为生么说光的速度是恒定的?

首先，光速的恒定作为狭义相对论的一个基本假设，有着其几个重要的原因，最重要的一条就是，超过了光速人们就能改变事物的因果顺序，而因果率是物理学乃至自然界赖以生存的一大保障，不容改变。试想，如果在一个参照系中我开枪打死了一个人，而在此时，一个超光速飞过我身边的参照系中则是我还没开枪，那个人就死了，那么，既然那个人已经死了，我不开枪了还行不行呢?所以，光速的不变性是以自然规律作保证的，不仅仅是一个假设而已，违反了它，自然界的规律就被打破了，所以光速是自然界的一个上限。
其次，光的确是一种物质,但光发生偏转不是因为巨大星体的万有引力而引起的。按照广义相对论，光的偏转是由于巨大质量的星体弯曲了它周围的时空，使得光穿过了一个弯曲的时空，在远处看来，光似乎是受到了所谓引力的影响，事实上，这个所谓的引力本身就是时空的弯曲的一种唯象的解释，根本不存在所谓的引力，有的只是时空。如果你从光的角度看，根本走的就是一条直线，只不过咱们的眼睛被弯曲的是空骗了而已。另外，即使我承认你关于在某个参考系看来光的确存在着弯曲的现象，但是着不意味着光受到了加速度的影响。光是没有静质量的，即使受到了力的作用，加速度又从何而来？另外，其实到了光速的尺度上，再用牛顿力学所谓的加速度的概念是不适用的，得考虑相对论的力学。
至于你所说的光速恒定的问题，这就要从光的波动性入手，不需要证明光是匀速的，只需要证明光处在同样的介质中即可。因为光是电磁波，而波速只于介质有关。在无论是从空间上还是时间上都均匀的介质中，光没有理由变换速度，这就是最简单的证明，即从空间和时间的对称性的方面来证明的。如果非要从Maxwell方程来讲，那么我只能说那个方程式是时空对称的，所以光速在一个是空对称，也就是各向均匀且不随时间变化的介质中是不变的。也许你要说光在真空中经过星体会转向，但是它的线速度并不变，理由同第一段。

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答复补充：
第一个问题：
是这样的，开枪打死人那个例子并没有用到相对论的光速不变的前提，用的只是一个思想实验，其基础是承认只要你能比光跑的快，你就能看见过去发生的事情，也就是你看到的事情发生的先后顺序是颠倒的，这是self-evident的。既然如此，那么我只要比光跑的快，我就能看到那个人先死，你后开枪，而这事违反因果律的。至此，证明结束，没有用到光速不便的前提，而因果律也与相对论成立与否无关

第二个问题：
E=mc^2这个公式本身中的M就是物体的总质量，包括静、动两部分，而对于光而言，这个公式本身只能说明光只有动质量而没有静质量，根据E=hv（频率），光一旦停下来就没有能量了，这正说明光的全部能量只来源于动质量部分，也就是光没有静质量。

第三个问题：
这个问题我没太看懂，“为什么‘光速恒定的问题要从光的波动性入手’”？光具有波粒二象性，也就是说光的性质即可以从波动性入手，也可以由粒子性入手，看那个更能说明问题而已。其实任何物体都是粒子和波的统一体，就仿佛一张纸的两面，只看任何一面都不能全面的认识这个事物。再说，把光当成波，其群速度就是把光看成粒子时所谓的“速度”，两者是统一的。粒子加速器中加速的电子也得从粒子性和波动性两方面来考虑，例如杨氏双缝的实验，你挡住了一个孔，就只能看到粒子性的一面，而看不到波动性的一面，反之亦然。这就说明了两者不可分割。换句话说，你单从粒子性入手，小到一定程度发生的测不准现象就正好说明粒子性不能完全描述问题。
这也顺便说明了为什么光子的位置、位移、速度不能完全用粒子性来描述

