光速不變，為何在水中的傳播速度會變慢？引力又為何與光速相等？

光的運動速度為每秒299792458米，且恆定不變。

光速不變指的是光速不會因為參考系的不同而發生變化。舉例而言，如果我們坐在一列行駛的火車上打開手電筒，光的運動速度對於我們而言是每秒299792458米，而對於火車下一個旁觀者而言，光的運動速度依然是每秒299792458米，而並非光速加上列車的行駛速度。

之所以會出現這種現象，是因為火車上的時間變慢了。我們說光速不變，可光在不同傳播介質之中的傳播速度卻又是不一樣的，通常所說的每秒299792458米只不過是光在真空中的傳播速度罷了。

既然光速不變，為什麼光在不同傳播介質之中的傳播速度會不一樣呢？

其實這是一個有趣的誤會，光在任何傳播介質之中的運動速度其實都是不變的，都是每秒299792458米，而之所以最終的傳播速度測定不同，是因為在不同傳播介質之中的運動距離存在著變化。

真空之中什麼也沒有，所以無論經歷多少距離，光都會保持其本來的運動速度，也就是每秒299792458米。而當光在空氣或者水中進行傳播的時候，其所處的環境就不再是一個真空的環境，而是一個存在物質的環境，物質是什麼呢？我們可以將其細化到原子的級別。

光在存在物質的環境下運動，則必然會穿過這些物質，在這一過程之中，光子會被物質的原子核外電子吸收，吸收了光子的核外電子會處於一種激發態，之後便會再次釋放光子，被釋放的光子會繼續前進。

吸收、釋放，一進一出，光子的運動距離就增加了，所以最終測定的光的整體運動速度也就變慢了，而本質上並不是光速變慢了，而是光子被吸收和釋放的過程耽誤了時間。而光速依然是恆定不變的。光，代表了宇宙間最快的速度，而在宇宙間能夠達到光速的並不僅有光，還有引力、磁場和電場，它們也同樣以光速進行傳播。

起初牛頓發現萬有引力的時候，並沒有正確認識到引力的傳播速度。

牛頓力學認為引力是瞬時的，無論兩者距離多遠，引力都會瞬時發生作用，引力的傳播不需要耗費時間，而負責傳播引力的介質被稱為以太。以太是一種假象的介質，在19世紀，很多科學家都是以太學說的信奉者。

隨著廣義相對論的提出，人們對於引力的認知越來越趨近於本質，人們發現根本沒有必要假想出一種東西來作為引力的傳播介質，引力的本質就是時空的彎曲，物體之間的引力作用也並不是瞬時的，引力的傳播也具有一個速度，這個速度就是光速。

無論引力也好、電磁波也好，它們的運動速度都被牢牢束縛，它們等於光速，卻始終無法超越光速，這是為什麼呢？

光、引力、電場和磁場都具有一個共同的特點，那就是沒有靜止質量。有靜止質量的物體隨著運動速度的增加，其慣性質量也會增加，想要繼續加速就需要更多的能量，如果要將一個有靜止質量的物體加速到光速，那麼即使耗費掉已知宇宙中全部的能量也是無法做到的。

而沒有靜止質量的物體則必須要以光速運動，這是不具有靜止質量的粒子存在的必要條件。簡而言之，沒有靜止質量的粒子，要麼以光速運動，要麼無法存在。

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