根据现代物理理论,光在真空中的传播速度是宇宙中最快的速度,其数值为299792458米/秒,无法被超越。值得注意的是,光速是一个人为定义的常数,其小数位后面都是0。既然光速是定义的,人们自然会产生疑问:为什么不取整为3亿米/秒呢?

要回答这个问题,我们需要了解人类对光速的认识和测量历史。过去,人们普遍认为光速没有上限,因为每当光线被释放时,它们似乎瞬间就能照亮周围环境,并在远方被观察到。伽利略对这一观点提出了质疑,他尝试通过实验测量光速,但以失败告终。伽利略意识到,如果光速并非无限,那么它必定非常接近无限大。

在伽利略之后,天文学家奥勒·罗默发现了木卫一食现象,第一次证明了光速并非无限。随后,惠更斯基于罗默的数据计算出光速约为22万公里/秒,比实际值低一些,但由此开启了人类测量光速的时代。

随着科技的发展,物理学家陆续提出了飞行时间法、谐振腔法、激光干涉法等一系列测量光速的方法,提高了光速测量的精度。例如,飞行时间法测出的光速为29.8万公里/秒,谐振腔法测出的光速为299792.5公里/秒,激光干涉法测出的光速为299792456.2米/秒。

到了20世纪70年代,光速测量的精度已经非常高,仪器带来的不确定性已经很小。有一个因素始终影响着光速的测量值——1米的标准长度。

过去,人们使用米原器来定义1米的标准长度。米原器由铂铱合金制成,难以精确测量其长度。米原器本身会随着时间变化,导致1米的标准长度存在不确定性,从而不可避免地影响光速测量值的不确定性。

基于米原器的标准,光速已经测量得足够精确。考虑到光速的特殊性,它在麦克斯韦电磁理论中与参照系无关,科学家们决定将光速定义为一个确定的数值,并以此反过来定义长度单位。

由于光速大小会影响1米的标准长度,而很多物理量都与1米的标准长度相关,光速的选择不能使1米的标准长度发生明显变化,以免影响现有的参数。

基于此,科学家们根据之前的光速测量值,将光速定义为299792458米/秒。这个定义意味着光在真空中前进1/299792458秒的距离即为1米的标准长度。这一变化使米的定义更加精确,但不会对现有的物理量产生可测的影响。如果光速取整为3亿米/秒,1米的标准长度将出现约0.07%的偏差,进而影响到与长度相关的参数。