马萨诸塞州波士顿东北大学物理学教授斯蒂芬·鲁克罗夫特和约翰·斯温提供了以下解释
打开电灯开关的常见经验当然表明光传播得非常快。但仔细的实验表明,它的传播速度是有限的。这个速度,我们称之为“c”,经测量为每秒 300,000,000 米。
光速的奇特之处在于,它具有相同的值,与光源和观察者之间的相对速度无关。这个事实是一个实验性的事实,只有当相对运动改变空间和时间间隔之间的关系,以保持所有观察者单位时间内光传播的距离相同时,它才有意义。
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空间和时间必须混合在一起才能保持光速恒定这一事实意味着,在某种意义上,空间和时间必须是相同的,尽管我们习惯于用米来衡量空间,用秒来衡量时间。但是,如果时间和空间在某种程度上是相似的,以至于它们可以相互转换,那么就需要一些量来转换单位——即,需要一些以米/秒为单位测量的东西,它可以用来乘以时间秒数以获得空间米数。这个东西,即通用的转换因子,就是光速。它之所以是有限的,仅仅是因为有限的空间量等同于有限的时间量。
对光的有限性质的另一种解释可以从思考我们所说的光本身是什么来获得。光,根据定义,是一种电磁波,是在空间和时间中传播的扰动,它携带有关电荷加速的信息。
如果光速是无限值,那么光本身根本就不会存在。在数学上,将光描述为电磁波的波动方程将失去其时间依赖性。
在物理术语中,电磁波的产生是由于加速电荷的位置变化的消息到达远处点需要有限的时间。将电荷想象成一个豪猪,它的柔性橡胶刺向各个方向延伸到无限远。这些刺代表电场线,即测试电荷将沿其移动的线。
如果电荷被猛地拉动,靠近电荷的刺段会移动,但更远的刺段仍将指向其原始方向。结果是,每个刺都会得到一个向无限远处移动的扭结。这个扭结传递了电荷已移动到刺的远处部分的消息,并且对应于电磁波。如果波以无限快的速度移动,就好像它根本不存在一样;刺是无限刚硬的,消息传到各处,没有任何明显的扭结。换句话说,将不会有电磁波,因此也不会有光。
前两个论点是两种略有不同的方式来说明,如果你认为光是一种波,那么它必须是某种传播并需要时间从一个点传播到另一个点的东西。换句话说,它必须以有限的速度传播。无限的传播速度是事物在所有地方同时发生的瞬间魔法变化,而不是波!