太多的不該

實際上光速的數值具體是多少並不重要，或者說如果願意的話，我們完全可以將光速定義為每秒3億米，而這樣的話，我們現在一米的長度就得縮短一些。

但如此一來，其它物體的長度數值就得更改了，比如原本這個人高一米八，現在就變成了一米八幾，雖然數值變了，但實際尺寸是不變，該多高還是多高。由此而來就引出了一個重點：為什麼光速是這個速度（為了避免用數值去表示速度，我們就說為什麼光一秒能跑這麼遠）？

這個問題現在是無解的，同樣無解的還有光速為什麼恆定（真空中的光速在任意參考系下不變）。

雖然無法解釋，但從現有的物理結論出發，現在的光速正是保證宇宙現有面貌的基礎。以精細結構常數來說，它代表的是電磁相互作用的強度

很顯然這個常數代表著物質世界的組成，畢竟宏觀來講，物體之間除了引力還存在電磁力，如果電磁相互作用的強度發生改變，那會發生什麼呢？

當光速變大或者減小時，精細結構常數就會相應的減小或變大，從而導致物體內部的原子分子面臨解體的處境，如此一來生命就將全部消失。

按照目前來看，如果把宇宙比作一場遊戲，我們是遊戲中的角色，那麼光速就是這場遊戲的規則之一，遊戲角色怎麼會知道這些規則的來源呢？

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賽先生科普

為什麼光速是299792458米每秒，而不取整3億米每秒？

很多人可能會很奇怪為什麼光速是299792458米/秒，就不能是一個整數嗎？這不是要逼死強迫症患者的節奏？其實要了解這個問題我們從幾個方面來討論！

一、首先多久是一秒？

二、其次多長是一米？

三、為何光速是一個有限值？

不要認為這些都是自古以來的哦，你熟悉的度量衡中沒有一個是天然就存在的而且亙古不變的，所以當然文明社會的車輪滾滾向前的時候，突然思考起當年制定1M的時代，是不是有些不可思議？因為這些使用已久的單位長度已經深入了我們的骨髓！

上圖是國際米原器示意圖，是根據從赤道到北極點距離的千萬分之一制定的，但這個距離的精度是比較差的，隨著科學技術的進步，對米的精度要求越來越高，因此聯合國度量衡組織將米重新定義為“1/299792458秒”為米的長度！抱歉，這米的長度還沒解決，又跑出來一個秒的概念哈！

二、多久是1秒？

咱就不多廢話了，畢竟這個秒差不多就是一天的1/86400是吧，但其實一天的時間也是會變的，隨著地球地球自轉速度的變慢，這個速度精度也會慢慢漂移，所以也是一個受到科學應用限制而精度急需修正的度量衡！

秒的定義則為“銫—133原子在其基態兩個超精細能級間躍遷時輻射的9192631770個週期所持續的時間為一秒”，可能這中間說得非常拗口，但原子鐘的原理基本可以解釋為：核外電子在不能電子層之間的躍遷是會吸收和釋放能量，而這些能量的並不連續，因此它會有一個“共振頻率”，而銫原子的共振頻率為“9192631770Hz”，我們將這個共振平率作為1S的定義！一般天文臺的授時中心原子鐘精度為30萬年誤差不超過1S，而在美國科羅拉多州博爾德的國家標準和技術研究所（NIST）的單鍶離子鍾NIST F-1的精度為2000萬年誤差不超過1S！

三、光速為什麼是個有限值？

可能誰都無法回答這個問題，可能我們這個宇宙就是這樣的吧，哈哈！當然我們確實也可以從頻率和波長上推測出光速，因為波長就是一個週期內的距離，那麼測算出頻率以後，波長×頻率=光速！似乎非常自然，但問題是光為什麼會是怎樣？但事實上，如果光速是無限的話，那波長無限長我們就看不到可見光了，或者頻率無限高的話就成伽馬射線了，如果集中在某一個頻率的話，那就沒啥波段了，所以還是有光速比較好哈！

因此只要光速是一個有限值這個大前提不變，下面是多少米/秒，就是自己劃定的圈圈自個玩啦，高興就畫的大一點，不高興畫得小一點！但最大的問題是當大家都熟悉後習慣在這個圈圈裡玩了就不方便改大改小了，否則動到的周邊可就多了！比如你手裡的捲尺就得丟了重新買把新的！

星辰大海路上的種花家

光速為什麼恰好是每秒29萬多公里？這個問題問的，既有意義，又沒有意義。其意義在於，可以促使我們探究光速的成因；然而，認為其無聊，則是因為我們可以對所有的物體提出同樣的發問。

