如何理解光速不变和光速无法超越的意义？通俗地解释一下_风闻

这是我今天回复某网友的帖子，不知不觉写了两千多字，因此当个帖子发出来吧。

毕竟花了我一个小时。

以下都尽量用浅白的语言表达，所以可能会比较长。

很多同学都是很机械地理解光速的，这样一来就很难真正明白为什么光速是无法超越的。

这就好比突然有个人告诉你299792458是一个无法超越的数字，后面不会有更大的数字了一样，你一定要问这是为啥？这是凭啥？这个数字有什么特别的地方吗？

仅就这个数字本身而言，真的一点特别的地方都没有。

光速极限也不是某种技术极限，不存在从技术上突破的可能性，因为光速就是光速，没有更快也没有更慢。

就好比你在纸上画了一个圆，然后去测量这个圆的周长和直径，结果你发现它们的比值是一个固定的数值，也就是π，或者说是3.1415926535898……。你说我现在想通过画一个更大的圆来让这个数值变大，或者画一个较小的圆来让π变小一点，这能实现吗？

当然不能。

如果你说，我们不能让π改变，是因为我们画圆的技术不足，画不了足够厉害的圆，等我们将来发展出了更加厉害的画圆技术来，就可能让π改变了，这样想有意义吗？

当然也什么意义都没有。

圆就是圆，只要你画的还是个圆，那么它的周长/直径就一定是π。

π是个常数，这个意义比π具体是等于多少更加重要。

因为π反映的是圆这种二维结构的内在本质，或者说π的存在表明圆的周长和直径之间有本质性的联系。

π其实就是圆，不过是换了个说法而已。

理解这一点，比光理解了如何从公式中推导出π更加重要。

光速c也一样。

如果把我们的宇宙看成一个圆，那么光速c就是我们宇宙的π，这个“圆”的周长和半径就是空间和时间。

而光速c就是描述我们宇宙的空间和时间之间的联系关系的一个常数。

只要我们的宇宙还在，这个常数就不会变，因为这本就是我们的宇宙本身。正如只要你画的是个圆，那么周长和直径之比就一定不会变一样，因为π其实就是圆。

至于为什么我们的宇宙的空间和时间之间是有这样的联系的，而不是各自独立的，爱因斯坦的相对论已经给出了相应的解释，也就是相对论时空观。这就不展开说了。以我们今天的受教育水平，理解相对论其实并不困难。——只要你能摆脱牛顿力学对你头脑的束缚。

说到这里，如果你是个足够聪明和敏锐的观友，一定就会发出一个疑问：我听到这里，光速不变算是明白了，但是光速极限论是怎么回事？为什么我们宇宙中不可能有超越光速的速度？我知道光速极限是可以从理论公式中推导出来的。但是正如你说的，明白为什么会如此要比光知道如何从公式中推导出结论更加重要。那么，你能从道理上说明下为什么光速是极限，无法超越吗？

要说明这一点，其实你只要明白以下两个问题：

1，什么是“测量”？

2，什么是“速度”？

什么是测量？比如我们要测量距离，拿卷钢尺就行，要测量速度，需要钢尺+秒表就行。

那么什么是测量？

测量其实就是用一个固定的标准去量化描述观察目标的过程。

比如我们用空间标准“长度”加上时间标准“秒”来描述速度就是如此。

但是，这样测量出来的“速度”到底意味着什么呢？或者说什么又是“速度”呢？

在牛顿力学的体系下，速度是很好理解的，就是单位时间内位移的空间长度就是速度。在牛顿力学里，时间和空间都是相互独立的物理量，没有任何关联，也是互相不影响的。

但是今天我们都知道了，宇宙的实情并非如此，实际上空间和时间是互相联系在一起的，是密不可分、互相影响着的。

因此仔细一想，“速度”这个物理概念，到底描述的是什么呢？

既然时间和空间都是联系在一起的，那我们观察到的宇宙万物间相互的位移、加速、减速，到底是一种什么现象呢？

当我们用宇宙的这一部分作为标准去测量另一部分的时候，会出现什么结果呢？

想过以上的这几点，你至少就能初步理解，为什么说光速就是速度的极限。

或者准确地说，为什么说光速就是我们测量速度的极限。

简单来讲，因为一个物体的运动速度越快，那么被我们当作测量标准的那一部分宇宙与这个物体之间的时空联系也就越紧密。换句话讲，一个物体速度越快，它对时空的影响就越大。

为什么会如此？因为物体在时空中的运动，本身就是一个和时空交互影响的过程。

但是我们前面就说过，我们的宇宙是自有本质的，就好比圆之于π一样。当某个物体对于时空的影响越来越大，被影响的空间和时间之间的本质联系也越来越明显的时候，那么体现在测量上，就会有一个极限越来越明显地被触及到，这一极限自然就是体现时空本质的常数c。

——当然，常数c一直都在那里，只不过只有在极端的情况下你才能触及到而已。

那为什么不能超过常数c呢？前面提到了，所谓测量，就是用标准量描述观察目标。我们本质上就是用宇宙的这一部分作为标准去描述另一部分。既然都是在宇宙内，都是属于宇宙的一部分，那自然都无法突破常数c。

突破了就不是我们的宇宙了。

突破了π就不是圆了。

最后总结几点容易被人混淆的地方：

1，光速和光速c不是一回事，光速c是一个物理常数，光速不是。

2，我们说的光速不变中的“光速”，其实是指的光速c，光速c不变，是反映宇宙时空本质联系的常数。

3，我们说的光速极限，指的是我们宇宙中，测量到的物体的运动速度不可能超越光在真空中的传播速度，这个速度的数值和光速c的数值一致。这里的重点是“测量”。

以上。

最后最后来句题外话：

虽然理论上速度突破不了光速，但是第一，这里的突破不了是指测量的结果突破不了，但是时空确实是可以影响的。第二，从空间一处到达另一处，也并非只有位移这一种方式，在微观世界，在量子化的时空观里，你可以量子化地出现在这里或者那里，因为这并不涉及到位移，也就没有速度的限制了。在量子空间里，你出现在某处只是个概率问题，这又是我们观察和理解宇宙的另一种方式了。