参照物(速度有了参照物才有意义)

日常生活经验告诉我们，速度都是有参照物的，否则就没有意义。在地球上，通常我们会默认以地面为参照物。比如我们经常说高速公路上汽车的限速是时速120公里，这里的时速120公里就是默认地面为参照物。

那么光呢？光的参照物是什么呢？

光比较特殊，就是因为一个原理：光速不变。也就是说，光速相对于任何参照物都保持不变。简单理解就是：光速是绝对的。光速不需要参照物，或者说光速相对于任何参照物的速度都保持不变。

不过，人类科学史上对光速的认知并非一帆风顺。

19世纪70年代，麦克斯韦从他的电磁方程组推导出了光速（电磁波）的速度是一个常数，公式如下：

公式中可以看出，光速确实是一个常数，而且公式中并没有任何参照系，也就是说，光速的大小与参照系无关，只与真空的介电常数和磁导率有关。说白了，光速的绝对性是真空的固有属性。

光速的这种绝对性完全颠覆了物理学家们长期以来的思维方式。牛顿经典力学统治着当时的物理学界，物理学家们也对牛顿力学深信不疑。

但如今诡异的光速横空出世，物理学家们也开始以牛顿经典力学为标准替光速找参照物，于是“以太”的概念应用而生。

以太，被定义为绝对静止的参照物，充满了宇宙每个角落，光的参照物正是以太。

不过，以太毕竟是一个假想的概念，科学家们必须寻找到以太的存在。于是各种实验开始上场，其中就包括著名的迈克尔逊莫雷实验，这个实验本来是寻找以太的，没想到结果反而否定了以太的存在。

因为迈克尔逊莫雷实验的结果表明，光速在任何惯性参照系里的速度都保持不变。物理学家们当然不甘心，他们早已经奉牛顿经典力学为神明，如果不能找到光速的参照物，这个神明就会轰然倒塌。

于是，庞加莱洛伦兹等人开始“左右逢源”，试图调和麦克斯韦方程组与牛顿经典力学之间的矛盾，本质上他们仍旧没有摆脱牛顿的绝对时空观，只是在不断改良。

而伟大的爱因斯坦凭借他那天才大脑和颠覆性的思维，用奥卡姆剃刀把以太直接“咔嚓”掉：既然以太是假想的概念，又带来了各种矛盾和不协调因素，它就没有存在的必要了。

于是，在光速不变原理和相对性原理两大公设的前提下，狭义相对论横空出世。

狭义相对论彻底抛弃了牛顿的绝地时空观，提出了相对时空观，认为时间和空间不是绝对的，而是具有弹性的，会随着物体的运动而发生改变。

在狭义相对论体系下，光速不仅仅是指光的速度，而是四维时空的固有属性，内在秉性。除了光之外，信息，引力波等传播速度也是光速，这都与四维时空息息相关！