速度是相对的，必须有参照系才有意义，但为何光速是绝对的？

我们用速度描述物体运动的快慢，在很多人眼里，速度这个概念非常简单，也很好理解，殊不知人类对速度和运动的认知经历了相当漫长的时间。

在相当长的一段时间里，古人认为任何物体只要没有受到外力作用，就会一直保持绝对静止状态，而且任何运动的物体都有一个绝对速度。

比如说，你把铁球放在桌子上，铁球就是绝对静止的，如果铁球不受外力或者受到的合力为零，那么它就会一直保持静止，直到有外力作用，铁球才可能会运动起来，获得一定的速度。而且铁球的速度在任何人看来都是一样的，比如说是每秒5米，在任何人看来都是每秒5米。

古人对速度和运动的认知，如此简单粗暴，在如今看来如此“不可理喻”，为什么还会统治那么长时间呢？难道古代人们都没有注意到，不同运动状态下观察到的速度也是不一样的吗？

在我们如今看来，古人认知的错误太明显了，为什么他们就是发现不了呢？这就是时代的局限性所致。清空你如今的所有知识和认知，把你扔到古代社会，你同样也会有那样错误的认知。古人生活在非常狭小的范围内，仅凭人类拙劣的感官去认知大自然，很难“看见”大自然的真相，哪怕是非常简单的“真相”。

后来，人们对运动和速度有了更深的认知，逐渐认识到了观察者自身速度对观察结果的影响，也就是如今我们所讲的“参照系”或者“参考系”。

举一个最明显的例子。你驾驶一辆小汽车和朋友一起兜风，对于站在路边的人来讲，你的速度很快。不过在你朋友眼里，你的速度为零，你是静止的。

到底谁对谁错呢？路人和你朋友都没有错，他们只是选择了不同的参照系而已，物体的速度会因参照系的不同而不同。

这个例子也再次证明了，人类仅凭感官去判断物体的运动快慢是很不靠谱的，必须引入参照系的概念，才能更客观地描述物体的运动状态。

说白了，任何速度都不能脱离参照系而独立存在，否则就没有任何物理意义。任何速度都是相对的，都需要有参照系的存在。而且任何物体都可以作为参照系。

参照系这个东西，在如今的我们看来如此简单，但就是这么一个简单的定义让人类对速度和运动的理解有了质的飞跃。人们终于明白宇宙中并不存在绝对静止或运动的物体，任何速度都是相对的。

不同的参照系下，物体的运动状态和速度就会发生变化，这其实就是物理学上的“相对性原理”。

对于相对性原理，你可能会嗤之以鼻：这么简单的一个原理，也没有什么技术含量啊，是个人都能想出来。

只能说，这种观点是标准的“马后炮”，就好比“两点之间线段最短”这个公理一样，实际上古代人们在日常生活中肯定明白这个公理，而且不知不觉中经常会利用这个公理，比如说到任何地方，人们会尽可能走直线，人们当然知道直线最短。

但为什么就是没有人总结出来“两点之间线段最短”这个公理呢？

好像有点跑题了。话说回来，相对性原理提出之后，人们认为已经把速度这个概念彻底参透了。但后来才知道一切才刚刚开始，人们对速度和运动的认知还相当肤浅。

这一切都是因为光，具体来讲是光速！光带给人们无限光明，但同时也一度让物理学界陷入“黑暗”。

随着伽利略，牛顿，惠更斯等很多科学界巨匠的不懈努力，科学界对光的认知越来越深刻，并且知道了光也是有速度的，这个速度大约为每秒30万公里。

但接下来的问题，让物理学界大佬很挠头：每秒30万公里的速度，到底是相对什么参照系而言呢？

人们当然坚信光速与其他速度一样，需要一个参照系才有意义，在不同的参照系下光速也会有所不同。

但是，随着麦克斯韦建立起了电磁理论，预言了电磁波的存在，同时还推导出了电磁波在真空中的传播速度，一场“灾难”降临了。不过人们要感谢那场“灾难”，正是那场“灾难”引领了物理学的大发展，甚至直接触发了狭义相对论的诞生。

人们发现，麦克斯韦方程组推导出来的电磁波速度，在任何参照系下都保持不变，都是每秒30万公里！

而光也是一种电磁波，这意味着无论在任何参照系下，光速都保持不变！

这样的结果就犹如“惊雷”一般，让物理学界大佬感觉犹如“五雷轰顶”，在当时的物理学界掀起了巨大波澜。因为光速的这个特性完全颠覆了人们对速度的传统认知。举个例子就明白了，就好比你以每秒20万公里的速度追赶一束光，按道理讲，在你眼里这束光的速度应该是每秒10万公里才对，但现实情况下，这束光相对你的速度仍旧是每秒30万公里！

这样的结果让物理学界很难接受，他们的第一反应就是：麦克斯韦方程组错了。毕竟牛顿经典力学已经统治了物理学界几百年，早就被奉为神明，是不可能错的。

但是接下来的各种实验表明，麦克斯韦方程组也没有错，光速确实不变，在任何情况下都保持不变。

怎么办？理论上讲，牛顿经典力学和麦克斯韦方程组两者之间，肯定有一个是错的。到底哪一个错了呢？

对于这个问题，19世纪末20世纪初的一段时间里，物理学界经历了长时间的争论，同时想尽各种办法试图调和两者之间的矛盾，但都没有完美的结果，而且似乎越是调和，两者之间的矛盾越突出。

最终，还是伟大的爱因斯坦用他那颠覆性的思维，解决了牛顿经典力学和麦克斯韦方程组之间的矛盾。爱因斯坦提出了相对时空观，认为时空本身就不是绝对的，而是相对的，打破了人们认为固若金汤的绝对时空观。

而绝对时空观是牛顿经典力学的基石，从这个角度来讲，牛顿经典力学确实“错”了，但我们并不会这么说，准确来讲是局限性导致的。毕竟在我们生活的环境里，完全无法感受到时空的相对性。

爱因斯坦大胆提出光速就是不变的，就是绝对的，完全颠覆了之前物理学界对速度和运动的认知，这就是光速不变原理。

不过光速不变原理与相对性原理并不矛盾，因为光速不变是相对的时空导致的结果，时间和空间会很“默契”地“相互配合”，来保证在任何运动状态下，光速都保持不变。

具体来讲就是时间膨胀效应和尺缩效应，时间和空间是有机的整体，两者不可分割，永远都在“相互配合”，去迎合那个“霸道”的光速，让光速保持不变。

在物理学上，光速是绝对的，不需要参照系。为什么光速这么特殊呢？

实际上，我们可以通俗这样理解，光速就是“时空涟漪”，就像池塘中物体的运动引起的水涟漪那样。

水波的传播速度与振动源的运动状态没有任何关系，无论振动源的状态是静止或者运动，也不管运动速度有多快，都不会改变水波的传播速度。

而光速也类似那样，无论你在时空“大海”里如何运动，引发的“时空涟漪”的速度，也就是光速，都保持不变！