光速恒定的简单理解

光速是恒定的。光速不变原理是指在任何惯性参考系中，光的传播速度都是一个常数，不会随光源的运动或者观察者所在的参照系的变化而发生改变。这一原理由阿尔伯特·爱因斯坦在1905年提出，是狭义相对论的基石之一。

为了理解光速不变原理，我们可以设想一个简单的例子。想象一束光在空中传播，而观察者站在地面上。对观察者来说，光的速度是光速，即每秒约300,000公里。现在，一辆汽车以每小时100公里的速度驶过观察者，车内有人发射一束激光光束。根据光速不变原理，激光光束的速度加上汽车速度等于光速，而不是光速再加上汽车速度。

光速不变原理不仅是一个实验观测的事实，它还有着深刻的理论基础。在电磁场理论中，光速是由真空介电常数和真空磁导率决定的，这两个物理量在麦克斯韦方程组中出现，它们的乘积的平方根就是光在真空中的速度。这就是说，真空中并不是什么都没有，而是存在决定光速极限的那些物质。

真空介电常数和真空磁导率被检测为常数，是不变的，因此由它们决定的光速也是常数，不随参考系的变化而变化。

这就好像在海水里面发射一颗鱼雷，假设海水能够允许鱼雷运行的速度最大就是100公里每秒，那无论发射鱼雷的潜艇是运动还是静止的，都不可能超过这个速度。

如果潜艇是静止的，则鱼雷相对于潜艇的速度可以达到每秒100公里；如果潜艇以每秒10公里的速度运行，则鱼雷相对于潜艇的速度最大就是90公里每秒，但总的速度还是100公里，这是由海水支撑鱼雷的极限速度决定的。

这就是说，假设一个人在一艘每秒钟10万公里的飞船上射出一束光，那么这束光相对于这艘飞船来说是20万公里每秒，而相对于静止的观测者来说还是30万公里每秒。原因很简单，就是无论这艘飞船如何快速移动，但其周围的真空介质并没有变化，这些介质能够支撑的光速最大只能是30万公里每秒。