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光速连接时间和空间,为什么选择每秒30万公里?

光速,每秒299792458米,是现代物理学的基石,大自然为何选择这个数字作为光速?

光速,每秒299792458米,约为30万公里每秒,这个数字是现代物理学的基石,然而为何大自然选择这个数字作为光速?

光也具有速度:

丹麦天文学家在17世纪,通过木星和木星卫星的观测数据,发现木星的轨道周期有略微的变化,由此推断出光的传播需要时间。

在接下来的几个世纪里,科学家不断尝试光速的测量,在19世纪,物理学家通过测量电磁波的速度,发现了光速,进而得到光也是一种可见的电磁波,随着对光的研究,进而发现光的波粒二象性,这时的光和光速几乎是同一个东西,时间和空间是不同的东西。

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然而这一切都被爱因斯坦的出现所打破。爱因斯坦通过相对论,实现了时间和空间的相互联系,人类世界被统称为“四维时空”。

通过爱因斯坦的相对论,可以通过速度告诉我们空间和时间的联系,而爱因斯坦的理论公式,最为关键的转换常数就是光速,爱因斯坦的相对论让人类意识到光和光速完全无关,光速只是一个数值,是宇宙的常数。

那么为什么大自然选择299792458m/s,作为光速的数值,而不选择其他的随机数列?

光速连接时间和空间,为什么选择每秒30万公里?

光速的数值其实毫无意义?

光速为什么存在数值,是因为人类给了光速单位——米/秒。

为了适应这个单位,人类需要定义多长是一米,多短是一秒,整个单位都是人类社会对速度的定义,而不是宇宙或大自然真正的意义。

换句话说:如果你和另一个星球的文明讨论光速,你说30万公里每秒是光速,对方会一头雾水,因为它们不知道什么是秒,什么是公里,对地球单位几乎一无所知,并且人类对光速的数值定义过于复杂,或许在外星文明中,光速是一个常用计量单位,表达方式也更加简洁。

人类文明所定义的单位,对于物理学来说是一个障碍,现代物理学更倾向于没有单位的纯数字常量,没有单位的限制,可以让物理学公式更加基础。一个没有单位的常量数字,肯定要比带有复杂单位的数字更容易使用。

光速连接时间和空间,为什么选择每秒30万公里?

未来物理学或许可以摆脱单位,进而发现真正的光速常量,然而科学家似乎无法摆脱基础数字。

单位是让科学接近生活的一种方式,而数字是地球独特的语言,也是所有科学的基础,因为人类目前无法描述科学,所以使用各种数字去定义,就像光速一样。

或许等到人类真正走向“宇宙社会”时,才能发现科学的真面目。

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