评论员文章

这个问题我已经说过多次了，看到还有很多人迷茫不解，就再简单说一下。最简单明了的答案就是：光速不是计算出来的，而是测量出来的。当然这个测量里面也有计算，但所有的计算都是以测量数值为准。

为了测量到准确的光速，科学家们前赴后继了几百年，一次比一次精确，最终通过激光波长和频率测量，测得了最精准的光速。

最早测量光速的先驱

测量光速最早是由伟大的科学先驱伽利略提出并实践的。但当时没有很好的测量设备，当然就测不准了。伽利略采用什么方法呢？原来他让两位助手，分别站立在距离1英里的两个山头，各自提着一个灯笼，采取分别举起，用秒表计时的办法，想要测量出光速。

具体的方法就是a山头的助手举起灯笼同时按下秒表，当b山头的助手看到a山头助手举起灯笼时，自己立即举起灯笼，a山头的助手看到b山头助手举起灯笼后立即按停秒表，理论上，这样就能够得出光线来回a、b两个山头的时间。

这个想法没有错，错在光速太快了，这种简单粗暴的方法当然连光速毛都摸不着。光速每秒约30万千米，两个山头只有约1.6千米，来回一趟也就是3.2千米，光速来回只需约十万分之一秒。人的眼睛和按秒表的手怎么可能有这么快呢？说穿了，就是这点时间人眼和人手根本没办法分辨和反应，因此，这个实验当然只有失败了。

实验虽然失败了，但依然有非凡的意义。首先是伽利略质疑光是有速度的，打破了禁锢人类几千年的光速无限论；其次为测量光速开了个头，凭着伽利略的世界影响，测量光速启发了后续的许多科学家。

从机械测量到精密仪器测量

自从伽利略测量光速后，几百年来许多科学家们采用各种方法，希望得到光速的准确数据。这些科学家包括并不限于牛顿、惠更斯、卡西尼、斯特鲁维、麦克斯韦、费罗姆等等，今天只粗略列举几位起到最重要关键作用的人物。

最早首次用科学方法证实光速有限，并定量估算出光速值的是丹麦天文学家奥劳斯·罗默。1676年，罗默利用观测木星卫星木卫一在木星圆面上的投影周期变化，得到光速为每秒22万千米。这个数值显然与现代光速精确值相去甚远，后来人们发现罗默的方法是精确的，只是当时罗默对太阳光跨越地球的时间计算错误，导致光速计算误差。

后来人们得到了太阳光跨越地球的准确数值，再用罗默的方法，得到的光速与现代精确值很接近。1728年，詹姆斯·布雷德里同样用罗默的方法观测，得到的光速数值为298000km/s（千米/秒），与现代精确光速值只相差不到1%。

1849年，法国物理学家菲佐用旋转齿轮法首次在地面实验室中测量出光速为315000km/s；1862年，法国物理学家傅科将菲佐的旋转齿轮法改进为旋转镜法，得到光速为298000（±500）km/s；1926年，美国物理学家迈克尔逊又改进了傅科的实验，测得光速为299796（±4）km/s；1952年，英国实验物理学家费罗姆采用微波干涉仪法测得光速为299792.50（±0.10）km/s。

这个问题我已经说过多次了，看到还有很多人迷茫不解，就再简单说一下。最简单明了的答案就是：光速不是计算出来的，而是测量出来的。当然这个测量里面也有计算，但所有的计算都是以测量数值为准。

为了测量到准确的光速，科学家们前赴后继了几百年，一次比一次精确，最终通过激光波长和频率测量，测得了最精准的光速。

最早测量光速的先驱

至此光速值已经很精确了，被推荐为国际通用，一直到1973年。1972年，美国人埃文森通过直接测量激光频率和真空中波长，再根据公式v=1/√μ0ε0计算出光速。这里的v表示真空电磁波速度（光速），μ0表示真空导电率，ε表示为真空介电常数。这样得到的光速值为299792458±1.2m/s（米/秒）。

这已经是光速的标准值，被1975年15界国际计量大会确定为国际推荐值，世界通用。但这个数值还有个±1.2m的误差或者不确定性，这是为什么呢？

是因为米不是按照光速来定制的。

就像一个人的身高被测量为1.78m或1.65m，这只是一个大致值，并非精确值。因为这个值的精确度只是取到cm（厘米）级，而厘米以下还有mm（毫米），毫米以下还有μm（微米）、nm（纳米）、pm（皮米）、fm（飞米）、am（阿米）等等，无法穷尽，一直到普朗克尺度1.6*10^-35m。

这样如果要用高精度仪器测量一个人的身高，后面的小数就很多很多，不可穷尽。这就是因为m这个单位不是按照人体定制的。同样当时的米单位也不是按照光速定制的，光速就不可能成为一个正整数。

那么米是一个什么单位呢？原来最早1米的长度是按照从地球赤道通过巴黎子午线到北极的距离，取其千万分之一确定的，也就是说1米是地球赤道通过巴黎子午线到北极的直线距离的1千万分之一。这样以地球表面距离确定的1米怎么可能正好会与光速成整数呢？