宇宙为什么要限制光速，限制光速背后的玄机是什么？

　　为什么人不能为所欲为呢？因为，一个人的行为会影响到他人的权益。人是社会动物，其行为举止必然会受到当地社会的法律与道德的约束。在自然界也是如此，一个有机的世界，不存在绝对独立和自由的物体。否则的话，现实的世界就成为一盘散沙了。
　　我们的宇宙是自然界的一部分，其是一个相对独立的封闭体系。因此，宇宙是由不可再分的最小粒子——量子构成的。普朗克常数h的存在也证明了量子的存在。因为，能量是关于粒子运动能力的度量，只有存在着最小粒子，才能够使能量具有不连续性，从而避免了紫外灾变的发生。
　　所以，在宇宙的内部有两种基本的存在形式，其一是离散的量子，属于能量的范畴；其二是由量子的运动所形成的封闭体系，属于物质的范畴。这就是为什么，能量与质量相对应的原因。而且，也正是因为两者共同的本质都是量子，只是它们的存在形式不同，所以能量与质量可以发生相互的转换。
　　于是，离散的量子构成宇宙的本底物理背景，即形成了量子空间；而作为封闭体系的物质就是基本粒子、原子和分子等，是我们认识的物理对象。因此，任何物体的运动都是相对于量子空间而言的，它们的行为受到了该空间的影响与束缚。
　　如果我们把量子比作人的话，那么量子空间就是人类社会，基态量子为普通大众，受到激发的量子即光子就是社会精英，基本粒子相当于家庭，原子和分子是社会团体和各级组织，而宏观物质与天体则是国家和民族。
　　由于光子的本质是量子，其本征参量是量纲为粒子角动量的普朗克常数h；所以，光子的本征质量和半径都是大于零的，其是宇宙中唯一的实体粒子，是构成宇宙的基石。至于其他的粒子，在本质上是量子气球。它们是由量子聚集起来的耗散结构，反而并非实体。
　　于是，光子和其他物体一样，其运动会受到了量子空间的束缚，从而使光子的外在能量分为动能和势能。如果没有量子空间的存在，光子的能量全部以动能的形式存在，属于经典力学的情况，此时的光速最大。然而，由于量子空间的存在，该空间将光子的部分动能压缩为相对于量子空间的势能。这就好比是人群密集的闹市，降低了我们行走的速度。
　　所以，光速的大小，受到了量子空间的限制。光速并不是一个神秘的自然常数，其只是一个与量子空间密度相关的普通物理参量。在宇宙膨胀之初，量子空间的密度极大，从而使光速受到了极限地压缩，其近似于零。后来，随着宇宙的膨胀，量子空间的密度逐渐降低，才逐步释放了光子的动能，使光速得到了不断地增大。
　　因此，目前的光速c，其具体的数值是与当前量子空间的密度相对应的。如果宇宙进一步地膨胀，则量子空间会继续降低其密度，从而逐渐地解除对光速的限制，使光速得到不断地提高。
　　总之，如果我们从二维的观点看问题，考虑到存在着作为物理背景的量子空间；那么，光子的行为受到约束，从而使其运动速度受到限制，就只是一个普通的物理事件，并不存在任何诡异的玄机。推而广之，这种二维的观点，不正是我们在日常的生活、学习与工作中所应该持有的吗？！
　　是谁说的宇宙要限制光速，那么请问，太阳和月亮，发出的光是不是光速，如果是光速，太阳光8分多钟就到地球了，月亮离地球近点1秒多光就到地球了，看来宇宙还没有限制光速，如果真的被宇宙空间限制了光速，那么太阳光和月亮光是如何那么快就照到地球的呢，难道是宇宙特批的，还是开后门来的，这个问题还真的要考虑考虑。
