摘要：光速的3个十分颠覆常识的现象。第一个就是宇宙为什么要限制光速。如果光速是无限大的会怎么样？第二个，光速为什么一诞生就是光速，为什么不存在从零加速到光速的过程。第三个问题，为什么以光速运动的物体，其时间为零。要彻底搞清楚这三个问题，必须要用量子力学来解释，经典物

光速的3个十分颠覆常识的现象。第一个就是宇宙为什么要限制光速。如果光速是无限大的会怎么样？第二个，光速为什么一诞生就是光速，为什么不存在从零加速到光速的过程。第三个问题，为什么以光速运动的物体，其时间为零。要彻底搞清楚这三个问题，必须要用量子力学来解释，经典物理学是无法回答的。

宇宙为何限制光速

其实在过去2000多年里，人类一直都搞不懂光到底是什么东西。最大的争议点在于，光到底是粒子。还是波在早期的双缝干涉实验中，光表现的很像波，但是在光电效应中，它又表现的像粒子。现在我们已经知道光的本质就是一种光量子，具有玻璃二项性、叠加态以及遵守不确定性原理。为了正确描述光的量子特性，我们一般将光默认成波，并采用薛定谔的波函数描述，但这又会导致另一个问题的出现。

如果光是波的话，那它到底是怎么传播的？比如，声波和其他机械波都需要介质才能传递。所以在相对论出现之前。物理学家就认为，光波的介质是一种充满宇宙的物质，这种物质叫做仪态。直到1905年，爱因斯坦否定了仪态，认为光不需要传播介质，光在真空中总是以恒定的速度飞行，并且光速是宇宙中最快的速度。

那为什么宇宙会有一个速度限制，而且这个限制会是光速？首先，光速取决于真空的两个基本属性，分别是真空界电常数和磁导率，而这两个常数都是我们精确测量得到的。这些常数不会改变，也就造成了光速不会改。你可以将这些常数理解成空间对电磁波传播时带来的阻力，这也就造成了信息的传播速度有一个上限，而信息的传播限制就创造了宇宙中存在无法逆转的因果关系。

因为，信息极限速度不能超过光速，所以宇宙中发生的任何事件并不能立马到达观测者的视线之中。而正是由于这一点才保护了人类文明。如果，光速无限大，那就意味着宇宙中任何一个地方发生的事件，都会同时影响到宇宙其他所有的事件，那么宇宙中发生各种超新星爆发事件释放了大量高能光子都有可能同时传导到地球上，这种累积效应给地球带来的能量是毁灭性的，就会直接摧毁人类文明。

光子为何从一诞生就是光速

在光速无限的宇宙中，任何事件发生的顺序可能会变得混乱，我们也就无法对一个事件的因果关系有清晰的认知，所以宇宙中就不会存在红移现象，我们也不能发现宇宙背景辐射自然也就无法了解宇宙的历史，整个宇宙的范围可能会变得无限大，宇宙中的所有恒星的光线可能会同时抵达地球，这样一来，整个夜空也会被照亮，黑夜或许就不再存在了。
事实上，光速不变就意味着宇宙中任何时空发生的事件，其影响范围都是有限的，这个范围就是光锥，所以才有了光锥之内皆是命运，光锥之外皆是虚无的说法？

光子难道是天选之子吗？为什么宇宙要选择光子作为宇宙的最大速度呢？而不是其他粒子。事实上，宇宙限制的不是光速，而是宇宙需要因果率。因为，宇宙如果没有因果律，那任何时空发生的事件信息量都是无限的，这种无限信息就会违背能量守恒定律，这就是一种bug级别的存在。而因果律的实现必须要求宇宙的最大速度有个限制，恰好这个速度限制由光子承担罢了。

事实上，其他粒子运动速度也可能达到光速这一数值，之所以光速这个名字不采用其他粒子的名字来命名，只是因为光子是最早发现最普遍存在的例子而已？现在我们知道光的本质就是光子，那为什么光子从一诞生就是光速，光子没有加速过程是完全不符合。常识的要搞清楚这个问题，你必须抛弃经典物理学的观念，转而利用能量量子化概念才行。可以说，量子力学的建立就是从这一概念开始的，在经典物理学中，世界万物都是连续的，能量的传递自然也是连续的，这种概念极其根深蒂固。

即便是量子力学的创始人普朗克在提出能量的离散性后，依旧责备自己的想法太疯狂。事物的连续性在人类的惯性思维中是不言而喻的，不管是组成物质的结构还是速度都是连续变化的。可是这种思维在。世纪末却面临着巨大的挑战，因为，那时候人类已经有能力打开微观世界的大门了。那时候物理学家就发现，用连续性概念解释不了很多问题。比如，黑体辐射和电子轨道跃迁问题，如果按照连续性思维，黑体辐射中的锐利金斯分布将出现紫外灾难，这明显与事实不符。任何用能量连续性的概念解释黑体辐射光谱的过程都注定是失败的。

如果，要彻底解释黑体辐射就必须将光量子化，也就是说，光只能是一分一份的能量，而不再是连续的只有这样才能解释黑体辐射。而布朗克巧妙的利用了物理经验，把连续性转变成非连续性，才完美解释了黑体辐射的光谱数据。可是他本人一直认为自己只是为了解释实验，而不得以拼凑的解释，他内心仍然倾向于连续性。可是最后的结果大家都知道了，爱因斯坦率先将这种不连续性思维利用到光量子上，并提出光量子假说完美解释了光电效应，并为此获得了诺奖。

为什么以光速运动的物体，其时间为零

沃尔继尔将这种不连续性用到核外电子的能级跳跃上。可以说整个量子力学就是建立在不连续性上，我们经常说的能量量子化，本质上就是说能量的吸收和释放不再是一个连续的过程，而是以某一单位为基础跳跃式释放或者吸收。比如，电子吸收光子的能量只能吸收HU或者是HU的整数呗。因为HU是光子的能量，HU也是光量子的能量，量子是不可再分的是一种基本单位，所以吸收能量的过程不存在从0.5HU到0.6HU的过程，但是按照连续性思维，能量的吸收，怎么会这样呢？吸收能量应该可以细分成无数个连续过程，而不应该是跳跃式的进行。

但是连续性吸出能量是错误的，量子化才是正确的。除了能量的吸收是量子化的光速也是类似于量子的跳跃过程。电子不管受击辐射还是自发辐射出光子。光子从一诞生，直接就是光速没有从0米每秒到30万米每秒的加速过程。我想你很难相信这样的解释，可是无数实验已经表明，没有比能量量子化更好的方式解释微观世界了。所以光子并没有加速的过程，这也是量子力学的核心共识。正是由于光只能以光速运动，不可能静止下来，所以对于光本身来说，他没有经历任何时间。

即便是宇宙大爆炸之初产生的光，经过了138亿年的飞行抵达了地球，那么对它来说，诞生即毁灭。在这138亿年的时间内，对于观测者来说是漫长的。而对于光子本身来说，这个时间为0，如果光子具有意识，那么还没有等他的意识有足够的时间去思考宇宙的意义，宇宙就从诞生变成了毁灭，所以在光子的角度看来，宇宙本身就是一种诞生与毁灭的混合体。对此您怎么看？#热点引擎计划#

来源：科学圈二三事儿