为何光速是这个取值范围呢,齿轮法测量光速
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我们都知道光速是每秒299792458米，但光速为何偏偏是这个值、而不是其它数字呢？我们为何又对这种电磁波的速度如此关注？为何光速会成为物理学的重要基石？
这都是因为，光速其实颇为古怪。
考察光速
第一个意识到光有速度的人是一位名叫奥勒·罗莫的天文学家。在17世纪末时，他对木卫一的一些奇怪行为产生了强烈兴趣。每隔一阵子，木星就会挡在这颗小小的卫星前面，使之暂时从我们的视野中消失，但这种现象发生的间隔似乎会
爱因斯坦的狭义相对论指出，光速约为每秒3亿米。
我们都知道光速是每秒299792458米，但光速为何偏偏是这个值、而不是其它数字呢？我们为何又对这种电磁波的速度如此关注？为何光速会成为物理学的重要基石？
这都是因为，光速其实颇为古怪。
考察光速
第一个意识到光有速度的人是一位名叫奥勒·罗莫的天文学家。在17世纪末时，他对木卫一的一些奇怪行为产生了强烈兴趣。每隔一阵子，木星就会挡在这颗小小的卫星前面，使之暂时从我们的视野中消失，但这种现象发生的间隔似乎会在一年之内不断变化。看来要么是木卫一的轨道有什么奇特之处，要么是另有原因。
观察了几年之后，罗莫终于将这种现象与原因联系在了一起。当我们看见木卫一被木星挡住时，我们正处在地球公转轨道的某个位置上。但等几天后、我们再次看见木卫一被遮挡时，我们所在的位置已经和前几天稍有不同了，也许离木星近了些、或是远了些。如果我们离木星的距离比上次远，就意味着我们要多等一小段时间才能看到下一次遮挡，因为光线需要多走一段距离才能到达地球；反之也是同理。
只有光速是有限的，才能解释木卫一被木星遮挡的时间间隔会不断变化的现象。
光速有意义
在接下来的几个世纪里，人们开展的持续观测不断巩固了对光速的测量结果。但一直到19世纪中叶，物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦在无意间“发明”了光，系统性理论才开始形成。
当时，麦克斯韦正在研究电与磁之间的关系。在此过程中，他发现了一套可以解释所有独立观测结果的统一理论，为我们如今所知的“电磁力”奠定了基础。他通过方程式发现，变化的电场可以产生磁场，反之亦然。因此，电波可以生成磁波，后者反过来又可以生成电波，如此循环往复
麦克斯韦在计算这种所谓“电磁波”的传播速度时，得到的数据竟和科学家们几个世纪以来测得的光速数值相同。由此可见，光正是由电磁波构成的。
这个理论一直没遇到什么问题，直到几十年后，爱因斯坦意识到，光速其实和光毫无关系。他在研究狭义相对论时意识到了时间与空间之间存在某种关联，共同交织成了所谓的“时空”。但众所周知，时间与空间截然不同，“一米”和“一秒钟”或“一年”根本不是一回事，可以说是南辕北辙。
那么，这两个概念怎么可能联系在一起呢？
这当中需要有某种“黏合剂”，让我们能够将空间运动与时间运动相互转化。换句话说，我们需要知道一米长的空间对应的时间是多少，即需要确定一个转化率。而爱因斯坦发现，有这么一个常数、或者说速度，可以帮我们算出时间与空间之间的对应关系。
爱因斯坦的理论并未指明这个数字究竟是多少，但当他将广义相对论套用到麦克斯韦方程组中时，发现这个转化率恰恰就是光速。
当然，这个将时间与空间统一起来的基本常数并不知道什么是电磁波，也压根不在乎，毕竟它只是个数字而已。但麦克斯韦却在对此一无所知的情况下、提前算出了这个数字。这是因为所有无质量的粒子都能够以这个速度运动，既然光也没有质量，自然也能按这个速度传播。这样一来，光速便成为了现代物理学的一块重要基石。
但为什么偏偏是这个数字、而不是其它随便的某个数字呢？为什么大自然偏偏选了这一个？究竟发生了什么？
光速无意义
说到底，数字本身其实并不重要。毕竟它是有单位的：米/秒。在物理学中，任何带单位的数字都可以改变取值，因为我们首先要对它的单位进行定义。例如，要想以“米/秒”的形式表达光速，首先要决定“一米”和“一秒”究竟意味着什么。因此，对光速的定义是与对长度和时间的定义紧密相连的。
在物理学中，我们更关注那些没有单位或维度的常数，即在物理理论中仅以数值形式存在的数。这些数字似乎要基本得多，因为它们不需要依赖任何定义。换句话说，如果我们日后结识了某个外星文明，我们也许无法理解它们测得的光速，但对于那些没有维度的常数，我们则可达成共识，因为只是单纯的数字而已。