比如，你為什麼有如此的相貌、身高和體重？地球🌍與太陽🌞的距離為何恰好使地球上的表面溫度適宜生物的生存？

如果地球再重一些，會影響我們的行走；然而，其如若再輕一點，就會失去大氣層。由此造成的後果是非常嚴重的，不僅會使我們失去氧氣，而且也會因此造成晝夜溫差的巨大變化，使人類難以存活。

之所以單獨地將光速挑出來，發問其為何具有每秒近30萬公里的數值，是因為我們把光速c當作一個絕對不變的物理常數；是因為光速非常神秘，其具有相對於空間和能量的不變性；是因為光速是宇宙中最快的速度；是因為我們對光速缺乏必要的瞭解與認識。

由於我們的宇宙是由不可再分的最小粒子構成的，即宇宙是由普朗克常數h定義的量子構成的；所以，離散的量子構成了物理背景即量子空間，受到激發的量子成為光子屬於能量的範疇，由高能量子組成的封閉體系就是各種基本粒子屬於物質的範疇。

因此，包括光子在內的所有物體，它們的運動都會受到量子空間的影響與束縛。每一個物體的外在能量，都具有兩種不同的形式。其一是相對於自身的動能，其二是相對於空間的勢能。前者用速度來度量，後者則是用弛豫時間即頻率的倒數來計算。

因此，光速之所以具有不變性，是因為光子的質量太小，以至於其動能遠小於勢能，從而使光子能量的變化主要是其勢能的增減。光速只是光子維持其空間勢能的速度。

此外，光速之所以最快，是因為光子的質量和半徑最小，空間對光子的影響與束縛很小的緣故。光子只有在極高的速度下，才能夠維持其相對於空間的勢能。這就好比，只有在高速運動的情況下，人體才能夠在水上滑行，從事赤腳🦶划水運動。

而物質則由於其是由光子組成的封閉體系，所有的物質在其達到光速之前，都會因空間量子的不對稱碰撞💥而解體。這就是為什麼，任何物質都無法達到光速的原因。

然而，光速的不變性，只是相對於靜態的宇宙而言的。如果宇宙是變化的，其正在不斷地膨脹，由高密度轉變為低密度；那麼，光子受到空間的影響與束縛必然會發生改變，使光子維持其相對於空間勢能的速度逐漸增大，直至其能量完全以動能的形式存在，回到了經典力學的情況。此時，空間效應可以忽略不計了。

從這個意義上來說，光速並不是物理常數，其僅只是度量空間密度的物理參量。於是，目前光速的大小，是因為宇宙演化的結果，光速的具體數值與宇宙的量子空間密度相對應。

總之，由於空間不空，存在著作為物理背景的量子空間；由於光子的質量太小，其能量主要是相對於空間的勢能；因而，類似於不同介質中的光速是不一樣的，真空中的光速大小隻與量子空間的密度相關。

在此，各種介質與量子空間，並無本質的區別。它們都是由離散的粒子構成的物理背景，都會對其中的物體運動產生不同的影響與束縛。不同空間的區別，僅在於構成該空間的粒子不同。

所以，光速之所以是現有的數值，是因為宇宙膨脹的結果，其取決於宇宙內部量子空間密度的大小。伴隨著宇宙的膨脹，光速有一個由零逐漸地變大的過程。

淡漠乾坤

答：長度單位“米”和時間單位“秒”都是人為定義的，真空光速是宇宙中的一個常數，經過人類定義後剛好為299792458米/秒而已。

平常我們說光速為30萬公里每秒，實際上真空光速的準確值為299792458米/秒，而且這是絕對準確的值，沒有任何四捨五入的小數部分；真空中的光速是不變的，但是真空光速的數值，會隨著長度單位和時間單位的不同而不同，比如換算成英尺大約是983571058英尺/秒。

時間的定義

人類最初對時間的定義，是根據地球自轉和公轉週期確定的，也就是一個太陽日為24小時，每個小時為60分鐘，每分鐘為60秒。

但是地球的自轉週期並不穩定，會受到外界因素的影響，比如2004年的印尼大海嘯，就讓地球的自轉週期縮短了3微秒，隨著人類對時間精度使用要求的提高，利用地球自轉定義時間已經不夠精確。

目前對時間的定義，是利用銫-133原子在兩個超精細能級的間躍遷作為“秒”的定義，定義躍遷輻射電磁波週期的9192631770倍為“1秒”，我們再利用秒，就可以衍生出其他時間單位。

長度的定義

最初人類對長度的定義，不同文明有不同的方式和標準，比如中國古代有尺、丈、寸等等，現代單位中的“米”，最早是由法國使用的，定義通過巴黎的子午線從赤道到北極點長度的千萬分之一為“1米”。

