从古至今人类一直都在不断的研究和探索世界的奥秘，古时候由于人类的科技不够发达，所以古人认为我们的地球就是唯一的世界，认为月亮和太阳都在围绕地球转动，不过随着人类科技的进步，人类对世界的认知越来越清楚，现在我们已经知道地球并不是唯一的世界，在地球的外面还有宇宙存在，宇宙是一个浩瀚无穷的星际空间，在宇宙中有很多天体，地球只是其中一颗，不过地球和其它天体最大的区别在于地球诞生了生命，生命的出现给地球这颗行星增添了很多色彩，尤其是人类出现以后，解开了地球上很多的奥秘，在人类科技发展的道路上，出现了很多伟大的科学家，比如说牛顿、爱因斯坦、哥白尼、霍金、伽利略等等，他们的出现让人类科技发展变得很快。同时科学发展也是需要辩论的，真理往往都是经过实践得来的。

一个很简单的问题，光到底是什么？这个问题足足困扰了人类2000多年，对于我们普通人来说，光其实就是一种看得见，但是摸不着的神秘物质，它能够让我们感知事物，我们能够看到光，是因为没有光的地方就是黑暗的，有光的地方就是温暖的，而光并不是与生俱来的，它是太阳所产生的，太阳发光是因为内部核聚变的反应，在太阳的内部温度非常高，核心压力和温度达到了大约3000亿个大气压，1500万开尔文，核心的氢就会发生核聚变反应，在这个过程中，4个氢原子核聚变成一个氦原子核，并且释放出巨大的能量，具体来说，太阳的光球层温度大约是6000摄氏度，那里的粒子基本上都是等离子体，原子都被电子进入到原子核的能级当中，自由电子的能量降低，而电子失去的这部分能量则以光子的形式释放出来。

不同能量的光子具有不同的频率，这些光子包括了各种波长的电磁波。比如说红外线、紫外线、可见光等等，光子从太阳内部产生后，需要经过漫长的时间才能够到达太阳表面，其传播过程类似于散布，因为光子在运行的时候需要和太阳内部大量存在的质子粒子发生碰撞，根据科学家的计算，光子大约需要170万年才能够从太阳的中心到达表面，然后这些光经过8分20秒的传播，到达地球，不过从严格意义上来说，我们看不见光的本身，甚至我们看不到任何物质真实的样子，比如说我们看到了一个汽车，那只不过是汽车表面核外电子受激辐射发射出来的光子，而人的眼睛只是识别光子的波长，这种波长抵达到人的意识就在大脑中呈现出汽车的样子。我们完全不知道，因为意识只是对波长的一种抽象呈现，所以光本来是什么样子，以及所有的物体本来是什么样子，我们都不知道。

光到底是一种什么样的物质，这个问题一直都在困扰着人类，曾经著名的物理学家牛顿认为光是由微小的粒子组成的，他将这些粒子称为是光微粒，基于光的直线传播、反射和折射等现象，牛顿用微粒说进行了较为成功的解释，在光的直线传播方面，牛顿认为光微粒按照直线路径传播，就如同微小的弹丸在没有遇到阻碍时直线前进一样，对于光的反射，他认为光微粒撞击到光滑的表面时，就像弹性小球撞击墙壁是一样的，会以相同的角度反弹回来，从而形成反射，在光的折射现象中。牛地认为光微粒在从一种介质进入另一种介质时，会受到介质的吸引或排斥，从而改变运动方向，导致折射。光子远比我们想象的更加神秘，光到底是一种波还是粒子，在科学界争论了很长的时间。

为此科学家还专门做了双缝干涉实验，这个实验的由来还需要从1913年的时候开始说起，当时玻尔在一次实验中，提出了氢原子的量子化假设，后来到了1924年的时候，德布罗意提出了物质波的概念，他认为电子可能是一种波，并且利用实验证明了这一点，之后科学家发现光的运行和电磁波是一样的，当时大部分的科学家都认为光是一种波，不过也有一些科学家相信牛顿的说法，认为光是一种粒子，在17世纪的时候，牛顿利用三棱镜做了一个经典实验，他将太阳光成功的分成了七色光，之后便提出了光是一种粒子。为了证明光的性质，科学家做了双缝干涉实验，实验过程是这样的：一个电子发射器，一个挡板上面有两条狭缝，挡板后面有接收电子屏幕。当科学家朝挡板连续发射电子时，屏幕上面显示出明暗相间的干涉条纹。

这说明电子不仅仅是粒子，它具有波动性，穿过狭缝后发现了干涉现象，实验开始的时候，科学家将光子换成电子，也得到了干涉条纹，为了能够看清楚光子是如何通过双缝的，科学家们专门安装了探测器，用来观察光子到底是从哪个缝隙中穿过去的，就在这个时候，神奇的一幕发生了，干涉条纹竟然消失了，如果我们不观测光子，那么干涉条纹就会出现，这说明人类的观察行为影响了实验的最终结果，光之所以会表现出波粒二象性这种看似不同的属性，主要有以下几个原因，首先微观世界的本质和我们熟悉的宏观世界有很大的差异。在宏观世界中，我们通常能够清晰的区分物体的粒子性和波动性，其次由于测量和观测方式的影响，当我们设计实验来探测光的某些特性的时候，实验装置和测量手段会决定了光表现出粒子性还是波动性。

