深层探索：宇宙为什么要限制光速？不限制不行吗？

我们都知道，宇宙中存在光速限制，这在爱因斯坦的狭义相对论中也明确表明了这点，任何信息和任何具有静质量的物体速度都不能超越光速。

不过很多人关心的并不是狭义相对论中的光速限制，而是宇宙为什么要限制光速本身，光速是每秒30万公里，为什么不是每秒31万公里甚至更快呢？

这种问题已经不完全是科学问题了，还牵扯到哲学问题，甚至还有人择原理。我们首先从科学层面来进行分析。

简单讲，光速为何是每秒30万公里而不是31万公里或者其他数字，是麦克斯韦方程组推导出来的。

麦克斯韦统一了电磁学，创建了伟大的麦克斯韦方程组，这个方程组可以推导出光速的计算公式。

通过这个公式，可以计算出光速的大小。光速的大小是次要的，不知道大家有没有注意到这个公式有一个突出的特点：光速竟然没有参照物！

这与我们的日常生活经验完全相悖。在我们的日常生活里，任何速度都必须有参照物才有意义。比如我们通常所说的高铁时速是300公里，这个速度就是默认地面为参照物，一般我们提到的速度都会默认地面为参照物，所以也没必要刻意强调。

但是，光速看起来就是这么特殊，这么“霸道”，它竟然是一个常量，这意味着不管以任何物体为参照物，代入上面的公式，得到的光速都是一样的，都保持不变。

这就很奇怪了，举个例子，你拿着一个手电筒奔跑，奔跑的速度为V。在你眼里，手电筒发出的光的速度是光速C，这很好理解，因为你和手电筒相对静止。

我静止在地面上不动，而手电筒发出的光的速度仍旧是光速C。按照我们的传统理解，这就很不科学了，手电筒发出的光的速度应该是你奔跑的速度V加上光速才对，也就是V+C，也也是我们经常用的速度叠加，也是牛顿定律公式下的速度叠加计算方法。

这就矛盾了。很显然，这说明了一个事实：要么牛顿错了，要么麦克斯韦错了，反正两个人肯定有一个人是错的。

但是，当时的物理学界早就视牛顿定律为“神明”，毕竟牛顿力学统治了物理学界几百年了，不是说推翻就推翻的。而麦克斯韦也是大人物，麦克斯韦方程组堪称人类历史上最伟大的方程。

怎么办呢？两个物理学界大佬都不能得罪，最后物理学家只能寻求中庸之道，在牛顿和爱因斯坦之间“左右逢源”。

结果就是“以太”的概念出现了，这种物质在宇宙中无处不在，是绝对静止的参照物，也是光的参照物。

有了以太，牛顿和麦克斯韦的矛盾终于解决了。但科学是严谨的，以太毕竟是假设的概念，科学的确需要假设，但更需要假设之后的证据。

于是物理学家纷纷站出来寻找以太存在的证据。结果不寻找不要紧，在寻找的过程，物理学家们很尴尬，因为他们无论如何努力都发现不了以太存在的证据，其中就包括著名的迈克尔逊莫雷实验。

既然找不到以太存在的证据，而以太又是假设的概念，很明显以太根本就不存在。这个道理很简单！

物理学家们当然明白如此简单的道理，但如果以太真的不存在，他们就无法向牛顿和麦克斯韦交代。这种固有思维方式牢牢地束缚着物理学家们的手脚，让他们深深地陷入到绝对时空观中不能自拔，而无法捅破束缚他们思维的那层窗户纸。

这时候就该爱因斯坦登场了，爱因斯坦不是一般人物，他具有无与伦比的天才大脑，异于常人的思维方式。

优美的麦克斯韦方程组一度让爱因斯坦无法自拔，当他注意到以太的概念不但不能解决牛顿和麦克斯韦之间的矛盾，反而还会增多更多的麻烦，爱因斯坦果断地抛弃了以太的概念，秉承着“如无必要勿增实体”的理念，用“奥卡姆剃刀”直接把以太“咔嚓”了！

当爱因斯坦这样做了之后，他发现前途一片光明。没有了以太，意味着光速绝对不变。于是基于光速不变原理和相对性原理，爱因斯坦提出了伟大的狭义相对论。

说了这么多，或许你已经感悟到了，宇宙为什么会限制光速？宇宙其实并没有限制光速，而是我们所在的四维时空结构决定了光速的上限，因为光速只与真空的磁导率和介电常数有关。

说白了，光速就是四维时空的固有属性，我们就生活在一个光速为每秒30万公里的四维时空里。

如果光速不是每秒30万公里，而是31万公里或者其他数字，会怎么样呢？

那将意味着几乎所有物理学常数和大自然法则都会彻底被颠覆，因为光速是很多大自然法则的基本常数，如果光速发生了改变，基本的大自然法则也会随着改变。

具体表现就是，自然界四种基本作用力的大小会发生变化，像光子，电子等基本粒子就不可能性形成。没有了那些基本粒子，就不可能有我们如今的宇宙。

更深层的意义其实就是人择原理，通俗理解就是，既然我们人类出现了，就必须要求光速是每秒30万公里，否则人类就不会出现，也就不会有人来问这个问题。

理论上讲，或许存在另外一个宇宙，那里的光速并不是每秒30万公里，而是每秒40万公里，那是怎么的世界我们不得而知，但肯定会与我们的宇宙完全不同！