真空中的光速可以說是自然界裡物體運動的最大速度了。目前科學界公認的光的速度是299792.458 km/s，也就是在一秒的時間裡，光可以跑299792.458千米那麼遠，約等於繞地球赤道7.48圈。
既然光“跑”得這麼快，那科學家們又是怎麼得到如此精確的數字的呢？光速究竟是怎麼測出來的呢？
伽利略——意識到光有速度第一人
17世紀以前，人們一直以為光的速度是無限的，開普勒和笛卡爾都對此深信不疑。但伽利略卻提出了不同的觀點，他認為，光的速度雖然很快，但仍是有限的，並且是可以測量出來的。
伽利略畫像
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為了證實自己的猜想，1607年，伽利略設計了世界上第一個測量光速的實驗。他讓A、B兩個人分別站在相距1.5千米的兩座山的山頂，想利用兩個山頭看到燈光的時間差來測算光速。但由於間隔的時間太短了，根本無法精確測出。最終，伽利略的實驗以失敗告終，但他卻開啟了人類測量光速的真理之門。
羅默——天文法測量第一人
木星的公轉週期為12年，每當木星的衛星繞木星一週，就會在進入木星影子處發生一次“蝕”。這類似於月蝕，當木星執行到衛星和太陽中間時，木星的“衛星蝕”就會發生。
木星
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但事實上，人們看到衛星蝕的時間是不斷髮生變化。這顯然說明，地球和木星的位置在不斷變化，地球和木星的距離也不是一個定值，不僅如此，這種現象的出現還與光的速度有關。
1676年，丹麥天文學家羅默對木星的這顆衛星進行了長期的觀測。他發現，實際看到衛星蝕的時間都比推算的時間要晚了十幾分鍾。他認為，這是因為地球與木星的距離在逐漸增大，所以光傳到地球的時間也相應延長了。因此，羅默推斷，光的速度是有限的。他還算出，光走過與地球軌道半徑等長的距離所需的時間為11分鐘。
羅默
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羅默預言，原本應在1676年11月9日上午5時25分45秒發生的木衛蝕將推遲10分鐘。最終的觀測結果證實了羅默的猜想。而後，又經過多番驗證和矯正，著名科學家惠更斯利用羅默的理論，計算出了科學史上的第一個光速值：214000km/s。
斐索——地面實驗的探索者
第一個在地面上測出光速的人是法國物理學家斐索。他設計了一個巧妙的裝置——旋轉齒輪，以此來測定光的速度。
旋轉齒輪
“旋轉齒輪”由一個齒輪、一面鏡子和一面半透明鏡組成。光源發出後，會經半透明鏡反射到鏡子上，而鏡子又會再將光反射進觀測者的眼睛中。這中間，有一個齒輪，當它開始旋轉時，就會將反射到人眼中的光切割成一段一段，人們因此會看到閃光。透過齒輪的轉速和光的路程，就可以計算出每次閃光的速度。這種方法雖然存在不足，但卻是光速測量史上的開創之舉，為後來的測量工作奠定了基礎。
邁克爾遜——光速測量的集大成者
邁克爾遜從1879年開始就在從事光速的測量研究，直至1926年，持續了大約50年。他總結了前人的不足，設計出“旋轉八面稜鏡法”來測量光速。
旋轉八面稜鏡法
在“旋轉八面稜鏡法”中，邁克爾遜用一個正八面鋼製稜鏡代替了旋轉鏡法中的旋轉平面鏡，從而延長了光的路線；用精確測定的稜鏡轉速代替了齒輪法中的齒輪轉速，從而減小了時間測量的誤差。在這個實驗中，邁克爾遜計算出光的速度是299796km/s，這在當時被認為是最精確的記錄，而邁克爾遜也因此成為了1907年諾貝爾物理學獎的獲得者。
邁克爾遜
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光速測量新時期
自從邁克爾遜之後，光速長達250多年的測量探索暫時告一段落。直至1929年，對光速的測量進入了一個嶄新的階段。新的實驗技術和實驗方法層出不窮，光速也越來越精密，最終成為物理學界的一個定義值。
1937年和1941年，美國的安德生先後兩次測量光速，最後利用克爾效應測出光速為299776km/s。
1949年，阿斯拉克遜用雷達測量電磁波的速度，其結果為299792km/s。
1952年，英國實驗物理學家弗羅姆用微波干涉儀測量光速，具有極高的精密度。用這種方法測得的光速為299792km/s。
1960年，鐳射應運而生。
1972年，美國標準局埃文森等人用測量鐳射頻率和真空中光的波長的方法，測得光速為299792.458 km/s。而這一數值也最終在1973年召開的第五屆米定義諮詢委員會和1975年召開的第十五屆國際計量大會被作為國際推薦值使用。
光速經歷了300多年的測量之旅，終於有了定論。在探究過程中，科學家將理論與實踐、計算與測量完美結合，最終獲得了精準的光速數值。
光速的確定，不僅影響了單位“米”的定義，更是對進一步的研究提供了幫助。像光速、“米”這樣的標準單位看似平淡無奇，但它們卻見證了人類文明的進步。科學無所限，人類探索世界的旅程，才剛剛開始。
創作團隊：中國科學技術館新媒體團隊
稽核專家：李永樂 北京人大附中物理教師、知名科普博主
