光速不变会不会是因为超光速现象无法被观测到，从而大胆提出的？ 第1页

我希望「光速不变是实验观察」这个错误不要再被广泛流传：

Joseph Larmor and Hendrik Lorentz discovered that Maxwell's equations, the cornerstone of electromagnetism, were invariant only by a certain change of time and length units. This left some confusion among physicists, many of whom thought that a luminiferous aether was incompatible with the relativity principle, in the way it was defined by Henri Poincaré:
The principle of relativity, according to which the laws of physical phenomena should be the same, whether for an observer fixed, or for an observer carried along in a uniform movement of translation; so that we have not and could not have any means of discerning whether or not we are carried along in such a motion.
— Henri Poincaré, 1904[5]

请大家记住以上史实，不要再谣传迈克尔逊「发现」了光速不变。真正发现光速不变的是坚信光可以在真空中传递和能量守恒的理论物理学家。迈克尔逊实验只是直接证实了这个结论。

早在提出洛伦兹变换之前，物理学家就相信能量是守恒的。然后物理学家发现了电场和磁场，麦克斯韦把电场和磁场的相互作用总结为一组方程。推导这组方程的出发点就是能量守恒。而推导出的电磁波的速度是不依赖于任何参照系的。

如果不引入无处不在的「以太」，就会得出真空中光速在所有参照系中不变的结论。

知乎说我“可能存在事实错误”，但是我是没找到什么“事实错误”，前五条都是以其他方式定义或在非真空中的速度，超光速也不违反相对论，后两条是实验，如果正确则违反相对论，但目前不受学术界承认，最后一条是我的猜测。

第一条好像争议很大，但是我们确实是可以定义在第三参考系下两个物体的相对速度这个速度的，虽然它的定义不是相对论中要求不超过光速的速度的定义，但是按照不同的研究目的定义不同的速度，这是很正常的，例如下面提到的宇宙膨胀速度，相速度，群速度等。

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超光速是可以观测到的，我们看现实中的超光速例子

一：两个手电筒向相反的方向照射，在拿手电筒的人看来，两束光的相对速度就是2c，但相对论禁止的超光速只能是一个惯性系下观测到的质点在该系本身的速度，而拿手电筒的人在自己的惯性系观察到以一束光为惯性系（评论认为应该改成参照系，因为光子系不被认为是惯性系，感谢提醒）的另一束光的速度超过光速，不违反相对论。

二：现实中有很多星体互相远离，被天文望远镜观察到超过了光速，现代宇宙学认为这不违反相对论，因为这是宇宙膨胀的速度，不是质点在宇宙中运动的速度。

三：切伦科夫辐射。切伦科夫发现高能粒子在介质中运动速度可能超过介质中的光速，此时有类似于超音速飞机的音爆的光爆现象，发出蓝光。现实中，核电站核心部分有这种辐射，太空中的宇宙射线进入大气层时也有这种辐射。这仅仅是介质中的光速，不违反相对论。

四：负折射率材料。负折射率材料作为一种介质，其中光速高于真空光速。但计算折射率用的速度为相速度，而相对论限制超过光速的速度为群速度，两者不同。

五：我国潘建伟团队实验证明，量子纠缠关联塌缩速度下限为光速的一万倍。

六：2011年，欧洲核子中心发现中微子超光速，后被证实是实验低级失误。

七：不久前刚刚逝世的美国亚拉巴马大学的张操认为测出了交流电的速度达到20倍光速，但学界普遍不同意这个结论。

八：真空光速不变是麦克斯韦方程组的推论，当时认为真空有以太，但迈克尔逊-莫雷实验后，物理学界就认为以太不存在，光不需要介质，真空是任何物质都没有的。但后来，量子场论认为，真空有一种叫做零点能的能量，可被卡西米尔效应证实。零点能可以解释宇宙的膨胀速度，作为宇宙学常数（暗能量）的一种备选项。但，实测的零点能比暗能量的密度要大很多。如果解释成零点能的分布在宇宙范围内不均匀，那么真空中的光速就是可变的，所以真空也可以看成一种介质，高密度真空中的超光速就是可能的。