所谓的“精细结构常数”就是这样一个例子，它是光速、普朗克常数、以及自由空间磁导率的结合，约等于0.007。0.007后面没有单位，只是一个纯粹的数字。
所以从一方面来看，光速可以取任何值，因为它自带单位，因此取值会随着我们对单位的定义而变化。但从另一方面来看，光速又不能取其它值，因为这样一来，精细结构常数也得随之变化。但我们的宇宙选定的精细结构常数偏偏就是0.007，对此我们也无从改变。既然这一点不能变动，并且放之四海而皆准，光速的取值也就不能随意更改了。
那么，为何精细结构常数偏偏是这么个数字呢？好问题，科学家们也不知道。
为什么光速是299792458米每秒，而不取整3亿米每秒？
为什么光速是299792458米/每秒，而不是取整300000000米/每秒？
道理很简单，因为一米这把尺子和秒这个时间长短的确定。
是用一米这把尺子测量出光速是299792458米/每秒。
如果定义一米的长度刚好是光速的三亿分之一，那么光速就是3亿米/每秒了。
那么一米长度如何确定的呢？
1799年在法国，根据测量结果制成一根35毫米 25毫米短形截面的铂杆，以此杆两端之间的距离定为1米，这就是最早的米定义，以实际物体物理长度定义的米长度，这个铂杆的长度会随温度变化。
随着 科技 的发展，1960年第十一届国际计量大会对米的定义作了更改：米的长度等于氪－86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍，消除了物体热胀冷缩对米长度的影响，这是基于光谱波长定义的米的长度。
1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上又通过了米的新定义：真空中光在1/299792458秒时间内行程的长度。
因此尺子的绝对长度不同，光速也会有不同的数值。
如果秒的定义不同，光速数值也会不同，因为：光速=光传输距离（单位米）/时间（单位秒）。
秒的定义也经过了演变。
第一次是1820年根据地球绕日公转确定的秒，称为平太阳秒，由于每年测量的平太阳秒都不一样、不准，所以1900年再测一次作为永远的标准。
第二次是1900年根据地球绕日公转确定的秒，也称为历书秒，即1900年的平太阳秒。
第三次是根据铯原子跃迁时辐射周期确定，是光谱确定的秒，仍称为原子秒。
原子秒是与历书秒等效，和1900年测的秒长短一样。
改变秒的计时长短，也可以使光速为3亿米/每秒。
这个世界上的一切都有其固有规律，光速就是一种自然规律。
世界由118种元素组成，以后可能还会发现新的元素，水是由氢氧原子组成，生命主要是由有机物组成，地球大约有了45亿年的寿命，围着太阳转一圈约365.25天等等，都是有定数的，这就是自然规律，你一定要问自然规律为什么是这样呀，那谁知道呢？
人类只能认识规律，无法创造规律。这是唯物主义和唯心主义的根本区别。那些随意乱想，胡乱就想象创造一个伟大理论的民科，就无视规律，把几百年的科学发现肆意践踏，认为自己的臆想才是世界的真理。
有人甚至认为思想意识超光速，想到100亿光年就到了100亿光年。还认为自己已经是“超人类”，至少是爬上了井沿的蛤蟆，那些坚持科学精神和科学方法的人都是井底之蛙，老拿人类的视角看问题，他们实在很是“超前”，都超前到不在人里面算账了。
光速每秒约30万公里是许多人类精英和先驱经过百年测算得到的，准确的光速是299792458 m/s，也就是约30万公里。
那时候没有什么精密仪器，他用的是土办法。让两个人站在相隔1英里（1.609344公里）两个山顶上，各拿一个灯笼，第一个人举起灯笼同时开始计时，在另一个山头上看到第一个人灯笼第二人便立即举起自己的灯笼，第一个人看到第二人的灯笼后立即停止计时，这样就得到二零光传输两英里的时间，从而求出光的速度。
可想而知，这种简陋的实验以及短距离和人类动作的误差，是不可能得到什么结果的。我们现在可以轻易的计算出光速走2英里的时间为11微秒，也就是10万分之1.1秒，人眼怎么能够反应出来呢？
尽管如此，伽利略为测量光速开辟了先河，作为一个著名人士，引起了 社会 广泛关注。
