外一个问题，引力波的速度真的与光速一样吗？是巧合还是必然？

两者确实一致。早在2017年天文学家在观测连个中子星融合过程产生的引力波，就证实了引力波的速度就是光速，也验证了当初广义相对论的预言。

还有一个问题，光为什么能以光速传播？

因为光就是电磁波，没有静质量，但具有能量，在麦克斯韦电磁理论中，电磁波的速度就是光速。

具体来讲，当我们要给一个物体加速时，就需要一个力，加速度与力的大小和物体质量有关，而在牛顿经典力学中，这个物体质量指的是静质量，这个静质量不会随着物体速度变大而增加，增加的速度只是提升了物体的动量或者能量。

爱因斯坦用相对论统一了质量和能量，表明物体的速度也可以构成能量从而参与惯性的计算中。这样一来，随着物体速度提升，物体的质量（动质量）会不断变大，而宇宙的能量又是有限的，所以理论上也一定存在一个极限速度。

光的静质量为零，所以光的极限质量其实都是动质量，都会展现为速度带来的能量，全部展现为速度，而此速度就是宇宙的极限速度，光速。

而其他任何静质量不为零的物体都无法被加速到光速，而静质量为零的物体或者信息，都只能以光速飞行。

那么，光速为何刚刚好是每秒30万公里呢？（实际上并不是正好30万公里，而是稍微小一点，这不重要，不影响我们分析），为什么不能小一点或者多一点呢？

答案是，如果光速慢一点，就不会产生碳元素。而如果光速快一点，就不会产生氧元素。没有这两种元素，我们的宇宙将会怎样？无法想象，肯定与如今我们看到的宇宙有很大不同，最起码的，生命是不可能诞生的，起码碳基生命不可能出现。

至于为什么会这样，这又是另外一个话题了，以后的科普文中会重点分析，这里就不详述了。

也就是说，之所以光速正好是每秒30万公里，是因为只有这个速度能刚好产生我们这样一个宇宙，其实这也是“人择原理”的一种体现。如果光速不是每秒30万公里，就不会有如今的宇宙，也就没有生命，当然更不可能有你我，也不会有人质疑“光速为何刚好是每秒30万公里”了。

言外之意，可能存在其他宇宙，所谓的平行宇宙，那里的光速可能大于或者小于我们宇宙的光速，至于那样的宇宙到底是什么样，我们就不得而知了。科学家确实通过电脑试图模拟出这样的宇宙，但又有牵扯到的物理参数很多，完全模拟出来不太现实。

总结

光速不可超越，是我们宇宙的固有特性，具体来讲是四维时空的固有属性。所以，只要在四维时空里，就别想着在绝对速度上超越光速了。当然，理论上如果你能成功逃脱四维时空的束缚，来到一个未知的时空里，或许你可以随意超越光速，那又是另一回事了。

其实，对于大自然来讲，根本不在乎速度有多大，大自然本身并不会刻意限制速度，就像刚才所讲，有本事你就离开四维时空去尽情超过光速，大自然一点也不在乎，大自然才没时间管你那些“破事”呢。

还有，光速限制的只是因果律的速度，也就是信息的传播速度。如果没有任何信息传递，就不受光速限制的束缚，比如说宇宙的膨胀速度，量子纠缠的速度等都可以超过光速，而且超出光速很多倍，这是被允许的，因为无论是宇宙膨胀还是量子纠缠，都没有传递任何信息。

完！