光速正好是30万公里每秒，是巧合还是设计出来的？
宇宙时空 2021-04-12 19:33
在现代物理学上，目前定义的光的速度是299792458米/每秒，每秒30万公里是一个便于我们使用的近似值。这个值是经过数辈科学家几百年的努力精确测量的结果，不是巧合、也不是设计的。
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要回答这个问题，我们不妨从光速的测量史说起。光速如此快，因此其测量难度很大，光速的测量经历了辩论期、物理测量法、天文测量法、实验测量法、干涉法几个阶段。
辩论期 早期，人们认为光是瞬时传播的，即光速是无限大的，包括古希腊科学家的鼻祖亚里士多德在内，都认为光的传播是瞬时的，包括一些科学界的大佬开普勒、笛卡尔等，也都认为光速是无限大、不可测的。然而伽利略认为光虽然传播很快，但却是可以测量的。
最初伽利略测量光速，采用了最原始的物理方法，即两人拿灯在两个山头，通过发出光到看到光的时间和山头的距离来计算光的传播速度。结果可想而知，由于光速实在太快了，在两个山头之间传播的时间根本无法确定。但这也开始激起人们对光速探索的兴趣。
17世纪后期，随着天文望远镜的发展，光是否具有速度有了定论。1676年，丹麦天文学家罗麦在观测木星时发现一个有趣的现象：在一年的不同时期，木星的卫星的隐食周期是不同的;地球处于木星和太阳之间时和太阳处于地球和木星之间时，周期相差十四五天。他猜测这种现象是因为光具有速度。此后惠更斯根据罗麦的数据和地球半径计算出光的传播速度为214000千米/秒。
虽然此数据与目前光速的值差别很大，但是这是人类第一次计算出的光速值，具有里程碑意义。
实验测量法
19世纪，科学家开始使用实验对光速进行测量，其思想是将难以测量的光速，通过实验，转化成容易测量的对象进行计算。比较著名的是齿轮测量法。光在光路上传播时，经过两次齿轮的间隙后被人看到，只有在齿轮转速为某个值时，光才可以穿过间隙，这样就把光速的计算，转化成了齿轮转速的计算。后来经过多次改良，这种方法计算的光速为298000千米/秒，误差已经很小了。
干涉法
现代物理学中，使用波长和频率计算光速，计算出真空中的光速值为299792458米/每秒的固定值。通过了解光速的测量历史，我们不得不佩服科学家的智慧，也不由得感慨，科学探索永无止境！
回到题主的问题，光速是一个固定值，是数辈科学家精确测量的结果，既不是设计的、也不是巧合。光总得有一个速度（除非它是无限的），既然有一个速度，我们只需要测量就好了！
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发表于 2021-4-17 23:37
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