其后，丹麦天文学家奥勒·罗默通过观测木星和木卫一的“行星掩星”现象（这个现象也是伽利略发现的），并与太阳与地球位置变化关系结合起来， 经过十几年持续不懈的观测计算，得到了人类 历史 上第一个科学测定的光速数据，推断出光速大约为220000千米/秒。
虽然这个数据与光速精确的数据相去甚远，但科学界认为他的观测是非常科学的，只是当时数学计算水平的不足，才导致这样的误差。现在科学家们用他的方法得到的观测结果重新计算校正后，得到的光速数值是298000千米/秒，已经与现代精确光速数值非常接近了。
罗默之后，光速测量很久没人尝试，沉寂了近两百年。1849年，法国物理学家阿曼达·斐索又开始了新的尝试，终于首次在地球上测量出了光速的近似值，得到了315000千米/秒的数值。 它采用的设施是光源、旋转的遮板和固定在8公里距离的反光镜，方法和伽利略差不多，通过720个齿轮遮板旋转遮光，反射光回来的次数叠加计算。但由于遮板齿轮有一定宽度，影响了精确度。
1862年，法国物理学家莱昂·傅科在斐索实验的基础上进行了改良，将旋转遮板换成了旋转的平面镜，这样远方的光在折返回来后搭载旋转镜面上，这样只要知道平面镜的转速，经过计算就能得到光速的值了。这次实验刷新了 历史 ，光速值精确到了298000千米/秒。
1926年，美国人迈尔克逊用傅科同样方法，只是将反射镜间距提高到了35公里，测得光速为299796千米/秒。这已经是人类用原始方法测得的最精确光速了，人们发现，如果只靠人类原始光学方法，就不能得到更精确的数据了。
终于，1972年，美国科学家们利用激光干涉法测量出了最精确的光速，得到了光速为299792456米/秒，但却有一个1.1米的正负误差。
这是将1束频率已知的激光分成两半，行走不同的路径，之后再被汇合，科学家们在观察干涉图样的同时调整路径的长度，就可以计算出精确的波长，从而得到光速。
从理论上讲，这样测得的速度是不存在误差的，因此是最精确的。唯一不确定的是人们对长度单位“米”的定义细微的误差，因此这个正负误差1.1米的问题错不在光速，而是“米”。
将“米”定义为“光在真空环境下1/299792458秒内通过的长度”，这样一箭双雕的解决了长度的精确性和光速的精确性，长达300多年的光速测量画上了圆满的句号。
如果你一定要把光速定为3亿米1秒也无不可，把“米”的尺度缩短就是了，那只是人类主观的一种尺度，光速还在那里，是不变的。
光速为什么恰好是每秒29万多公里？这个问题问的，既有意义，又没有意义。其意义在于，可以促使我们探究光速的成因；然而，认为其无聊，则是因为我们可以对所有的物体提出同样的发问。
比如，你为什么有如此的相貌、身高和体重？地球 与太阳 的距离为何恰好使地球上的表面温度适宜生物的生存？
如果地球再重一些，会影响我们的行走；然而，其如若再轻一点，就会失去大气层。由此造成的后果是非常严重的，不仅会使我们失去氧气，而且也会因此造成昼夜温差的巨大变化，使人类难以存活。
之所以单独地将光速挑出来，发问其为何具有每秒近30万公里的数值，是因为我们把光速c当作一个绝对不变的物理常数；是因为光速非常神秘，其具有相对于空间和能量的不变性；是因为光速是宇宙中最快的速度；是因为我们对光速缺乏必要的了解与认识。
由于我们的宇宙是由不可再分的最小粒子构成的，即宇宙是由普朗克常数h定义的量子构成的；所以，离散的量子构成了物理背景即量子空间，受到激发的量子成为光子属于能量的范畴，由高能量子组成的封闭体系就是各种基本粒子属于物质的范畴。
因此，包括光子在内的所有物体，它们的运动都会受到量子空间的影响与束缚。每一个物体的外在能量，都具有两种不同的形式。其一是相对于自身的动能，其二是相对于空间的势能。前者用速度来度量，后者则是用弛豫时间即频率的倒数来计算。
因此，光速之所以具有不变性，是因为光子的质量太小，以至于其动能远小于势能，从而使光子能量的变化主要是其势能的增减。光速只是光子维持其空间势能的速度。
此外，光速之所以最快，是因为光子的质量和半径最小，空间对光子的影响与束缚很小的缘故。光子只有在极高的速度下，才能够维持其相对于空间的势能。这就好比，只有在高速运动的情况下，人体才能够在水上滑行，从事赤脚 划水运动。
而物质则由于其是由光子组成的封闭体系，所有的物质在其达到光速之前，都会因空间量子的不对称碰撞 而解体。这就是为什么，任何物质都无法达到光速的原因。