　　宇宙空间达到光速的物质一直就很多，比如说奥陌陌贵宾，来到太阳系转了几圈觉得没意思就想离开，如果没有超光速的本事还真离不开太阳系呢，还有一些跑偏了轨道的小行星之类的等，它们跑起来的速度甚至超过光速，不过都被木星挡住了，否则撞到地球就麻烦了，还有像天上的小流星，在空间一闪就没见了，如果说宇宙真要限制光速，那也是限制地球人类和外星人的，为什么呢，因为地球人类这么长时间了，到目前为止还没有设计出达到光速的设备来，连能源和材料在地球上还没找到，即使找到了也不够，估计，地球上没有这些能源和材料呢，也可以说地球本来就不具备这方面的物质，所以人类再努力也造不出能达到光速或接近光速的产品了，这也就意为着宇宙限制了光速，那么外星人也没有达到光速的设备吗？估计也还没有，因为也被宇宙限制了光速，否则，不早就主动来找地球人了。
　　可是宇宙为何要限制光速呢，难道真的有什么森林法则或别的什么规定和目的，或者光速能破坏宇宙真空，是不允许星系与星系之间的往来，还是不允许各星球上的生物包括人类等互相来往，这似乎不像宇宙的口味和风格，可以说宇宙空间已经达到了顶级文明，没有什么秘密可严，应该是公开的，而且宇宙空间内物质丰富，特别是地球，人类肯定能研究造出达光速的办法来，而且生产设备的能源及材料也肯定有，只是暂时人类还未发现而已，总之，谁先有了超光速的设施，谁就有本事能把宇宙研究透，那谁就是宇宙之主了，这其中的＂谁＂，除了太阳系的地球人类，也包括外星人，就看最后谁有本事了，反正笑到最后的才是赢家。
　　在回答这个问题之前，我们首先要厘清一些问题：比如限制光速中的＂光速＂指的只是＂光＂的速度，还是指这个特定的速度值（大约30万千米/秒）？
　　宇宙如果只是限制了＂光＂的速度，并没有限制别的速度，那么按照逻辑推理，别的东西的速度显然可以超过光的速度，可以达到40万千米/秒、30亿千米/秒……。但狭义相对论的质量效应公式指出：任何静质量不为0的物体的运动速度是不可能达到光在真空中的速度大小的，即299792458米/秒。
　　（其中m为物体的质量，m0为物体的静质量，V为物体的运动速度，C为光速。从式中可以看出，当V→C时，分母根式→0，则m→+∞。而物体质量趋向于无穷大，会使物体运动速度难以增大到光速C，因为这需要无穷大的能量才能推动，而这是不可能的。要知道宇宙如果是有限的，那么全宇宙的能量也是有限的。因而宇宙以此来阻止物体的运动速度达到光速。
　　）
　　由此可见，似乎＂限制光速＂指的是任何东西的速度不能超过299792458米/秒这个速度值的意思，而非单指＂光＂的传播速度，因为尽管光在真空中一直是以299792458米/秒这个速度传播的，但在别的介质中的传播速度是小于这个值的。
　　但反过来讲，任何东西的速度不能超过甚至达到这个值，唯独光可以达到这个速度，并且这个速度对于光来说是不变的。
　　换句话说，任何东西永远追不上光，任何东西的相对速度达不到光速，即使两个物体各以大于一半光速相向运动，它们的相互速度，按照伽利略速度叠加原理明明大于光速，可实际情况却并非如此，按照狭义相对论速度叠加原理可知，它们的相互速度是小于光速的。
　　（当u′>C/2，Ⅴ>C/2时，u<C）
　　由此可见，似乎限制的仍然是＂光＂的速度。那到底是怎样的？下面我们正式回答一下标题的疑问，我觉得可以换个角度来看这个问题：
　　应该说宇宙并没有限制光速。实际情况是，光速是宇宙时空的界限，是宇宙物质脱离以时间与空间方式存在的界限。只要达到了光速，物质就可以别的方式存在（以别的方式存在不违反任何法则）。可见是光速限制了宇宙，而不是相反。