後來國際計量大會使用鉑銥合金製作成標準件，以此作為國際米原器，但是國際米原器受材料、溫度、測量方式等等因素的影響，其測量長度總會有誤差，而且很難保證複製品和國際米原器完全一致。

相對論描述光在真空中的速度是一個常數，實驗也證實了這點，於是在1983年的國際計量大會上，把“光在真空中行進1/299792458秒的距離”定義為1米，這個定義完全依賴於時間秒的定義以及光速不變原理。

至於為什麼會使用1/299792458而非1/300000000來定義單位“米”，主要是為了銜接舊時定義方案，因為本初子午線從赤道到北極點長度的千萬分之一，大約就是光在真空中行進1/299792458秒的距離，這樣定義可以降低單位定義變動對社會帶來的影響。

所以我們可以確信地說，光速的準確值為299792458米/秒，而30萬公里每秒只不過是光速的近似值而已。

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艾伯史密斯

光速是一個常數，如果按照人類對於米的定義和時間的定義，那麼光速的值是299792458米。假如宇宙只中還存在其它生命星球，他們也具有智慧，則他們可能和我們有不同的長度和時間定義。比如他們的一米可能是我們的0.999308193米，這樣一來，那麼他們測出來的光速剛好就是3億米每秒。所以，從這個例子中我們可以看出，光速具體數值的多少，和我們對於長度和時間的定義有關。但不論怎麼變，在同一個衡量標準下，光速的值是一個定值，不會隨著位置或者其它因素的改變而改變。

我們的祖先在定義長度單位的時候，並不知道光速是不變的，也不知道光速是多少。直到邁克爾遜-莫雷實驗時，科學家們才猛然意識到光速可能是個定值。而愛因斯坦正是憑藉著其極高的物理敏感性，提出來光速不變原理，由此得出來現代物理學兩大支柱之一的相對論。之後，科學家們經過精確測定，測得了光速的值。說巧不巧的是，實驗測得的光速值竟然可麥克斯韋方程組求出的電磁波的真空速度值一模一樣！於是，科學家們意識到，光子也可能是一種電磁波，而後來的波粒二象性實驗，也確實證明了光子具有像電磁波一樣的波動性，所以其電磁波屬性被證實。

至於說光速為何是定值，這個問題到目前為止都沒有人能夠回答，愛因斯坦回答不了，我們更回答不了。如果非要給一個牽強的解釋，那就是光屬於電磁波，而電磁波服從麥克斯韋方程組，那麼解出來的光速就是299792458米/秒。現在也只能夠這麼解釋了，當然，隨著未來人們對於整個宇宙的認識加深，說不定人們可以從宇宙的起源開始，解釋光速為何是常數。

科學探秘頻道

而秒的定義則是“銫—133原子在其基態兩個超精細能級間躍遷時輻射的9192631770個週期所持續的時間”

由此可見不論是米還是秒都是人類自己定義出來的標準，而光速就是靠這些標準來測量和表述的，在人類的時間單位和長度單位的參與中，光速是299792458m/s，但外星人的時間單位和長度單位標準肯定和我們人類不一樣，因此他們的光速和我們的光速在數值上也肯定不一樣，但不論採用何種標準光速都是一個定值，只不過因為各個文明的標準不同而造成了表述不同而已。

如果我們人類想要將從299792458m/s變成300000000m/s的話，最簡單的辦法就是把一米重新定義為0.999308193，用這個數字取代原來的1米來計算光速的話就能得到一個整數光速值，但我們都知道這不過是換了個馬甲而已，一點意義都沒有。

宇宙中有著各種各樣的定值，除了真空光速外核聚變0.7%的質能轉化率也是一個定值，這些定值是永遠都不會變的，但各個文明會用自己的標準去描述這些定值。

宇宙探索未解之迷

首先，第一眼看到這個問題我是想舉報的。因為這看起來就像一個無聊而又無知的人不負責任的提出的一個問題。

歷史上，我們先定義了長度與速度的單位長度。其中米的長度似乎是通過巴黎的一根經線的10000000＾（-1）。這其中，無論是地球，巴黎還是1/10000000都是隨機而不具有普遍意義的，因此，這長度的參考性可見一斑。

當然物理學家也在努力。

（在此強烈推薦混亂博物館的《糟糕的物理常數》）

比如使用普朗克單位制，用萬有引力下的量子效應尺度作為長度單位一，黑洞最小質量作為質量單位一，等等。

這樣操作後的物理常數就很漂亮了😍

各種公式也相對簡單了。

總結，光速不是定義出來的（個人真的覺得這是小學就能理解光速是測量出來的）。假如你要讓他規整點，不如直接設為單位一，然後響應改變其他物理常數。我沒試過，但我相信有人試過，而且絕對漂亮。

