光速可能没办法真正被测量

说起这个话题，其实挺有意思的，光速不就是299792458米/每秒吗？这是一个物理常数，就好像π为圆周率，γ是欧拉常数一样。不过最近有一种说法，让我大跌眼镜。之前我的文章中说到爱因斯坦狭义相对论光速恒定不变的原理，有人在火箭上测得的光速与在陆地上测得的光速是一致的，光速不会因为物体本身的运动而改变它的速度，虽然不符合认知的逻辑，但事实就是如此。

最近就有人提出，没有人真正测量过光速，让我们来看看到底是怎么回事。普通情况下，我们将一个石头扔出去，通过石头移动的距离除以所花的时间，测得石头移动的速度。所以我们就用这种方法来测量光速，1849年，法国物理学家斐索折了一个旋转齿轮装置，在几公里外放了一面镜子，通过齿轮数目，转速以及反射回来的光，测量出来光速大约为315,000公里/每秒。1972年埃文森团队测量出真空中计算出光速为299792.4562 0.0011公里/每秒，自此，光速被彻底的确定了下来。

但是这里有一个问题，我们测得的光速都是双向的，也就是光折射后进行了计算。那光的单向速度是多少呢？这就好比测量一根木头，拿尺子量一下就知道有多长了，但现在的测量方法是通过不同时段观察到木头的长度，或者是将木头折成两段后分别测量其长度的总和，又或者是将木头的组成原子全部加起来获得的长度。为何没有人直接测量这根木头的长度呢？

我们都知道，爱因斯坦是有名的理论物理学家，所以他基本不做实验，全是靠自己坐在那想出来的，所以他并没有测过光速，当年是通过麦克斯韦方程组计算出光速是不变的，在1905年，爱因斯坦的第一篇狭义相对论论文中提到：“只有当我们通过定义把光从A到B所需要的时间规定为等于光从B到A所需要的时间，我们才能够定义A和B的公共时间”。可能有点繁琐，简单来说就是光从A到B的时间规定等于从B到A的时间，这是爱因斯坦自己给出的一个约定前提，光在正反两个方向的传播速度是一样的。

所以我们现在明白了一件事，我们只是假设了光速的返回速度与光的单向速度的一致，并且用了这种假设来测量了光速。但其实我们是没有办法测量光的单向速度的，那么问题就出在这里，谁又能确定光的返回速度与单向速度是一样的呢？我们也来做一做思想实验，看看有没有办法测量单向光速。

假设有一个激光器，向真空状态下发射一束激光，真空距离为10000米，在发射激光的一瞬间同步启动时钟，在激光到达终点时停止计时，但问题是你和时钟都在起点，你怎么知道激光什么时候到的10000米呢？所以你需要两个时钟，一个在起点，一个在终点。当终点检测到激光的时候，就会自动停止。但是因为终点的时钟距离你有10000米，根据爱因斯坦狭义相对论的时间膨胀效应，你怎么确保两个时钟是同步的呢？

实际上无论使用任何时钟，包括原子钟在内，都没有办法做到绝对同步，所以只有在终点放一面镜子，把光反射到起点，这样就可以用一个时钟测量出20000米的时间。所以假如光往终点传播的速度与反射传播的速度不一样怎么办？有没有一种可能，光在抵达终点，再返回的速度真的不一样了，比如光用了两倍的速度到了终点，而返回起点是瞬间的，就好比量子纠缠的超距现象。换句话说，光速在前进的方向是一个速度，返回又是另一个速度。

可能会有人说，光速在各个方向的传播速度应该都是相同的，光速恒定不变可是爱因斯坦告诉我们的，但事实是光速在任何方向恒定只是个假设，一个约定，而不是经过实验验证以后的事实。事实上光在不同介质里的速度是不一样的，比如真空，水，玻璃，钻石等。有没有可能光在宇宙暗物质中的速度也不一样了，谁又能保证单向光速就一定是299792458米/每秒。

事实上科学家一直试图想找到能够找到测量单向光速的方法，但很遗憾，这也许超出了我们的能力范围，因为不管你用什么方法去测单向光速，首先我们人的物理特性就被约束了，我们需要用眼睛看，即便借助任何仪器，比如红外线，热感应，光谱分析仪，X光等等，这些都需要光这个介质来传递到相关的仪器上，这些仪器才能记录或拍摄到光，所以这样测量出来的并不是光的单向速度，于是我们实际上陷入了一个死循环。

单向光速能不能被测量出来，这是一项对人类探索与智慧的挑战。感谢大家的阅读，下次话题再见。