　　光速（这里指的是真空中的光速，即大小为299792458米/秒）看起来虽然是个常数，但它是一个对于任何参考系的＂不变常数＂，这就给光速赋予了耐人寻味的涵义。因为参考系之间存在相对运动，而光速大小对于每一个参考系却都是一样的。我们知道速度（包括光的速度）就是距离（空间）和时间的比值。光速不变，即这个比值不变。这反映了时空中存在特定不变的东西，应该说光速不变就是时空性质的反映。而每一个参考系就对应着一个时空，因此光速对于任意参考系也就确定不变。往深了理解，光速也不是宇宙的速度限制
　　不变的不是快慢大小，而是与时空的关系。因此严格说起来，光速也不是宇宙的速度限制。假如有一个相对地球以接近光速（比如为光速的90%）运动的物体甲，如果在这个甲物体相同运动方向上还存在一个相对于甲物体以接近光速（比如也为光速的90%）的乙物体，按照上面相对论速度叠加原理，乙物体相对于地球的速度仍然小于光速C的（根据前面的公式算出具体大小为180C/181），而不是1.8C。
　　这个乙物体相对地球的速度显然比甲物体相对地球的速度（0.9C）要大，虽然从数字上看大不了多少，但如果从＂绝对时空观＂的角度看，我们都知道乙物体的速度＂大小＂早＂超＂光速了。可是宇宙时空并不是绝对的，乙物体相对于地球的速度小于光速是真实有效的，这就是时空的相对性，这个相对性可以看作是一种限制。但另一方面，在乙物体运动方向上光的运动速度相对于乙物体来讲，仍然是光速C（当然在任何方向上，光对于乙物体都是光速C）。这个意思就是，任何物体的速度不论多快，哪怕觉得是几亿倍C了（尽管是不可能的，即使把上面所说的思想实验也算上），也永远追不上光。
　　因此从这个意义上说，光速一点也不小，它实质上并没有限制宇宙速度。关于多重宇宙与光速的关系问题
　　关于这个问题，我的理解是压根不存在多重宇宙，即平行宇宙。不过也许存在更高维的宇宙，有关这方面的讨论我在有关文章中有详述，这里不再讨论。而光速应该是脱离本维度宇宙时空的界限，可以进入更高维度或根本不以时空方式存在的宇宙。
　　不管哪种问题，我们最好站在科学的角度去分析，因为科学是以事实为基础，用证据来说话。
　　宇宙为什么要限制光速？
　　＂宇宙限制光速＂的说法并不严谨，宇宙并没有真的限制光速。根据现代科学理论，如果光速是无限的，任何微观粒子都不可能形成，世界上将没有时间概念，没有过去和将来，只有现在此刻，宇宙万物也不能形成，包括恒星，行星，一切的一切都不会存在。
　　说白了，如果光速是无限的，宇宙将变得非常虚无缥缈，将失去时间概念！
　　所以对于我们目前的宇宙来讲，光速必须是有限的，既然是有限的，我们只需要测量光速就可以了。
　　测量的结果就是30万公里每秒（大约）。有人可能这样质疑：为何是30万公里每秒，不是60万公里每秒呢？
　　这种质疑方式其实是没有意义的。首先长度和时间单位都是人为定义的，理论上确实可以是60万公里每秒，只不过这样的话长度和时间单位就会发生变化。还有一点，如果是60万公里每秒，你又会问为何不是90万公里每秒？
　　光速是我们所在四维时空的基本特性，它本身并非指光的速度，而是信息能量传播的速度，是四维结构的固有属性。或许真的存在高维度空间，那里的最低速度就是光速！
　　宇宙什么时候限制了光速啊！你怎么不去问问地球为什么要把在1个标准大气压15℃大气的声速，限制在340m/s左右呢？
　　声音的传播介质有很多，玻璃、水中、空气等等，很多很多的介质可以传播声波。声音传播速度是由其传播介质的材质、温度、密度等物理状态决定的。
