光速的由來

我一直對真空中的光速覺得好奇。直到最近才大致瞭解光速的由來。實際上科學家門瞭解光速的由來也不比我早多少。應該是2013年,科學家根據量子力學中真空中的量子漲落才精確計算出光的速度。

在此以前計算真空中的光速是通過真空中的介電常數和磁導率計算出來的。真空中的光速就是1除以介電常數與磁導率的乘積的開根號。這個是根據麥克斯韋方程計算出來的。可是在以前看來空空如也的真空的介電常數為何是個不是零的常數呢?

這個就要由量子力學來解釋了。量子力學認為真空中並不是什麼都沒有,而是不停地產生虛粒子和虛反粒子。這兩種粒子不斷產生又很快湮滅。正是如此,真空中的介電常數才不是零。

這種不斷產生虛粒子和虛反粒子並不斷湮滅的過程被稱為量子漲落。這跟以前的以太有點相似,不過是極不穩定的。想想以前用粗糙的實驗手段來尋找以太,並且還幻想出以太風,真是差得太遠了。

由此,我們也能想到真空中的量子漲落並不一定是恆定不變的。因此真空中的光速也不一定是恆定的。愛因斯坦的相對論是否也得改一改呢?


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