科学家是如何测量光速的？

光速是物理学中的一个最基本常数，也是物体运动的速度上限，那么科学家是如何来测量光速的呢？

实际上，科学家不测量光速（这里总是指光在真空中的速度），而是科学家知道光的速度是多少。光速c = 299,792,458米每秒。这个数值绝对是100%精确，没有任何测量误差。之所以科学家知道这个数值就是光的速度，其原因就是科学家把光速定义成了这个数值。

然后科学家定义了一秒的长度，即在铯-133的超精跃迁中辐射一定数量周期的持续时间。从中，科学家定义了一米的长度。所以，科学家真正要测量的一米有多少。

惯性系中的光速恒定是科学观测出的事实，物理学家使用光速作为一个恒定速度，从中所有观察者可以定义自己的长度标尺。

要测量光的速度将需要有一个对于一米是多少的外部定义，而自20世纪70年代以来，就全部取消了。

而如果真想使用这个外部距离参照来测量光速，那很容易测试：只要在t = 0时刻向一面镜子发射一个光脉冲，然后测量返回到起点的时间，就能算出光速。

以下是一些背景：

米最初是在法国大革命之后定义的，大约在1799年。它被定义为赤道和极点之间距离的1/10,000,000。

然后在1889年，根据天文学家制作的铂质米原器对米进行了正式定义，该米原器保存在巴黎国际计量局的地下室中。

米原器

从米的这个定义出发，科学家利用镜像定时方法或基于天文观测的方法测得光速约为299,792,458米每秒（后面还有小数位），与定义值已非常接近。

最终，科学家意识到，利用某事物来对米进行定义会带来诸多问题，比如定义米的事物自身并不稳定，会对标准米的测量造成误差。因此，科学家尝试以任何人都可以复制的方式来定义光速，而不必引用“标准物体”。

因此，米利用光速被重新定义。

今天对米的正式定义是：光在真空中行进1/299,792,458秒的距离。因此，这完全等效于光速的定义。

科学家之所以选择了299,792,458这个数字（而不是一个更方便的数字300,000,000），是因为这个数字只改变了一标准米的小数点之后的精度，与最初的定义相差非常小，不然的话很多数据就都要更改了。

使用这个定义的结果是任何测量光速的尝试都是循环性的，在某种程度上必须要使用“米”来测量它，而这又取决于光速。

因此，当“测量”光速（在真空中）时，实际上就是在测量所使用的测量仪器有多精确。

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