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再补充
对于那个打死人的例子只是一种唯象的解释方法，它的原理是对的，但是不能成其为是一个严密的证明。要是非从这个例子本身入手的话，那么可以这样
1 若超过光速的所有参考系上看因果律都成立，那么光速可以被超越。这显然是不对的，所以光速不能被超越
2 若超过声速但小于光速的所有参考系上看因果律都成立，那么声速可以被超越。这是对的，所以。。。。

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再补充：
所谓光速恒定是指在真空条件下成立，其它介质中当然会变，但是光在真空中的传播最快，所以作为了所有速度的上限值

光在不同介质中速度不同

光速的测定在光学的发展史上具有非常特殊而重要的意义。它不仅推动了光学实验，也打破了光速无限的传统观念；在物理学理论研究的发展里程中，它不仅为粒子说和波动说的争论提供了判定的依据，而且最终推动了爱因斯坦相对论理论的发展。
在光速的问题上物理学界曾经产生过争执，开普勒和笛卡尔都认为光的传播不需要时间，是在瞬时进行的。但伽利略认为光速虽然传播得很快，但却是可以测定的。1607年，伽利略进行了最早的测量光速的实验。
伽利略的方法是，让两个人分别站在相距一英里的两座山上，每个人拿一个灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时立即举起自己的灯，从第一个人举起灯到他看到第二个人的灯的时间间隔就是光传播两英里的时间。但由于光速传播的速度实在是太快了，这种方法根本行不通。但伽利略的实验揭开了人类历史上对光速进行研究的序幕。
1676年，丹麦天文学家罗麦第一次提出了有效的光速测量方法。他在观测木星的卫星的隐食周期时发现：在一年的不同时期，它们的周期有所不同；在地球处于太阳和木星之间时的周期与太阳处于地球和木星之间时的周期相差十四五天。他认为这种现象是由于光具有速度造成的，而且他还推断出光跨越地球轨道所需要的时间是22分钟。1676年9月，罗麦预言预计11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。巴黎天文台的科学家们怀着将信将疑的态度，观测并最终证实了罗麦的预言。
罗麦的理论没有马上被法国科学院接受，但得到了著名科学家惠更斯的赞同。惠更斯根据他提出的数据和地球的半径第一次计算出了光的传播速度：214000千米/秒。虽然这个数值与目前测得的最精确的数据相差甚远，但他启发了惠更斯对波动说的研究；更重要的是这个结果的错误不在于方法的错误，只是源于罗麦对光跨越地球的时间的错误推测，现代用罗麦的方法经过各种校正后得出的结果是298000千米/秒，很接近于现代实验室所测定的精确数值。
1725年，英国天文学家布莱德雷发现了恒星的“光行差”现象，以意外的方式证实了罗麦的理论。刚开始时，他无法解释这一现象，直到1728年，他在坐船时受到风向与船航向的相对关系的启发，认识到光的传播速度与地球公转共同引起了“光行差”的现象。他用地球公转的速度与光速的比例估算出了太阳光到达地球需要8分13秒。这个数值较罗麦法测定的要精确一些。菜德雷测定值证明了罗麦有关光速有限性的说法。
光速的测定，成了十七世纪以来所展开的关于光的本性的争论的重要依据。但是，由于受当时实验环境的局限，科学家们只能以天文方法测定光在真空中的传播速度，还不能解决光受传播介质影响的问题，所以关于这一问题的争论始终悬而未决。
十八世纪，科学界是沉闷的，光学的发展几乎处于停滞的状态。继布莱德雷之后，经过一个多世纪的酝酿，到了十九世纪中期，才出现了新的科学家和新的方法来测量光速。
1849年，法国人菲索第一次在地面上设计实验装置来测定光速。他的方法原理与伽利略的相类似。他将一个点光源放在透镜的焦点处，在透镜与光源之间放一个齿轮，在透镜的另一测较远处依次放置另一个透镜和一个平面镜，平面镜位于第二个透镜的焦点处。点光源发出的光经过齿轮和透镜后变成平行光，平行光经过第二个透镜后又在平面镜上聚于一点，在平面镜上反射后按原路返回。由于齿轮有齿隙和齿，当光通过齿隙时观察者就可以看到返回的光，当光恰好遇到齿时就会被遮住。从开始到返回的光第一次消失的时间就是光往返一次所用的时间，根据齿轮的转速，这个时间不难求出。通过这种方法，菲索测得的光速是315000千米/秒。由于齿轮有一定的宽度，用这种方法很难精确的测出光速。
1850年，法国物理学家傅科改进了菲索的方法，他只用一个透镜、一面旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上，同样用平面镜的转速可以求出时间。傅科用这种方法测出的光速是298000 千米/秒。另外傅科还测出了光在水中的传播速度，通过与光在空气中传播速度的比较，他测出了光由空气中射入水中的折射率。这个实验在微粒说已被波动说推翻之后，又一次对微粒说做出了判决，给光的微粒理论带了最后的冲击。
1928年，卡娄拉斯和米太斯塔德首先提出利用克尔盒法来测定光速。1951年，贝奇斯传德用这种方法测出的光速是299793千米/秒。
光波是电磁波谱中的一小部分，当代人们对电磁波谱中的每一种电磁波都进行了精密的测量。1950年，艾森提出了用空腔共振法来测量光速。这种方法的原理是，微波通过空腔时当它的频率为某一值时发生共振。根据空腔的长度可以求出共振腔的波长，在把共振腔的波长换算成光在真空中的波长，由波长和频率可计算出光速。
当代计算出的最精确的光速都是通过波长和频率求得的。1958年，弗鲁姆求出光速的精确值：299792.5±0.1千米/秒。1972年，埃文森测得了目前真空中光速的最佳数值：299792457.4±0.1米/秒。
光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义。虽然从人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了三百多年的时间，但在这期间每一点进步都促进了几何光学和物理光学的发展，尤其是在微粒说与波动说的争论中，光速的测定曾给这一场著名的科学争辩提供了非常重要的依据

