第五层 光速是不变的

第五层 光速是不变的

根据经典力学，任何一种波都需要传播介质， 声波的传递需要空气，水波的传播需要水。   

 同样的，由于光是一种波，物理学家认为光的传播也需要介质，于是，物理学家们就假设宇宙中到处散布着一种称之为以太的物质，而这个以太则是作为光的传播介质。根据当时人们的理解，以太是绝对静止的，如果地球以每秒30公里的速度围绕着太阳公转，就必然迎面受到每秒30公里的以太风。

为了寻找传说中的以太，两位美国物理学家阿尔伯特.迈克尔森与爱德华.莫雷进行了一场以太风的测试，虽然不能直接观测或者测量到以太风，但还是可以通过测量光速来验证以太的存在。光是依靠以太传播，按照当时的推测，不同的方向上测试的光速应该是不同的，换句话说，逆向与以太的光理应慢于正向于以太的光， 然而实验结果却显示，不同方向的光速并没有任何差异。   

即便如此，当时的物理学家还是坚信以太的存在，他们甚至认为以太被地球拖拽了，所以测量到的光速并没有任何差异。

虽然这个迈克尔森-莫雷实验，并不足以推翻以太假说，但是这个实验带来了一个非常荒谬的结论：那就是真空中的光速对任何观察者来说都是相同的。

1905年，爱因斯坦做了一个非常大胆的决定，那就是抛弃以太，以光速不变原理和狭义相对性原理为基本假设，建立了狭义相对论。其中的光速不变原理就是指真空中的光速，对任何观察者来说都是相同的。   

这个光速不变原理，带来了非常多的有意思的后果，比如著名的钟慢效应，尺缩效应，同时相对性，以及有质量的物体不能达到光速。不仅如此，经典物理学就是因为狭义相对论的诞生而得到修正：

通过狭义相对论，物理学家们额外总结出了光的几个特性，就是第六层的理解。          

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