　　光的传播介质也有很多，玻璃、水中、气空气等等，很多很多的介质可以传播光波。
　　声波由物体的原子分子进行传播，光由填充原子分子之间空隙的游离态粒子进行传播，光的传播速度是由空间中游离态粒子的密度、温度等等物理状态决定的，宇宙没有限制光的传播速度。
　　在太空中，每个星系周围空气中，恒星风的密度、温度等等物理状态是不太相同的，恒星风的气压、温度、密度的物理状态决定了光的传播速度。只要能够无限地提高宇宙空间中游离态粒子的气压、温度、密度，光速将达到无限快。
　　限制速度，使它们不超过光速！这是造物主（上帝天帝上苍）管理地球的办法之一。也可能我们没发现超过光速的办法。必如我们现在火箭飞行物的速度不超过声速20多倍（光如零头），不能使坏人有很快很简单的互相消灭人类、动物、植物的速度方法。如何核武器飞的很快，又不能阻拦，就是后悔和阻止都来不及，只好对放核武器，同归于尽！
　　近代物理学的发展与光速有着千丝万缕的关系，可以说是围绕着对光速的认知而发展的。在古希腊时期，哲学家们认为光的速度是无限的，一直到笛卡尔那个时代，仍然有许多人认为光速是无限的，既然这样也就不需要去测量光的速度了。
　　在伽利略这儿，伽利略不这么认为，他认为光速是有限的，于是他和他的助手跑到山上去做实验，助手与他分别站在相距1公里的两个山头上，各拿一个灯笼用布罩着，实验的过程很简单，伽利略先将灯笼上的布扯掉，当另一个山头上的人看到光亮时，也扯掉灯笼上的布，当伽利略看到灯光时，停止计时，用路程除以时间来计算速度，然而，由于两个山头距离近，光速太快，这个实验并没有得出来什么结果。
　　17世纪一位天文学家观测到了这样的现象，他发现木卫一在经过木星的阴影后出现的时间呈周期性的变化，如果光速是无限的，那么不会出现有时短有时长的情况，如果光速是有限的，那么就很好解释了，因为地球与木星之间的距离是不断变化的，那么光信号的传播所需要的时间也是不断变化的，这位叫罗默的天文学家发现了这一点。
　　罗默的发现受到了当时的天文台长的反对，但得到了牛顿、惠更斯、莱布尼茨的支持，没过多久，惠更斯根据罗默的这一个发现，然后结合一些数据，第一次计算出了光速的数值，大约是214300km/s，尽管与现代精确值相差很大，但这却是人类第一次认知到光速是有限的。
　　此后便打开了新的世界。
　　光速是一个定值，最快的速度是光速，其实这并不是绝对的，不能一棍子打死，因为有些说法是有前提条件的。
　　比如说这个＂最快的速度是光速＂，如果笼统的这样说显然是不太恰当的，应该说信息或能量的传播速度不能够超过光速，其它性质的速度是可以超过光速的，最常听说的就是宇宙的空间膨胀速度了，这显然是超过光速的，但这种超光速的性质并没有违背现有的物理理论。说白了，要确定这个＂速度＂是什么性质的＂速度＂，如果是能量或信息的传播速度，那没说的，肯定不会超过光速的。
　　宇宙为什么要限制光速？
　　其实，光速是一个定值很早就被物理学家们发现了，这最早可以追溯到麦克斯韦那一时期，麦克斯韦作为电磁学的集大成者，他发现了一个公式，如下图。由于等式的右边都是定值，所以等式左边的光速也应该是一个定值。
　　到了爱因斯坦提出相对论的时候了，爱因斯坦根据前人的经验大胆地提出了光速是恒定的这一基本假设，即无论在什么样的参考系中，光速的数值都是不会变的。
　　后来直到激光被制造出来之后，才较为精确地测量出光速的数值，也就是如今我们常看到的那一个。
　　光速为什么是信息或能量传播的最快速度？