光速是有限还是无限，到17世纪还有争议，笛卡尔认为是无限的，伽利略认为是有限的。17世纪初，伽利略用测量声速的方法来测量光速，他让两个人各提一盏有遮光板的灯，并分别站在相距约1．6千米的地方，令第一个人先打开他的灯，同时开始计时；第二个人见到第一个人的灯亮时，立刻打开自己的灯；当第一个人看见第二个人的灯亮时，停止计时，这样测出光从第一个人到第二个人再返回所用的时间，再测出两地的距离，就可以计算出光的速度。从原理上讲，伽利略的方法是对的，但是实验失败了。这是因为光速很大，1／7秒能绕地球一周多，靠当时的条件在地球上用通常测声速的方法测光速是难以实现的。于是，人们把测光速的场地移到太空。在伽利略去世后约30年，丹麦王文学家罗默在观察木星的卫星食中，于1676年指出光速是有限的。

木星是一个周期为12年的太阳行星，它有11个卫星——木星的月亮，其中4个最亮的可用合适的望远镜看到，它们绕木星旋转的轨道平面几乎重合于地球和木星绕太阳旋转的轨道面。因而木星的卫星每绕木星一周将在进入木星影处发生一次蚀。最接近于木星的卫星，其周期是42小时28分16秒（约为7／4天），它走过自己直径那样的距离约需3．5分钟，因而用望远镜可以观察到它刚发生蚀的瞬间，在这个系统里，木星的卫星蚀，一方面作为一个信号供地球上人来观察，同时，此卫星蚀的周期过程又是一个准确的时钟，如果地球相对于木星的距离不变，或者光速为无限大（信号由木星那里传到地球不需要时间），则每隔42小时28分16秒自然就看到该卫星的蚀一次。但是，众所周知，光速不是无限大，并且地球每时都在改变着它与木星的距离，所以在地球上看到的木星的卫星相邻蚀之间的时间间隔是变化的。显然这个变化与地球相对于木星的距离的变化和光速的大小有关。
罗默经过长期细心的观察，他发现：在图4－4中，若地球在E1和木星在J1看到一次木星卫星蚀，再用平均周期推算此后任一次蚀的时间，则后一次蚀一般地并不刚好发生在所推算的时间。例如当地球在经过E1之后约三个月行至E2处，实际看到蚀的时间较推算出的时间延迟了约10分钟。这是因为当地球在作自E1向E2而达E3的运动时，地球与木星的距离在逐渐增大，自木星来的任一信号都必须比前一信号多走一些距离才到达地球。经过由E1到E2的三个月，所有相邻蚀的时间延迟的总和约为10分钟。当地球继续由E2经过E4而向E5运动时，地球与木星的距离在逐渐减小，自木星来的任一信号都比前一信号少走一些距离。罗默从他的测量得出，光走过与地球轨道半径等长的距离所需的时间约为11分钟。在罗默的时代只知道地球轨道半径的近似值，当取此半径为149．7×106千米时，算得光速c＝215000千米／秒。

