如果要問自然界最快的速度是什麼？大家應該都知道是光速。但是光速到底是多少呢，大部分人的答案肯定是3乘10的8次方m/s。并且也不知道光速到底是怎麼算出來的。今天我們就來好好聊一聊光速。（文章最後有我個人對文章重點的總結，趕時間的話可以直接跳到最後面看總結。）

首先我們來看看光速的定義是什麼，光速指的是光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。注意，光在真空和介質兩種情況下傳播的速度是不同，即使是光可以通過介質，光傳播的速度也會減慢，甚至被削減。所以自然界最快的速度應該是光在真空中傳播的速度。而3乘10的8次方并不是最準确的光速數值，光速最準确的數值是299792458m/s。當然，一般情況下，我們并不需要那麼準确的數值，但如果要精準計算的時候，這差了這一點點可能就會偏差非常多。

那麼光速到底是怎麼得出來的呢？古人認為光速是無限大的。畢竟光給人感覺瞬間就可以到達，誰又會想到光是有速度限制的呢。當然以前的思想沒有現在那麼先進，科技也沒有現在這麼發達。可能有人會有過思考，但是他們也沒辦法去計算。

第一個想要去測光速的人就是以失敗告終的。這個是伽利略，他讓人在相距約一公裡的兩座山上。兩個人各自手持燈籠，一方掀開遮住燈籠的布，另一方在看到燈籠發出的光後馬上也掀開遮住燈籠的布。通過計算這個時間間隔從而得出光速。不過伽利略沒有把人的反應時間考慮進去，并且光速太大，相隔一公裡的時間間隔太短。

這種困境一直到1676年才被打破，丹麥天文學家O.C.羅默利用木星衛星的星蝕時間變化（衛星蝕法）證實光是以有限速度傳播的。他觀察到木星每隔一定周期就會出現一次衛星蝕。而這個周期時間，當地球背離木星運動時，要比地球迎向木星運動時要長一些。隻有光速有限才會有這樣的觀測結果。為了取得可靠的結果，羅默一整年都在觀測，最終通過觀察從衛星蝕的時間變化和地球軌道直徑求出了光速。

不過這時求出的光速隻有214300km/s。雖然不準确，但這是人類曆史上第一次測量光速。不準确的原因并不是方法不對，而是在計算中所使用的地球軌道半徑，那個時候人們還不知道準确數值。所以因為這個不準确而到導緻了光速的不準确。後來人們在知道準确的地球軌道數值的時候，就得到比較精準的光速（299840±60km/s）了。

在1727年，英國天文學家J.布萊德雷利用恒星光行差現象估算出光速值為303000km/s。光行差是指運動着的觀測者觀察到光的方向與同一時間同一地點靜止的觀測者觀察到的方向有偏差的現象。布萊德雷用一年的時間觀察恒星，最終計算出了光速，但是因為地球在公轉，所以數據最終也不是最準确的。

以上兩種方法都是通過對天體的觀察來計算出光速。這兩種方法始終沒有那麼準确。直接進行光速測試和計算的實驗直到1849年被法國物理學家斐索提出，旋轉齒輪法。這是一種讓光通過轉動的齒輪，定期遮住光線，射到後方鏡面的方法，不過這種方法算出來的結果還沒有前兩種方法所得到的數值精準。

在1851年，法國物理學家傅科用高速且均勻的鏡面來取代齒輪，把旋轉齒輪法變成了旋轉鏡法。這個改變，使得光速最終測為298000±500km/s。後來，波蘭裔美國藉物理學家邁克耳孫把前人的兩種方法結合起來，創造了旋轉棱鏡法。這種方法，大大提高了光速測得的準确度。在1926年，當時光速最精準出現，299798±4km/s。

後來由于電子學的發展，更多測光速的方法被創造出來，克爾盒、諧振腔、光電測距儀等方法，比直接用光學方法又提高了一個數量級。當鐳射器被發明出來後，更是大大降低光速測量的不确定度。最終在1983年第十七屆國際計量大會上，真空中的光速被定為精确值，也就是299792458m/s。

至此，自然界中最快的速度被确定。在科學發展，光速起到非常重要的作用。其中最讓平常人關注的應該莫過于愛因斯坦所說，當可以超過光速的時候，我們将可以穿越時空。不過目前為止，超越光速是不可能的。因為當速度越大，動質量将随着速度的增大而增大。所以隻有沒有質量的光子才有可能達到光速。其他有質量的物體，哪怕是一點點，都會在接近光速的過程中變得非常重。

或許未來有天，有一項科技能讓我們突破光速，但那絕不是在座有生之年可以等到的。也或許有一項科技可以避開超越光速這件事情從而讓我們穿越時空，不過同樣也是遙不可及。太遙遠的事情，我們就不必操心，過好當下吧！

個人覺得是重點的總結：

1. 光速指的是光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。

2. 光在真空和介質兩種情況下傳播的速度是不同，即使是光可以通過介質，光傳播的速度也會減慢，甚至被削減。所以自然界最快的速度應該是光在真空中傳播的速度。

3. 光速最準确的數值是299792458m/s。

4. 1676年，丹麥天文學家O.C.羅默利用木星衛星的星蝕時間變化首次求出了光速。

5. 1727年，英國天文學家J.布萊德雷利用恒星光行差現象估算出光速值為303000km/s。波蘭裔美國藉物理學家邁克耳孫把前人的旋轉齒輪法和旋轉鏡法兩種方法結合起來，創造了旋轉棱鏡法。這種方法，大大提高了光速測得的準确度。在1926年，當時光速最精準出現，299798±4km/s。

6. 由于電子學的發展，更多測光速的方法被創造出來，克爾盒、諧振腔、光電測距儀等方法，比直接用光學方法又提高了一個數量級。當鐳射器被發明出來後，更是大大降低光速測量的不确定度。最終在1983年第十七屆國際計量大會上，真空中的光速被定為精确值，也就是299792458m/s。

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