　　因为相对论约束了这样的现象的发生，信息传播的速度如果超光速，那这就是反因果了，会导致收信息发生在发信息之前，这是肯定不行的，在相对论中，质量与能量是可以划等号的，由于速度变快，质量增加，当速度足够快时，想要加速这个庞大的质量是无法办到的，无限大的质量需要有无限大的能量来加速，这显然是不可能的。
　　科学一直在发展，未来是否会有更惊人的理论出现，就交给时间吧。
　　有质量物体为什么速度不能超过光速，是因为当速度到达光速时，就会把真空撕裂把光子一分为二：
　　光子→正中子＋反中子
　　当物体把超出光速的能量转变为质量后，速度瞬间就可以降到光速以下。在自然界当黑洞吞噬星体物质的同时也吸收了星体的角动量后，黑洞自转就会加速，当黑洞自转线速度到达光速后，黑洞就处于临盆分娩状态，这时黑洞就变成白洞了。白洞生产后自转线速度就会瞬间降到光速以下。所以，宇宙中有质量物体的速度是无法超过光速的，到达光速时就会将多余动能转变为有质量的物体将能量锁定。
　　物质是由金属氢聚合形成的。
　　时空是由物质的运动状态决定的。
　　磁场里高速流动的物质转化成金属氢，金属氢的＂磁力矩＂相互切割聚合形成新元素的同时伴生电磁波；电磁波的传播离不开金属氢＂磁力矩＂的震荡，具有波粒二相性。
　　光速是金属氢＂磁力矩＂的震荡。
　　为何光速是宇宙中速度的上限
　　古希腊神话中有一个叫阿喀琉斯的英雄，他擅长奔跑，不过，古希腊的哲学家却说，这个英雄连乌龟都追不上。哲学家的诡辩是这样的，说，当阿喀琉斯追乌龟追到一半的时候，乌龟自己也爬出去自己的节奏的一半，阿喀琉斯继续追出去距离的一半，乌龟又爬出去自己的一半，这么无限分割下去，最终阿喀琉斯无论跑得多快，都不可能追得上乌龟。
　　关于这个阿喀琉斯追乌龟的悖论，网上有一大堆跟微积分有关的分析，问题是……微积分可能也有问题，因为微积分认为空间是连续的，事实上呢？空间并不是连续的，而是离散的，这就是为什么量子力学叫量子，能量是一份一份的，并且有一个最小能量的值。跟能量的最小值对应的，空间也有一个尺度的最小值，称为＂普朗克尺度＂，我们可以把空间看作是按照普朗克尺度来排列的一个三维矩阵。
　　诶，这个时候，我们再来用量子力学的思维来考察一下追乌龟悖论，发现乌龟这下跑不了了，因为空间不能无限制分割，跑到一定的程度，乌龟的脚下只剩下一站路，就是一个普朗克尺度的距离，然后就被阿喀琉斯给追上了。
　　说完了这个有趣的故事，我们再来审视一下本期要讨论的重点，光子的飞行，不论是什么样的速度，你必须跨越普朗克尺度的距离，这是物理的底层规律，无法逾越的，正因为如此，所以我们把跨越普朗克尺度的时间，称之为＂瞬间＂。这个所谓的＂瞬间＂，对于任何物体都是一样的，无论是阿喀琉斯、乌龟，还是光子，都是一瞬间，在这个尺度上，宇宙中的任何物质都以同样的速度跨越。如果所有的运动跨越了普朗克尺度之后什么都不发生，而是全须全尾地赶往下一个普朗克尺度的节点，那么这个宇宙的速度上限就不是光速了，而是瞬间，所以，在最小节点的节点上，必定会发生一些什么。
　　光子是在真空中飞行，然而，真空并不空，最先发现这种情况的科学家是狄拉克，所以真空又被称为狄拉克之海，这里充满了各种各样的粒子和虚粒子，它们总是成对儿地出现，往往互相抵消了，以至于很难被观测到，所以总体来看真空还是空荡荡的。真空的能量涨落有具体的数值被称为＂真空零点能＂，真空零点能的理论值非常巨大，不过真实的天文观测值很小，只有每立方厘米2乘以10的-17次方焦耳。理论值的矛盾我们暂且放在一边，就这一点点能量，就足以影响速度了。
