根據(jù)現(xiàn)有的理論，光在真空中的傳播速度是宇宙中最快的局域速度，其數(shù)值為299792458米/秒。真空光速的數(shù)值是人為定義的，其小數(shù)位后面都是0。既然光速是定義的，那么，為什么不取整為3億米/秒呢？

這個(gè)問(wèn)題涉及到了人類對(duì)光速的認(rèn)識(shí)和測(cè)量過(guò)程。光速最初被普遍認(rèn)為是沒(méi)有上限的，因?yàn)橹灰话l(fā)光，就能瞬間照亮周圍，并且瞬間被遠(yuǎn)方的人看到。伽利略對(duì)此表示懷疑，他試圖用實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)量光速，但結(jié)果失敗了。伽利略意識(shí)到，如果光速不是無(wú)限的，那么，這個(gè)速度必然會(huì)快到極致。

光速的測(cè)量

在伽利略之后，天文學(xué)家?jiàn)W勒·羅默通過(guò)木衛(wèi)一的星蝕現(xiàn)象，首次確認(rèn)了光速是有上限的。此后，惠根斯基于羅默的數(shù)據(jù)算出了光速為22萬(wàn)公里/秒。雖然這個(gè)數(shù)值要比實(shí)際低了一些，但這開(kāi)啟了人類測(cè)量光速的大門。

隨著科技的發(fā)展，物理學(xué)家相繼提出了飛行時(shí)間法、諧振腔法、激光干涉法等一系列方法來(lái)測(cè)量光速，使得光速的測(cè)量精度變得越來(lái)越高。例如，通過(guò)飛行時(shí)間法測(cè)出的光速為29.8萬(wàn)公里/秒，通過(guò)諧振腔法測(cè)出的光速為299792.5公里/秒，通過(guò)激光干涉法測(cè)出的光速為299792456.2米/秒。

光速的不確定性

到了上個(gè)世紀(jì)70年代，光速測(cè)量值的不確定度已經(jīng)變得非常低，來(lái)自儀器的不確定性已經(jīng)非常小。但有一個(gè)因素始終會(huì)影響光速的測(cè)量值，那就是1米的長(zhǎng)度。

此前，人們用米原器來(lái)對(duì)1米的長(zhǎng)度進(jìn)行定義。米原器是一根鉑銥合金，想要精確測(cè)量其長(zhǎng)度極為困難。而且隨著時(shí)間的推移，米原器本身也會(huì)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致1米的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度存在不確定性，這也使得光速測(cè)量值的不確定性始終無(wú)法消除。

基于米原器的標(biāo)準(zhǔn)，光速已經(jīng)測(cè)量到足夠精確的地步。并且考慮到光速非常特殊，因?yàn)楦鶕?jù)麥克斯韋的電磁理論，這個(gè)速度是一個(gè)與參照系選擇無(wú)關(guān)的速度。于是，科學(xué)家就想把光速定義成一個(gè)確定的數(shù)值，這樣反過(guò)來(lái)再用光速來(lái)定義長(zhǎng)度單位。

那么，光速定義為多少才是合適的呢？

由于光速的大小會(huì)決定1米的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，而在現(xiàn)實(shí)中很多參數(shù)都與1米的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度有關(guān)，所以光速的選擇不能讓1米的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度發(fā)生可測(cè)的變化，以免影響到已有的參數(shù)。

因此，根據(jù)此前光速的測(cè)量值，科學(xué)家把光速確定為299792458米/秒。基于此，光在真空中前進(jìn)1/299792458秒的距離就是1米的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度。這種改變只是讓米的定義變得更加精確，但不會(huì)影響到此前的參數(shù)。如果把光速定義為3億米/秒，1米的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度會(huì)出現(xiàn)將近0.07_的偏差，從而影響到那些與長(zhǎng)度有關(guān)的參數(shù)。