在地球上较短的距离内用实验的方法测出光速是19世纪中叶的事了。1849年德国物理学家菲索用“齿轮法”测出光速。如图4－5所示，从光源S发出的光，射到半镀银的平面镜A上，经A反射后，从齿轮N的齿间空隙射到反射镜M上，然后再反射回来，通过半镀银镜射入观察者眼中。如果使齿轮转动，那么在光从齿间到达M再反射回齿间的时间Δt内，齿轮将转过一个角度。如果这时齿a和a′间的空隙恰好被a所占据，则反射回来的光被遮断，因而观察者将看不到光。但如果这时齿轮恰好转到下一个齿间空隙，由M反射回来的光从齿间空隙通过，观察者就能重新看到光。齿轮的齿数已知，测出齿轮的转速，可算出齿轮转过一个齿的时间Δt，再测出M、N间的距离，就可以算出光速。菲索当时测得空气中的光速：c＝315300千米／秒。1851年，法国物理学家傅科用旋转镜法测得空气中的光速：c＝298×108米／秒。傅科还第一次测出了光在水中的传播速度为2．23×108米／秒，相当空气中光速的四分之三。

1924—1927年，美国科学家迈克尔孙综合菲索和傅科测光速方法的优点，用旋转棱镜法，在美国海拔5500米、相距35千米的威尔孙山和圣安东尼奥山进行实验，精确地测得光速：c＝299796±4千米／秒。非常接近1975年第15届国际计量大会决议采用的光速值c＝299792．458±0．001千米／秒。他就在这次测量过程中中风，于1931年去世。

在激光得以广泛应用以后，开始利用激光测量光速。其方法是测出激光的频率和波长，应用c=λν计算出光速c，目前这种方法测出的光速是最精确的。根据1975年第15届国际计量大会决议，把真空中光速值定为c＝299 792 458米／秒。在通常应用多取c=3×10^8米／秒。

光速测量仪

LM2000A1 光速测量仪（原LM2000A的增强型）(相位法) • 对激光光束直接进行100MHz的高频调制，移动反光镜通过测量近程光与远程光的相位差求得调制光的波长，依据C=f·λ计算出光的传播速度，即“相位法”。
•选用示波器来测量相位值。并采用降频测相电路，测相频率为455KHz，大大降低了对示波器的要求。

LM2000B 光速测量仪(振荡法) • 把光程作为“光-电振荡”环路中的一个参量，用频率计测量近程光与远程光的频率差，并转换成时间差，依据C=△D/△T求得光速值。

LM2000C 光速测量仪(光拍法)
采用高频声光器件，利用声光频移效应产生150MHz的拍频波，移动反光镜，用示波器测量近程光与远程光的相位差求得拍频波的波长，进而测得光的传播速度，即“光拍法”。
参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/2808883.html

