为何光速绝对不变？如果光速是可变的，物理学将一夜回到400年前

光速不变原理，是狭义相对论的基本假设之一，这个原理其实也是公理，无需证明，也没有办法彻底证明。但光速不变绝非“拍脑袋”臆想出来的假设，是基于麦克斯韦方程组和大量实验观察提出来的假设。

就像“两点之间线段最短”一样也是公理，这个公理也无需证明，它符人们的日常认知，如果真想证明，你根本无法证明，因为两点之间的距离有无穷多个，理论上你需要把这无穷多个距离与直线的距离都做比较，才能证明，这显然是不可能完成的。

光速不变原理也是如此，爱因斯坦一开始通过麦克斯韦方程组发现光速是绝对的，在任何参照系下都保持不变，之后科学家们的大量实验也证明了这点。当然我们很难在日常生活中直观地感受到光速不变，因为光速实在太快了。

光速不变原理就是狭义相对论的根基，如果光速是可变的，意味着狭义相对论也是错的，而相对是是现代物理学大厦的基石，这同时意味着现代物理学大厦将轰然倒塌，物理学奖一夜回到400年前，回到牛顿和伽利略之前。

说白了，光速就是四维时空的固有属性，只与四维时空有关，是人们理解时间，空间和能量的一把钥匙。这样说一点也不过分，毫不夸张地说，人类科学的发展过程， 其实就是对光研究的过程。

具体是怎样的过程呢？说来话长，这里就挑重点的说，从麦克斯韦的电磁理论开始说。

19世纪，麦克斯韦提出了伟大的麦克斯韦方程组，堪称人类历史上最伟大的方程，从而统一了电磁学。

这个方程组让当时的物理学界惊呼“世界上竟然有如此优美的方程”。不过麦克斯韦方程组推导出来的电磁波速度，也就是光速，竟然是一个常数。光速的计算公式中，只与真空的磁导率和介电常数有关，并没有任何参照系。

当时的物理学界对此大为不解。因为在人们的传统认知里，任何速度都是相对的，都必须有参照系才有意义，那么光速的参照系又是什么呢？

物理学家们开始通过各种方式为光速寻找参照系，他们不允许一个没有参照系的速度，如果真的有这样的速度，意味着牛顿经典力学将是错误的，无论如何他们都不能接受这点，因为牛顿经典力学已经统治了物理学界几百年时间了，物理学家们早就视牛顿经典力学为“神明”了！

物理学家们首先做了很多实验，来验证光速在不同的参照系是否真的保持不变，结果都指向了光速的绝对性。，比如说著名的迈克尔逊莫雷实验，表明假设的绝对参照系“以太”并不存在。

即便是迈克尔逊和莫雷本人对实验结果也一度持怀疑态度，这并不是他们想要的结果，因为实验结果非常不符合他们的预期，他们一度怀疑是不是实验不够精确，是不是实验仪器受到的干扰，造成了错误的结果。

但多次实验过后，结果仍旧是一样的。也有其他物理学家做了类似的实验，结果都表明光速不变。

麦克斯韦方程组推导出来的光速计算公式，还有后来的很多实验让物理学家们彻底疯了，他们很难接受光速的绝对性，因为那意味着牛顿经典力学的轰然倒塌，但一次又一次的实验恰恰指向了光速的绝对不变，表明“以太”这个光速的参照系是不存在的。

况且，如果真的存在绝对静止的参照系“以太”，意味着万事万物相对于以太都是静止的，实际上如果真的如此的话，物理学早就崩盘了，在伽利略之前就崩溃了！

伽利略认为匀速运动和静止是等效的，简单说，如果你不能感受外部世界，就不会感受到相对性，那么你就不能辨别自己在运动还是静止。而如果万物相对以太绝对静止，说明匀速运动和静止就不是等效的。

以太，就像“紧箍咒”一样，死死地锁住了物理学大佬们的思维，让他们很难突破牛顿经典力学的束缚。这也很正常，毕竟牛顿力学统治了物理学界几百年了，岂能是说推翻就推翻的？

就在大家不知所措，一筹莫展，不断为“以太”的存在寻找各种借口的时候，爱因斯坦凭借他那颠覆性的思维，直接用“奥卡姆剃刀”把以太“咔嚓”了，因为“奥卡姆剃刀原理”的基本理念就是“如无必要勿增实体”，以太本来就是假设的概念，更很重要的是在之后的各种实验中，都证明以太并不存在，更具有讽刺以意味的是，以太的存在不但不能解决光速不变的问题，反而带来很多其他问题，很显然以太就是“无用的累赘”！

彻底放弃以太的概念之后，爱因斯坦终于捅破了通向相对论的最后一层“窗户纸”，基于光速不变原理和相对性原理，狭义相对论呼之欲出。

实际上，在爱因斯坦之前，洛伦兹和庞加莱等大佬都已经无限接近狭义相对论了，只不过他们始终拥抱着“绝对时空观”的观念，结果与狭义相对论失之交臂！

总之，光速不变早已经成为现代物理学的基本原理之一。如果光速是可变的，人类已知的所有物理定律几乎都会失效，因为很多物理公式中都有光速这个参数。

光速为什么不变？通俗理解，文章开头也说了，光速就是四维时空的内在秉性，只与时空本身有关。光也是一种波，它并不是不需要介质，光的介质就是四维时空本身。