說起這個(gè)話題，其實(shí)挺有意思的，光速不就是299792458米/每秒嗎？這是一個(gè)物理常數(shù)，就好像π為圓周率，γ是歐拉常數(shù)一樣。不過最近有一種說法，讓我大跌眼鏡。之前我的文章中說到愛因斯坦狹義相對(duì)論光速恒定不變的原理，有人在火箭上測(cè)得的光速與在陸地上測(cè)得的光速是一致的，光速不會(huì)因?yàn)槲矬w本身的運(yùn)動(dòng)而改變它的速度，雖然不符合認(rèn)知的邏輯，但事實(shí)就是如此。

最近就有人提出，沒有人真正測(cè)量過光速，讓我們來看看到底是怎么回事。普通情況下，我們將一個(gè)石頭扔出去，通過石頭移動(dòng)的距離除以所花的時(shí)間，測(cè)得石頭移動(dòng)的速度。所以我們就用這種方法來測(cè)量光速，1849年，法國(guó)物理學(xué)家斐索折了一個(gè)旋轉(zhuǎn)齒輪裝置，在幾公里外放了一面鏡子，通過齒輪數(shù)目，轉(zhuǎn)速以及反射回來的光，測(cè)量出來光速大約為315,000公里/每秒。1972年埃文森團(tuán)隊(duì)測(cè)量出真空中計(jì)算出光速為299792.4562 0.0011公里/每秒，自此，光速被徹底的確定了下來。

但是這里有一個(gè)問題，我們測(cè)得的光速都是雙向的，也就是光折射后進(jìn)行了計(jì)算。那光的單向速度是多少呢？這就好比測(cè)量一根木頭，拿尺子量一下就知道有多長(zhǎng)了，但現(xiàn)在的測(cè)量方法是通過不同時(shí)段觀察到木頭的長(zhǎng)度，或者是將木頭折成兩段后分別測(cè)量其長(zhǎng)度的總和，又或者是將木頭的組成原子全部加起來獲得的長(zhǎng)度。為何沒有人直接測(cè)量這根木頭的長(zhǎng)度呢？

我們都知道，愛因斯坦是有名的理論物理學(xué)家，所以他基本不做實(shí)驗(yàn)，全是靠自己坐在那想出來的，所以他并沒有測(cè)過光速，當(dāng)年是通過麥克斯韋方程組計(jì)算出光速是不變的，在1905年，愛因斯坦的第一篇狹義相對(duì)論論文中提到：“只有當(dāng)我們通過定義把光從A到B所需要的時(shí)間規(guī)定為等于光從B到A所需要的時(shí)間，我們才能夠定義A和B的公共時(shí)間”。可能有點(diǎn)繁瑣，簡(jiǎn)單來說就是光從A到B的時(shí)間規(guī)定等于從B到A的時(shí)間，這是愛因斯坦自己給出的一個(gè)約定前提，光在正反兩個(gè)方向的傳播速度是一樣的。

所以我們現(xiàn)在明白了一件事，我們只是假設(shè)了光速的返回速度與光的單向速度的一致，并且用了這種假設(shè)來測(cè)量了光速。但其實(shí)我們是沒有辦法測(cè)量光的單向速度的，那么問題就出在這里，誰又能確定光的返回速度與單向速度是一樣的呢？我們也來做一做思想實(shí)驗(yàn)，看看有沒有辦法測(cè)量單向光速。

假設(shè)有一個(gè)激光器，向真空狀態(tài)下發(fā)射一束激光，真空距離為10000米，在發(fā)射激光的一瞬間同步啟動(dòng)時(shí)鐘，在激光到達(dá)終點(diǎn)時(shí)停止計(jì)時(shí)，但問題是你和時(shí)鐘都在起點(diǎn)，你怎么知道激光什么時(shí)候到的10000米呢？所以你需要兩個(gè)時(shí)鐘，一個(gè)在起點(diǎn)，一個(gè)在終點(diǎn)。當(dāng)終點(diǎn)檢測(cè)到激光的時(shí)候，就會(huì)自動(dòng)停止。但是因?yàn)榻K點(diǎn)的時(shí)鐘距離你有10000米，根據(jù)愛因斯坦狹義相對(duì)論的時(shí)間膨脹效應(yīng)，你怎么確保兩個(gè)時(shí)鐘是同步的呢？

實(shí)際上無論使用任何時(shí)鐘，包括原子鐘在內(nèi)，都沒有辦法做到絕對(duì)同步，所以只有在終點(diǎn)放一面鏡子，把光反射到起點(diǎn)，這樣就可以用一個(gè)時(shí)鐘測(cè)量出20000米的時(shí)間。所以假如光往終點(diǎn)傳播的速度與反射傳播的速度不一樣怎么辦？有沒有一種可能，光在抵達(dá)終點(diǎn)，再返回的速度真的不一樣了，比如光用了兩倍的速度到了終點(diǎn)，而返回起點(diǎn)是瞬間的，就好比量子糾纏的超距現(xiàn)象。換句話說，光速在前進(jìn)的方向是一個(gè)速度，返回又是另一個(gè)速度。

可能會(huì)有人說，光速在各個(gè)方向的傳播速度應(yīng)該都是相同的，光速恒定不變可是愛因斯坦告訴我們的，但事實(shí)是光速在任何方向恒定只是個(gè)假設(shè)，一個(gè)約定，而不是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以后的事實(shí)。事實(shí)上光在不同介質(zhì)里的速度是不一樣的，比如真空，水，玻璃，鉆石等。有沒有可能光在宇宙暗物質(zhì)中的速度也不一樣了，誰又能保證單向光速就一定是299792458米/每秒。

事實(shí)上科學(xué)家一直試圖想找到能夠找到測(cè)量單向光速的方法，但很遺憾，這也許超出了我們的能力范圍，因?yàn)椴还苣阌檬裁捶椒ㄈy(cè)單向光速，首先我們?nèi)说奈锢硖匦跃捅患s束了，我們需要用眼睛看，即便借助任何儀器，比如紅外線，熱感應(yīng)，光譜分析儀，X光等等，這些都需要光這個(gè)介質(zhì)來傳遞到相關(guān)的儀器上，這些儀器才能記錄或拍攝到光，所以這樣測(cè)量出來的并不是光的單向速度，于是我們實(shí)際上陷入了一個(gè)死循環(huán)。

單向光速能不能被測(cè)量出來，這是一項(xiàng)對(duì)人類探索與智慧的挑戰(zhàn)。感謝大家的閱讀，下次話題再見。