光速為啥那麼快？看完更暈了

為什麼光會這麼快？為什麼不更快一些，或更慢一些？換句話說，光速由什麼決定？

19世紀60年代，英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋發現，當電場和磁場一起改變時，它們的相互作用會產生電磁波。麥克斯韋計算了一下電磁波的速度，發現它正好等於光速。

這強烈地暗示光就是一種電磁波，而這種觀點隨後就被實驗所證實。

1905年，·愛因斯坦提出光速是宇宙中速度的上限。根據他的狹義相對論，一個物體不可能加速到超過光速。

因此，麥克斯韋和愛因斯坦告訴我們，光速實際上與許多其他的事情息息相關。

但是，上面這些理論都無法解釋什麼決定了光速。

直到量子力學理論的出現。

量子理論出現之前，描述光的最完整的理論就是麥克斯韋的電磁理論。即使在現在，電磁理論對我們來說仍非常重要，但它產生了一個問題。

為了計算出真空中的光速，麥克斯韋需要使用兩個關於真空電磁性質的常數，分別稱之為真空介電常數和真空磁導率。它們具體為多少，需要通過實際測量來得到。

但問題是，這些常數究竟代表著什麼呢？畢竟，電和磁是由電子等帶電的基本粒子產生的，但是，如果我們談論的是真空，裡面什麼也沒有，那麼不是應該沒有任何粒子嗎？

此時，我們得用量子理論來解釋了。在量子場理論（一種高級版本的量子理論）中，真空不是真的空，而是一種狀態，是一個量子系統能量達到最低的狀態。

它其實是一個很喧鬧的舞台，量子漲落會產生稍縱即逝的虛粒子。

那什麼是量子漲落呢？根據海森堡的不確定性原理，在物理測量中總是存在不確定性。經典物理學中，我們能同時精確地知道位置和動量。

例如撞球桌上的一個靜止的撞球，量子理論卻不這麼認為：撞球始終有著微弱的抖動，不過這種抖動太微弱了，我們人類無法直接感覺。

而在真空中，這些抖動會使得能量（或同等的質量）發生漲落，會不斷地產生稍縱即逝的虛粒子。

這些虛粒子如同幽靈一般稍縱即逝，但是它們卻能產生可觀測的影響，其中就包括電磁的影響。

電場或磁場作用到它們身上，會產生相應的電磁反應。這種現象使得物理學家可以測量到真空的電磁性質，進而能算出光速的大小。

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