（圖片摘自 混亂博物館《糟糕的物理常數》）

7MC

這種問題很容易出現強迫症，如果光速速整數，比如正好是30萬公里每秒，有人有會說為何不是31萬公里每秒，或者100萬公里每秒？為何一定要去整數？如此循環下去，永遠沒有盡頭，沒有答案！

那麼到底為什麼？簡單說，光速是恆定的，也是麥克斯韋方程組體現出來的一個常數，是宇宙的基本規律，而米和秒的長度是人為定義的。不管我們如何定義米和秒，光速就是那麼快！你可以定義光速是任意數值，比如100萬公里每秒，這並不代表光速變快了，只是一米的長度變短了或者一秒的長度變長了而已！

這牽扯到人類最初確實如何定義一米和一秒的長度，最開始人類定義一米和一秒完全是根據實際需求人為定義的，與光速沒有關係，具體怎麼定義的這裡不再詳述，可以簡單搜索下！比如定義一秒的時間就與原子內部的躍遷有關係！

但不管如何定義一米或者一秒，都會有誤差，除非用真空中傳播速度不變的光速來定義，因為光速是恆定的，光在299792458分之一秒飛行的距離定義一米，這樣做有一個前提，儘量與原來人類自我定義的一米長度相當，不然人類原來用米表示的所有長度都得重新更改，這太麻煩了！

所以，不用強迫自己去思考光速為何不正好是一個整數，比如30萬公里每秒，可以正好是一個整數，甚至可以是任何數值，比如直接定義光速是1米每秒，這樣的光速看起來很好看，也很好記。但如果這樣會帶來怎樣的麻煩你想過沒有？

宇宙探索

在量子力學誕生之前，光速是測定出來的。在量子力學誕生以後，光速是計算出來的。

如何計算光的速度？首先設光的速度是無窮大。光通過一個距離L。需要多少時間？如果光速是無窮大，那麼需要的時間是0。

但是量子力學說，時間，長度都是不可以無限分割的。所以光通過距離L可以計算光通過了多少個最小距離。L有多少個最小距離呢？L/普朗克長度=M。M×最小時間=T。所以，光通過距離L的時間是：（L/普朗克長度）×普朗克時間=T。光速V=L/T。

從計算光速的過程可以發現相對論的底層原理。就是光速無窮大。當光速無窮大的時候，光速與運動參照系是沒有關係的。

為什麼光速不是無窮大呢？因為時間長度空間等等都是不可以無限分割的。

老子天下倒數第一

同學們，這個問題很簡單，先有尺子，後有速度。必須是先有長度單位，然後才能夠定義速度！因為我們人類定義“米”這個計量單位的時候，光速還沒有被定義，那個時候之前，光被認為是一種無限速度的現象，光的傳播太快了，當時沒有合適的測量手段的緣故。

米、千克、秒這三種單位都是測量物質世界的基本單位，也是目前國際上通用的基本單位制，這三種基本單位都是人為設定的，如果沒有嚴格的定義，公說公有理，婆說婆有理，這個世界就要亂套。

1672年，丹麥的科學家羅默供職於法國巴黎天文臺，通過觀察木衛一，得出光線應該是有著一定速度傳播的（過程非常複雜，需要大量的圖示和公式，這裡就不表述了），得出光速大概是22萬公里/秒，只是測量數據有誤，一直無法準確定義。

“米”的定義起源於法國。1米的長度最初定義為通過巴黎的子午線上從地球赤道到北極點的距離的千萬分之一，並與隨後確定了國際米原器。1791年，該方案獲法國國會批准。1799年12月10日法國通過公制系統，開始正式使用米制。隨著人們對度量衡學的認識加深，米的長度的定義幾經修改。

（米，Metre，就是這麼一根鉑金條，世界上所有的公制尺子，都是根據它測量的！牛叉不？不過，經過一百多年的時間，這個尺子也不準了……）

（光速測定原理圖-旋轉稜鏡法）
光的傳播速度太快了，直接測量非常麻煩，只能夠去種求直。到了1849年，Armand Fizeau 阿曼達·斐索才通過旋轉齒輪機構，將一束光通過齒輪機構上的小孔發出去，再反射回來的時間，恰好通過另一個小孔，根據鏡子的距離和齒輪轉速，就可以得到光的傳播速度，這是人類歷史上首次精確測定光在空氣中的傳播速度。

目前光速採用299792458米每秒，是經過精確測量得到的，而不是人類臆想的，看起來很費勁，但這就是真相。

所以，同學們一定要搞清楚，拿著尺子、秒錶才能夠丈量速度，而不是反過來。

關鍵字: 一米 科學 光速