審核:小文
引言:眾所周知,光速是宇宙中最快的速度,人類真正將它的數值測算出來還只是在幾十年前,而且所測得的數據還只是大概數值,並不完全是精確的,因為光速本身存在著不確定性,無法被完全精確測量。
有一種東西每天都會出現在我們身邊,而且它們的傳播速度極快,地球上沒有任何速度能夠與之相比較,它就是光。地球上的自然光基本是太陽發射出來的,而太陽與地球之間相隔著一個標準的天文單位,但太陽發射出來的光只需要八分鐘左右就能夠到達地球,這充分說明了光的速度非常快,快到讓人意識不到它的存在。
那麼光速有多快呢?很多學過中學物理的朋友都能回答上大約是每秒鐘2.9979億米。現代人得到這樣的答案並不難,因為已經有很多科學方法能夠測出光速的具體數值。但是對於古人來說,要想測出光速簡直是不可能的事。有人就會說了,難道很久以前就意識到光速的存在了嗎?還真的有這樣的人,他就是伽利略。儘管意識到光速存在的人並不只有伽利略,但其他人普遍認為光速是無限的。
然而伽利略並不這麼認為,他懷疑光速的無限性,並且想要通過各種實驗途徑來證實這一點。由於當時的科學發展水平,伽利略還是沒能做到這一點,但他仍然相信光速是可以測算的。後來一位名為奧樂·羅摩的天文學家在觀察木衛一的星蝕現象的時候發現光速是有上限的,但他沒能得出這個上限值。再後來惠根斯在羅摩的研究基礎上算出了光速的具體數值是每秒鐘22萬公裡。儘管這一數值與如今測算得到的結果有一定的差距,但那也是人類揭開測量光速的序幕。
進入二十世紀之後,人類科學快速發展起來,科學家們陸續提出了不同的方法來測算光速,例如飛行時間法、雷射幹涉法等等。這些方法都普遍將光速的具體數值算到了每秒鐘29.8萬公裡左右,其中雷射幹涉法更是將這一數值精確到了小數點後7位。後來有科學家提出,光速存在不確定性,因為它具有波粒二象性。於是不少科學家又重新開始研究測算光速的方法,後面衍生出來的方法都將光速的不確定性降低了。
儘管如此,在光速測算上依然存在一種「頑固」的誤差因素,它就是一米的長度。可能很多人會好奇,一米的長度不是固定不變的嗎?為什麼它會成為影響光速測算的因素呢?實際上人類對一米長度的定義經歷了不同的時期,主要原因是測算的金屬不同,導致一米長度的具體數值不同。到目前為止一米的標準長度仍然存在著不確定性,這也導致了光速在數值上不會有一個統一的結果。
除此之外,有人就會問,為什麼不把光速每秒鐘大約29.9萬公裡的速度化簡為每秒鐘30萬公裡呢?要注意這裡的速度是以每秒鐘一萬公裡為單位的,無論在小數點後幾位都會對這個數值造成一定的影響,因此不能輕易地將光速取整為每秒鐘30萬公裡。