　　所有的能量都是有方向的，而正前方的能量跟入射光子的能量方向相同的概率，基本为零，所以，真空零点能的存在，绝大多数情况下，是影响光子的速度的，一旦光子遇到真空能，就会停顿一下，整个路线上的量子涨落的能量，就决定了光子前进的速度。
　　光子具体被扰动的方式，跟真空中偶然出现的电子有关，光子和电子的相互作用大家都知道，只要碰到电子，那就可能把光子吸收，而电子本身就从更低的能态跃迁到更高的能态，甚至没有碰到电子，光子也有可能从真空中提取出一个电子，因为根据狄拉克对真空的认识，整个宇宙都被电子填满了，只不过平时处于量子场的基态，只要有光子路过，就可能让电子从基态变成激发态，凭空产生出电子来。
　　光子的能量要非常高，才容易观察到从真空中提取电子的现象，不过，这个逆过程就比较容易观察，就是真空对电子运动轨迹的影响。大家知道，氢原子是非常简单的系统，氢原子核非常小，以至于整个氢原子中的电子就像在真空中漫游，对电子的能量进行检测，就会发现能量有时候大，有时候小，这种现象被物理学家证实了，被称为＂兰姆位移＂。
　　光子并不容易被真空吸收，不过，看不见并不等于它不存在，而这个看不见的能量，就是光子前进的阻力。这种阻力并不仅仅对光子起作用，其实，所有光速前进的东西，都受到真空阻力的作用，还有两样东西是：中微子和引力波。
　　光子在前进中受到量子涨落的电磁相互作用的阻碍，而中微子受到的是弱相互作用的阻碍，引力波则受到任何有质量粒子的阻碍，这三者的速度是一模一样的。天文学家已经观察到数以亿计光年之外的黑洞合并，引力波、伽马射线暴和中微子到达地球的时间是同时的，这么远，速度还是一样，这种不可思议的巧合，足以让科学家认定，宇宙间的所有四种相互作用都是统一的，而把它们联系在一起的，最显著的就是宇宙速度的上限——光速。
　　你可能听说过一句话，说有质量的物体不可能达到光速，这句话显然过时了，因为中微子就有质量，但因为中微子是中性的，可以轻松穿越一光年厚度的铅板而不发生任何变化，可惜中微子也不能为所欲为，真空涨落产生的弱相互作用，一样制约着中微子的速度，让它从＂瞬间＂坍缩成为光速。
　　任何有电荷的物质都不可能达到光速，这倒是真的，如果你想制造一艘光速飞船，唯一的办法就是用中子做材料，去中子星挖矿吧。
　　总结一下，光速上限是由真空的能量的基态所决定的，不管是光子、中微子还是引力波，穿过真空的时候都会情不自禁地被量子涨落阻碍，阻碍的细节其实就是质量和能量之间的转换，光子可以跟电子转换，中微子通过弱相互作用转换，引力波直接影响空间本身，不过，质能转换的效率在整个宇宙都是一样的，也就是说，把我们所说的三种相互作用的质能切分到最小的能量单位的效率是一样的，所以作为相互作用传递的三种媒介，拥有百分百相同的速度。至于宇宙中的第四种相互作用，因为传递的介质是胶子，本身拥有很大的质量，作用的距离只限于原子核尺度，所以考虑胶子的速度没什么意义。
　　最近耶鲁大学观察到量子跃迁之前会有征兆，表明量子跃迁是需要时间的，这个时间很短，但是仍然可以衡量，这意味着量子跃迁可以被预测，也有可能被阻止，这短暂的微小时间，也许就是三种光速媒介传播速度的奥义所在，在将来，科学家可能通过统一的质能转换效率来实现大统一理论，真希望爱因斯坦能看到这个节目，受到启发，然后凭借他老人家的本事实现大统一理论。
　　今天的烧脑知识就给大家介绍到这儿，猩猩打字机，偶尔也做做烧脑锻炼，希望没有把你的大脑烧坏，如果没烧坏，我们下期再见吧！