在2000多年前，亚里士多德就开始研究光传播的奥秘，当时科学家提出了以太的说法，不过这个说法很快就出现了问题，如果说光是在以太中传播的，那么以太是什么？当时科学家曾经假设以太是一种整体静止的参考系，如果以太移动的话，那么光速也就会在以太中改变，这好像一个人在行驶中的列车中运动，那么这个人的相对于地面速度就是它运动的速度加上车的速度，如果光需要以太，那么新的问题就会出现，在19世纪60年代的时候，麦克斯韦提出了麦克斯韦方程组，并且认为光就是一种电磁波。在19世纪初的时候，电、磁、光还被认为是三个彼此不同的学科，当时人类在这三个学科里面积累着大量的实验规律以及实验数据，直到19世纪中期，伟大的麦克斯韦，将电、磁、光这三门看上去不同的学术，统一在了麦克斯韦方程中。

麦克斯韦方程组是人类有史以来最完美的物理学方程，它具有强烈的对称性和自洽性，它告诉我们：电场和磁场并非单独存在，而是统一于电磁场中。光具有波粒二象性完美的解释了光到底是粒子还是波的问题，其实光是粒子也是波，它具有两种不同的性质，光是人类在宇宙中发现的最快的飞行物质，它能够达到每秒30万公里，而且光速是不变的，光速不变原理是指在任何情形下，光在真空中的传播速度都是一个恒定的常数，这个原理是侠义相对论的基本假设之一，在1905年，爱因斯坦发表了《论动体的电动力学》一文，提出了侠义相对论的初步设想，将相对性原理和光速不变原理作为侠义相对论的两个基本假设，从麦克斯韦方程组也能够推导出光速不变。

光速不变原理有着重要的意义，它使得相对论中的时间和空间能够成为可以测量的量，以光为信号可以校对各种参考系中的时间，而空间距离可以采用时间的度量来定义，同时它否定了经典力学速度变换关系所依托的伽利略变换，指出不存在绝对运动，而存在一个绝对速度，就是光速c。在广义相对论中，由于不存在所谓惯性参照系，爱因斯坦引入了广义相对性原理，即物理定律的形式在一切参考系都是不变的，这也使得光速不变原理能够应用在所有的参考系当中，光速不变原理是现代物理学的重要基石之一，它打破了传统的绝对时空观，对我们理解和描述宇宙的本质有着深远的影响，虽然我们无法从本质上完全解释为什么光速具有这样的特性，但是通过实验和理论的验证，它被广泛接受并且应用于各种物理理论和计算中。

不过这里需要注意的是，光速不变是指真空中的光速，在一些介质当中，光速的传播速度也会变慢，由于光速传播的速度有限，这也造成了我们所看到的宇宙中的天体很多都是过去的，比如说前段时间韦伯望远镜拍摄到的创生之柱，在2022年10月，韦伯望远镜拍摄到了创生之柱，从照片中的细节我们能够看出，韦伯望远镜在红外波段的观测能力比哈勃望远镜强很多，创生之柱是鹰状星云的一部分，科学家经过研究发现，照片中几个非常高的柱子，高达10光年左右。光年是一个距离单位，一光年就相当于光速飞行一年的时间，光速大约是每秒30万公里，这个距离已经超出了人类的想象，不少科学家猜测，在这个创生之柱当中，已经孕育了很多大型的恒星，这些恒星的质量比太阳还要大很多。

而且很多新诞生的恒星质量已经超过太阳质量的数十倍，不过韦伯望远镜看到的创生之柱也是它6500万年前的样子，现在这片区域是什么样子的？目前科学家还不清楚，可能现在它已经不存在了，因为很多大质量的恒星会发生超新星爆发，已经将创生之柱冲散了，想要看到创生之柱被冲散的场景，我们还需要等6500万年，毕竟光速在宇宙中的传播速度是有限的，那距离我们最近的月球来说，我们看到的月球景象其实是1.2秒之后的样子，按照光速不变的原理，我们就能够知道，光子携带的景象必须经过一段时间之后才能够抵达地球，距离地球越远的光子，它所到达地球的时间就越漫长，目前我们所看到的宇宙景象其实都是历史。而且对于非常遥远的宇宙空间，我们永远都无法观测到。

这是因为我们的宇宙还在不断的膨胀当中，在20世纪初的时候，美国物理学家爱德温.哈勃在观察星系的时候发现星系中的光谱出现了红移现象，这个现象表明这些星系正在远离我们，看到这个现象之后，爱德温.哈勃提出了一个大胆的猜测，那就是我们的宇宙正在膨胀当中，而且宇宙膨胀的速度已经超过了光速，如果按照这个理论来看的话，那么我们想要探测宇宙奥秘就更加困难了，科学家认为最终人类可能会被锁死在太阳系内，目前宇宙中可见星系百分之97都已经和我们失去了联系，我们现在根本不知道这些星系现在的情况，除非未来人类的飞行速度能够超越光速，这样我们才能够看到那些遥远的星系，小编认为，人类作为地球上最有智慧的生命，人类的科技在不断的进步和发展，只要人类能够坚持不懈的努力下去，未来人类一定能够解开宇宙的奥秘，对此，大家有什么想说的吗？