速度都需要有參照物才有意義，那么光速的參照物又是什么呢？

日常生活經(jīng)驗告訴我們，任何速度都是有參照物的，否則就沒有意義。我們平時所說的速度基本上都默認以地面為參照物。

那么光的參照物又是什么呢？

光速很特殊，它也是有參照物的，只不過光的參照物非常特殊，因為光速相對于任何參照物都保持不變，也就是光速不變原理，這種“霸道”行為讓光速看起來很另類，也曾經(jīng)讓一百多年前的物理學界陷入莫名的恐慌不安。

一切還需要從麥克斯韋對于電磁波的本質(zhì)講起。

19世紀，麥克斯韋提出了偉大的麥克斯韋方程組，堪稱人類歷史上最美的方程，這個方程如此優(yōu)美，如此簡潔，在當時的物理學界引起了巨大轟動。

不過，在驚喜之余，人們發(fā)現(xiàn)，麥克斯韋方程組推導出來的光速竟然是一個常數(shù)，這樣的結(jié)果完全震撼了當時的物理學界。

因為如果光速果真是一個不變的常數(shù)，也就是說光相對任何參照物都保持不變，這意味著什么？意味著牛頓力學統(tǒng)治下的絕對時空觀將轟然倒塌，起碼是不完備的！

這樣的結(jié)果是難以想象的，也是當時的物理學界大佬無論如何不能接受的，因為牛頓經(jīng)典力學在當時的統(tǒng)治地位非常牢固，人們堅信牛頓經(jīng)典力學不會有錯，這種堅信就猶如某種偏執(zhí)的力量一樣，不容任何質(zhì)疑牛頓經(jīng)典力學的聲音出現(xiàn)。

但同時，麥克斯韋方程組也足夠偉大，也是物理學家們堅信不疑的。怎么辦？如果不能很好地協(xié)調(diào)兩者之間的關系，最終其中一個肯定要被拋棄。而無論是拋棄哪一個，都是物理學家們不能接受的。

結(jié)果還是先入為主，物理學界大佬還是選擇了牛頓經(jīng)典力學，這樣的選擇也很正常，畢竟牛頓經(jīng)典力學誕生了幾百年，而麥克斯韋方程組只是一個“新來的”。

不過，這并不是說物理學家們放棄了麥克斯韋方程組，而是通過各種方式試圖調(diào)和兩者之間的矛盾，在牛頓經(jīng)典力學絕對時空觀的基本前提下，尋找兩者的契合點。

在這種背景下，“以太”的概念應運而生。以太，被認為就是光速的參照物，它是絕對靜止的參照物，在宇宙中無處不在。

但科學并不是兒戲，科學的確需要假設，但更需要假設之后的求證，正所謂“大膽假設，小心求證?！?/p>

以太是假設的概念，就需要實驗來驗證其確實存在。于是物理學家們做了各種實驗，試圖找出以太存在的證據(jù)，比如說著名的邁克爾遜莫雷實驗。但不管他們?nèi)绾巫鰧嶒灒Y(jié)果都表明在任何參照物下，光速都保持不變，也就是說，以太其實是不存在的。

對于實驗結(jié)果，絕大多數(shù)物理學界大佬都持懷疑態(tài)度，就連麥克斯韋本人也是如此。他們根本不會有“以太根本就不存在”的任何想法，因為他們知道這種想法意味著什么，意味著絕對時空觀的崩塌！

于是，龐加萊和洛倫茲等物理學界大咖想盡各種辦法，利用現(xiàn)有理論盡量調(diào)和牛頓經(jīng)典力學和麥克斯韋方程組之間的矛盾，但無論如何調(diào)和看起來都是在“左右逢源”。無論是牛頓和麥克斯韋，他們都不敢得罪，于是只能在絕對時空觀的基本前提下，盡量調(diào)和矛盾！

這時候，就需要一個具有獨特思維能力的人站出來給大家指明方向，這個人就是愛因斯坦。

愛因斯坦的想法是這樣的，既然以太的概念是假設的，就沒有必要抱著“以太一定存在”這個前提去解決問題。既然沒有任何證據(jù)證明以太存在，反而有更多的實驗表明以太根本就不存在，就沒必要堅守“以太”的概念。

秉承著“如無必要勿增實體”的理念，愛因斯坦用“奧卡姆剃刀”一下把以太“咔嚓”掉了，以太就像是“無用的累贅”一樣，一旦去掉之后，前提一片光明！

于是，愛因斯坦果斷拋棄了牛頓的絕對時空觀，提出了全新的相對時空觀，完全顛覆了牛頓經(jīng)典力學，狹義相對論就這樣誕生了。

說點題外話，其實當時的龐加萊和洛倫茲等人已經(jīng)無限接近狹義相對論了，但他們就是無法捅破“絕對時空觀”那層“窗戶紙”，以至于思維方式徹底被絕對時空觀束縛住了，遺憾地與狹義相對論失之交臂！

在光速不變原理和相對性原理的基礎上，愛因斯坦創(chuàng)建了偉大的狹義相對論。表面來看，這兩大原理似乎是矛盾的，本質(zhì)原因就是伽利略相對性原理其實是不完備的，它是以絕對時空觀為背景的，只是空間上的相對性原理，而忽略了時間上的相對性，所以伽利略相對性原理在電磁作用上才會不適用。

說白了，時空的相對性與速度息息相關，只不過在低速世界，時間的相對性很難體現(xiàn)出來，非常不明顯，所以伽利略相對性原理還是適用的，而一旦速度達到了亞光速甚至光速，就必須要考慮到時間的相對性，伽利略相對性原理就不適用了。

而光速不變原理，其實就是空間和時間都是相對性的結(jié)果，這樣的結(jié)果徹底顛覆了牛頓經(jīng)典體系下的絕對時空觀！

也就是說，光速不變的底層邏輯是：光速就是時空的固有屬性，所以光速相對于任何參照物都保持不變。光速不需要參照物，它是絕對的，如果說非要參照物的話，光速的參照物就是四維時空本身！