1.光是有质量的物质.光由光子组成,一个光子的质量m=hυ/c² (推导见4).式中h为普朗克常量,υ为光的频率,c为光速.光子有质量,当然也就受力的作用而产生加速度.然而即使是产生加速度,光速也是不变的.因为c=△S/△t , 由于空间的扭曲使得△S发生了变化,而△t也发相应的变化,结果仍然是光速不变.有加速度的高速运动属于广义相对论的讨论范围,我也没有学过广义相对论,所以只能作些肤浅的见解.
2.麦克斯韦电磁场理论给出电磁波在真空中的速率
c=1/√(ε0μ0)
由于推导过程什分繁杂,我也没办法理解,这里仅给出推导结果.
式中ε0和μ0是两个电磁学常量,ε0=8.85*E(-12) C²/(N*m²) , μ0=1.26*E(-6) N*s²/C² , 将这两个数代入,c=2.99*E(8) m/s
这仅说明电磁波在真空中的速度为2.99*E(8) m/s ,只有证明了光是一种电磁波,才能证明光速度恒定.所以"光速恒定的问题要从光的波动性入手"
3.相对论时空观下,事物的因果关系是不会颠倒的.只是因和果之间的时间间隔因参考系的不同而不同.不同的参照系看到的都是先开枪后死人,只是从开枪到人死这个时间间隔不同.
4.光子的静质量为零.但光子是有动质量m的.光子的能量E=mc²
而光又是一种波,波的能量E=hυ
故光子的动质量m=hυ/c².
静止是相对的,静质量也是相对的.就跟速度是相对的,动能也是相对的一样.
5.经典力学只适用于宏观的、低速运动的物体.任何物质都具有波粒二象性.低速运动的物体波动性弱，所以从粒子性来解释.高速运动的物体波动性强，所以从波动性来解释.
加速器中的电子用粒子性来解释其速度也限于速度<<光速的情况.若电子被加速到接近光速，其速度、位移将变得不确定，经典力学的理论失效（这里再强调一次，经典力学只适用于宏观的、低速运动的物体），将不能再用粒子性来解释.高速运动的电子跟光子一样，都要从波动来解释.
海森伯测不准原理：我们测量一个粒子的位移与速度时，设测量出的位移与实际值的误差为△x，测量出的速度与实际值的误差为△v,则有△x*△v≥C
C为一个大于零的常数，数值是多少我忘了.
如果我们把位移测量得很准确，也就是误差非常小，△x趋于零，那么△v将变得穷大，也就是测得的速度非常不准确.
速度和位移不可以同时准确地测量，其中一个量测得越准确，另一个量测得越不准确.
这是经典力学无法解释的.

光速
真空 中的光速是一个物理常数（符号是c） ??等于299,792,458米/秒。根据 爱因斯坦 的 相对论 ，没有任何物体或信息运动的速度可䠥超过光速。 光速的测量方法：最早堉速的准确数值是通过观测 木星 对其卫星的掩食测量的。还有 转动齿轮法 、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等堉速测量方法。 1983年 ，光速取代了保存在 巴黎国际计量局 的 铂 制米原器被选作定义“米”的标准，堶且约定光速严格等于299,792,458米/秒，栤数值与当时的 米的定义 和 秒的定义 一致。后来，随着实验精度的不断提领，光速的数值有所改变，米被定义为1 299,792,458秒内光通过的路程。 根据现䠣 物理学 ，所有 电磁波 ，包括 可见光 ，在真空中的速度是常数，即是光速㠂 强相互作用 、 电磁作用 、 弱相互作用 传播的速度都是光速，根据 广义相对论 ， 万有引力 传播的速度也是 光速 ，且已于2003年得以证实。根据电磁学 ??定律，发放电磁波的物件的速度不会 ??响电磁波的速度。结合相对性原则， ??察者的 参考坐标 和发放光波的物件的速度不会影响被栬量的光速，但会影响波长而产生 红移 、 蓝移 。这是 狭义相对论 的基础。相对论探讨的是光速而不是堉，就算光被稍微减慢，也不会影响狭砩相对论。
光速的物理
接近光速情况下， 迪卡儿 座标系不再适用。同样测量光线离开蠪己的速度，一个快速追光的人与一个颌止的人会测得相同的速度（光速）。頙与日常生活中对速度的概念有异。两蠊以50km/h的速度迎面飞驰，司机会感觉堍方的车以50 + 50 = 100km/h行驶，即与自己静止而对方以100 m/h迎面驶来的情况无异。但当速度接迠光速时，实验证明简单加法计算速度丠再奏效。当两飞船以90%光速的速度（尠第三者来说）迎面飞行时，船上的人丠会感觉对方的飞船以90% + 90% = 180%光速速度迎面飞来，而只是以稍低 ??99.5%的光速速度行驶。结果可从 爱因斯坦 计算速度的算式得出： : u = v和w是对第三者来说飞船的速度，u映感受的速度，c是光速。