然而，光速的不变性，只是相对于静态的宇宙而言的。如果宇宙是变化的，其正在不断地膨胀，由高密度转变为低密度；那么，光子受到空间的影响与束缚必然会发生改变，使光子维持其相对于空间势能的速度逐渐增大，直至其能量完全以动能的形式存在，回到了经典力学的情况。此时，空间效应可以忽略不计了。
从这个意义上来说，光速并不是物理常数，其仅只是度量空间密度的物理参量。于是，目前光速的大小，是因为宇宙演化的结果，光速的具体数值与宇宙的量子空间密度相对应。
总之，由于空间不空，存在着作为物理背景的量子空间；由于光子的质量太小，其能量主要是相对于空间的势能；因而，类似于不同介质中的光速是不一样的，真空中的光速大小只与量子空间的密度相关。
在此，各种介质与量子空间，并无本质的区别。它们都是由离散的粒子构成的物理背景，都会对其中的物体运动产生不同的影响与束缚。不同空间的区别，仅在于构成该空间的粒子不同。
所以，光速之所以是现有的数值，是因为宇宙膨胀的结果，其取决于宇宙内部量子空间密度的大小。伴随着宇宙的膨胀，光速有一个由零逐渐地变大的过程。
为什么光速是299792458米每秒，而不取整3亿米每秒？
光速为什么恰好是每秒29万多公里？这个问题问得，既有意义，又没有意义。其意义在于，可以促使我们探究光速的成因；然而，认为其无聊，则是因为我们可以对所有的物体提出同样的发问。
比如，你为什么有如此的相貌、身高和体重？地球与太阳的距离为何恰好使地球上的表面温度适宜生物的生存？
如果地球再重一些，会影响我们的行走；然而，其如若再轻一点，就会失去大气层。由此造成的后果是非常严重的，不仅会使我们失去氧气，而且也会因此造成昼夜温差的巨大变化，使人类难以存活。
之所以单独地将光速挑出来，发问其为何具有每秒近30万公里的数值，是因为我们把光速c当作一个绝对不变的物理常数；是因为光速非常神秘，其具有相对于空间和能量的不变性；是因为光速是宇宙中最快的速度；是因为我们对光速缺乏必要的了解与认识。
由于我们的宇宙是由不可再分的最小粒子构成的，即宇宙是由普朗克常数h定义的量子构成的；所以，离散的量子构成了物理背景即量子空间，受到激发的量子成为光子属于能量的范畴，由高能量子组成的封闭体系就是各种基本粒子属于物质的范畴。
因此，包括光子在内的所有物体，它们的运动都会受到量子空间的影响与束缚。每一个物体的外在能量，都具有两种不同的形式。其一是相对于自身的动能，其二是相对于空间的势能。前者用速度来度量，后者则是用弛豫时间即频率的倒数来计算。
因此，光速之所以具有不变性，是因为光子的质量太小，以至于其动能远小于势能，从而使光子能量的变化主要是其势能的增减。光速只是光子维持其空间势能的速度。
此外，光速之所以最快，是因为光子的质量和半径最小，空间对光子的影响与束缚很小的缘故。光子只有在极高的速度下，才能够维持其相对于空间的势能。这就好比，只有在高速运动的情况下，人体才能够在水上滑行，从事赤脚划水运动。
而物质则由于其是由光子组成的封闭体系，所有的物质在其达到光速之前，都会因空间量子的不对称碰撞而解体。这就是为什么，任何物质都无法达到光速的原因。
然而，光速的不变性，只是相对于静态的宇宙而言的。如果宇宙是变化的，其正在不断地膨胀，由高密度转变为低密度；那么，光子受到空间的影响与束缚必然会发生改变，使光子维持其相对于空间势能的速度逐渐增大，直至其能量完全以动能的形式存在，回到了经典力学的情况。此时，空间效应可以忽略不计了。
从这个意义上来说，光速并不是物理常数，其仅只是度量空间密度的物理参量。于是，目前光速的大小，是因为宇宙演化的结果，光速的具体数值与宇宙的量子空间密度相对应。
总之，由于空间不空，存在着作为物理背景的量子空间；由于光子的质量太小，其能量主要是相对于空间的势能；因而，类似于不同介质中的光速是不一样的，真空中的光速大小只与量子空间的密度相关。
在此，各种介质与量子空间，并无本质的区别。它们都是由离散的粒子构成的物理背景，都会对其中的物体运动产生不同的影响与束缚。不同空间的区别，仅在于构成该空间的粒子不同。
所以，光速之所以是现有的数值，是因为宇宙膨胀的结果，其取决于宇宙内部量子空间密度的大小。伴随着宇宙的膨胀，光速有一个由零逐渐地变大的过程。
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