愛（ài）因斯坦的狹義相（xiàng）對論指出，光速約為每秒3億米（mǐ）。

　　新浪科技訊 北（běi）京時間7月（yuè）27日消息，據國外媒體報道（dào），我們都知道光速是每秒299792458米，但光速（sù）為何偏偏是這個值、而不是其它數字呢？我們為（wéi）何又對這種（zhǒng）電（diàn）磁波的速度如此關注？為何光速會成為物理學的重要基石（shí）？

　　這都是因為，光速其實頗為古怪。

　　考察光速

　　第一個意識到（dào）光有速度的人是一位名叫奧勒·羅莫的天文學家（jiā）。在17世紀末時，他對木衛一（yī）的一些奇怪（guài）行為產生了（le）強烈興趣。每隔一陣子，木星就會擋在這顆小小的衛星前麵，使之暫時從我們的視野中（zhōng）消失，但（dàn）這種現象發生的間隔似乎會（huì）在一年之內不斷變化。看來要（yào）麽是木衛一的軌道有什麽奇特之處，要麽是另有原因。

　　觀察了幾年之後，羅莫終於將這種現象與原因（yīn）聯係在了一起。當我們看見木（mù）衛一被木星（xīng）擋住時，我們正處在地球公轉軌道的某個位（wèi）置上。但等幾天後、我們（men）再次看見木（mù）衛一被遮擋時，我們所在（zài）的位置已經和前幾天稍有不同了（le），也許離木星近了些（xiē）、或是遠了些。如果我們離木星的距離比上次遠，就意味著我們要多等一小段（duàn）時間才能看到下一次遮擋，因為（wéi）光線需（xū）要多走（zǒu）一段（duàn）距離才能到達地球；反（fǎn）之也是同理。

　　隻有光速是有限的，才能解釋木衛一被木（mù）星遮擋的時間間隔會不斷變化的現象。

　　光速有意義

　　在接下來的幾個世紀（jì）裏，人們開展的持續觀測不斷鞏（gǒng）固（gù）了對光速的（de）測量結果（guǒ）。但一直到19世紀中葉，物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋在無意間“發明”了光，係統性理論（lùn）才開始（shǐ）形成。

　　當時，麥克斯韋正在研究電與（yǔ）磁之間的關係。在此過程中，他發現了一套可以解釋所有獨立觀（guān）測結（jié）果（guǒ）的統（tǒng）一理論，為我們如今所知的“電磁力（lì）”奠定了基礎。他通（tōng）過方程式（shì）發現，變化（huà）的電場可以產生磁場（chǎng），反之亦然。因此，電波可以生成磁波，後者反過來又可（kě）以生成電波，如此循環往（wǎng）複

　　麥克斯韋在計算這種所謂“電磁波”的傳播速度時，得到的數據竟和（hé）科學家們幾個世紀以來測得的光（guāng）速數值相同。由此可見，光正是由電磁波構成的。

　　這個理論一直沒遇到（dào）什麽問題，直到幾十年後，愛因斯坦意識到，光速其實和光毫無關（guān）係。他在研究狹義相對論時意識到了時間與空間之間存在某種關聯，共同交織成了所謂的“時（shí）空”。但眾所周知，時（shí）間與空間截然不（bú）同，“一米”和“一秒鍾（zhōng）”或“一年”根本不是一回事，可（kě）以說是南（nán）轅北轍。

　　那麽，這兩個概（gài）念怎麽可能聯係在一起呢？

　　這當中（zhōng）需要有（yǒu）某種“黏合劑”，讓我們能夠將空間（jiān）運動與時間運動相互轉化。換句話說，我們需要知道一米長的空間對（duì）應的時間是多少，即需要確定一（yī）個轉化率。而愛因斯坦發（fā）現，有這麽一個常數、或者說速度，可以幫我們算出（chū）時間（jiān）與空間之間的對應關係。

　　愛因斯坦的理論並未指明這個數字究竟是多少，但當他將廣義相對論套用到麥克（kè）斯韋方程組中時，發現這（zhè）個轉（zhuǎn）化率恰恰就是光速。

　　當（dāng）然，這個將時間與空間（jiān）統一起來的基本常數並不（bú）知道什麽是（shì）電磁波，也壓根不在乎，畢竟它隻（zhī）是個數字而已。但麥克斯韋卻在對此一（yī）無所知（zhī）的情況下、提前算（suàn）出了這（zhè）個數字。這是因為所有無質量的粒子都能夠以這個速度運動，既然光（guāng）也沒有質量，自然（rán）也能（néng）按這個速（sù）度傳播。這樣一來，光速便成為（wéi）了現代物理學的一塊重要基石。

　　但為什麽偏偏是這個數（shù）字、而不是其它隨便的某個數字呢？為什麽大自然偏偏選了（le）這一（yī）個？究竟發生了（le）什麽？

　　光速無意義

　　說到底（dǐ），數字（zì）本身其實並不重要（yào）。畢竟它是有單位的：米/秒。在物理學中（zhōng），任何帶（dài）單位的數字（zì）都可（kě）以改變（biàn）取值，因為我們首先要對它的單位進行定義。例如，要想以“米/秒”的（de）形式表達光速，首先要決定“一米”和“一秒”究竟意味（wèi）著什（shí）麽。因此，對光速（sù）的定義是與對長度和（hé）時間的定義緊密相連（lián）的。

　　在物理學中，我們更關注那些沒有（yǒu）單位或維度的（de）常數，即在物理理論中（zhōng）僅以（yǐ）數值形式存在的數。這些數字似乎要基本得多，因為它們不需要依賴任何定義。換句話說，如果我們日後結識了某個外星文（wén）明，我們也許無法理解它們測得的光速，但對於那些沒有維度的常數，我們則可達成共識，因為隻是單純的數字而已。

　　所謂的“精細（xì）結構常數”就是這樣一（yī）個例子，它是（shì）光速、普朗克常數、以及自由空間磁（cí）導率的結合，約等於（yú）0.007。0.007後麵沒有單位，隻是一個純粹的數字。

　　所以從一方麵來看，光（guāng）速可以取任何值，因為（wéi）它自帶單位，因此取值會隨著我（wǒ）們對（duì）單位的定義而變化。但從另一方麵來看（kàn），光速又不能取其它值，因為這（zhè）樣一來，精細結構常數也得隨之變化。但我們的宇宙選定的精細結構常數偏偏就是0.007，對此我們（men）也無從改（gǎi）變。既然這一點不能變（biàn）動，並且放之四海而（ér）皆準（zhǔn），光速的取值也就不能隨意更改了。

　　那麽，為何精細結構常數偏偏是這麽（me）個數（shù）字呢（ne）？好問題，科學家們也不知道。