我觉得大家的讨论很有意思。但的确就像上面一位朋友讲的，在这里我们可能真的讨论不清楚这个问题，一则限于我们自身的知识水平，二则限于这里仅仅是一个交流的平台，要真的解决问题，还需要更多的条件。比如试验设备等。
但我想有一个事情是清楚的，跟大家交流一下：
1、我曾经看过一个管理学的理论，其中谈到苏格拉底给他的两个学生讲“知识”和“无知”的关系，他的结论是，当人们知道的越多，那么他也就认为自己知道的越少。
2、科学的发展是没有止境的。到现在为止，我们关于时间、光速等理论的最主要的依据来自于相对论，但是相对论只是截至到目前为止人类解释自然最为有效和准确的一种理论，但它不代表人类的理论已经发展到了尽头，成为永恒的真理。只是，我们物理学的进展由20世纪的突飞猛进，转入到现在的一点一滴的积累，而在这些点滴的积累当中，有很多是相对论所涵盖不了的，所解释不了的。相信大家也知道科学界对相对论也有质疑的声音。
3、所以，我相信，随着科学的进步，我们会发现我们现在所认为对的东西，只是在某一个局部正确，放在一个更大的范围中来看的话，就会有诸多的问题，当这类问题积累到一定程度，就会被一种更加完善的理论体系所替代。就好像牛顿的万有引力定律终究被相对论替代一样。

就楼主所谈到的这个问题，我的看法是：光速可能不是恒定的，只是一般的力量无法对它产生显著影响。
论据1：光线在被引力扭曲的时候（比如黑洞边缘的光线），肯定也被加速。因为，如果光线能够被强大的引力从侧面吸引而改变方向，也就可以被强大的引力从正前方吸引而加速。（但这又涉及到一个问题，即万有引力的速度是怎样。如果根据美国的一个试验结果认为是＝光速，那么宇宙大爆炸理论之后宇宙不断膨胀，是否会一直膨胀还是会由于引力的作用最终收缩甚至坍塌。而且如果光穿过已经存在的引力场中，是否会受到引力场从各个方向的作用，等等）
论据2：曾经看过一篇报到，讲的是光会对地面产生光压，即压力。而且有一个数值。既然能够产生压力，那么光子必然是具有质量的。
论据3：即使根据E=mc2公式，由于光子可以携带能量（太阳能），那么等式的左边不为0，则光子的质量为＝一个光子的能量/c2。当然这个分析可能比较粗浅，相信爱因斯坦在相对论中是慎重考虑过这个问题的。
论据4：既然光速在不同的媒介中的传播速度不同，那么说明不同物质会对光速产生不同的影响，既然可以让光速减慢，那么也存在物质可以让光速加快呢？比如声音在空气中的传播速度是300多米，但在钢管中的传播速度可以达到2000米左右。
论据5：一般的波必须通过媒介传播（波是能量），但光不需要媒介也说明了光的粒子性，或者说是物质性。

推论：如果光是具有质量的，那么力量就可以对它产生影响。进一步说，可以被加速。

以上是我对这个问题的看法，希望大家一起来探讨交流，全当是茶余饭后的兴趣。