十万个为什么

为什么光速是常数？

1、根据爱因斯坦的狭义相对论，光速在真空中是一个基本常数，与光源和观察者的相对运动无关。这是狭义相对论的两条基本假设之一。

2、光速的恒定性是由时空的几何性质决定的。在爱因斯坦的时空模型中，时间和空间是相互关联的，形成一个统一的四维结构，光速在这个结构中是一个不变的速率。

3、实验证据支持光速的恒定性。多次实验，如迈克尔逊-莫雷实验，都表明光速在不同方向和不同条件下保持不变，这与经典物理学的预期不符，但与相对论的解释一致。

4、光速的恒定性解释了许多物理现象，如时间膨胀和长度收缩。当物体接近光速时，时间会变慢，长度会收缩，这些现象都是光速恒性的直接后果。

5、光速的恒定性是电磁学理论的基础。麦克斯韦方程组预言了光速的值，这个值在真空中是一个常数，这一预言后来被实验验证。

总之，光速的恒定性是现代物理学的基础之一，它不仅解释了大量的物理现象，还揭示了时空的本质，是科学理解宇宙的重要基石。