在宇宙的历史中真空光速是否一直没变过？_网络百科

【务必请见评论区置顶梳理总结】这个提问真是太好啦，非常有意义！因为这是一个没有意义的问题啊~！（手动斜眼）。

我说的，是真心的，可不是反话。这“没有意义”的问题里面，竟有一个物理学史上意义重大而喜闻乐见的故事。

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吐槽在先，题主的问题每个字都表达的很清晰，对于底下诸位回答异口同声提到光速不变原理，我想，你们的语文老师和物理老师现在正在争论这个锅该由谁来背←_←请看到这句话的答主别生气，虽然你们是牛头不对马嘴，但我就开开玩笑嘛，也没有恶意。

需要我来重复一遍吗？光速不变原理：真空中的光速在所有惯性参考系下都是相同的。和历史上这个值是否有变化，无半点关系。

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在被邀请回答这一题的时候，我觉得我需要查点资料，因为我也不知道答案。这一查不要紧，顺着线索竟挖出了一番故事[1]。

2002 年 8 月 8 日， P. C. W. Davies, T. M. Davis & C. H. Lineweaver 发表文章于Nature杂志[2]。其文引用了 1999 年的一项研究，研究者通过观测类星体光谱，测得精细结构常数α=e²/(4πε₀ħc)在宇宙历史中的变化[3]。作者称，由于精细结构常数有关于多个物理学基本常数，值得讨论究竟哪些常数是恒量，哪些常数发生了变化。作者通过分析黑洞热力学得出结论，支持光速发生变化，认为如果电子电量发生变化将导致违背基本原理的后果。

然而，这一结论被打脸了[4]。2002 年 8 月 13 日（才五天啊！一定是被气得不轻哪～），M. J. Duff 通过 arXiv 严正指出上述文章的讨论前提是完全错误的：物理学中，唯有无量纲的常数(比如上述α)才有讨论其随时间变化的意义。带量纲的数(比如构成α的物理学常数)，量纲的单位是人为规定的，因此其具体数值、数值的变换仅仅依赖及等价于重新定义量纲的单位。因此，谈论有量纲的物理学常数是否随时间发生变化，此问题俨然耍流氓。这里，“量纲的单位”指的是“多长被定义为一米”，“多久被定义为一秒”等。

笔者支持 Duff 的观点。以下到分割线内容为笔者自述，与 Duff 文章内容无责任关联。想想看，一米的定义是什么？物理专业的学生是不该犹豫的：一米的定义是光在真空中走 299792458 分之一秒的距离。而一秒的定义由铯原子钟而来。看在人们基于光速而定义了“一米”的面子上，你告诉我，光速变了？

不妨就拿当前场景作为栗子。不是说α=e²/(4πε₀ħc)变了吗？那好。既然 Nature 作者支持光速变了。那我们不妨重新定义一米，硬把一米仍旧定义成光在真空中(以变化之后的光速)走 299792458 分之一秒的距离。如此，光速值被掰回了原值。一秒的定义不变。其他基本单位定义均不变。

那好。在α相关的这些基本常数里，ħ和ε₀均有关于米。于是，把新的米的单位带入后，ħ值变了，ε₀值变了。以这些新值偕同新的米单位用于一切物理学中，则显然可知，这样的理论和“新光速”下的理论是完全等同的。

因为我们改变本就是人为规定的单位而已。就好比以米或是英尺为单位，这绝不能够改变物理本身。

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Duff 的文章显然遭到了许多质疑，包括 Nature 编辑及两位评审的一致拒稿，连申辩的机会都没给。在这篇 arXiv 中，Duff不仅阐述自己的观点，更贴出编辑回信原文，逐条苦苦相辩，更长期不断更新，添加入对他人新发表的反对意见的驳斥。笔者真是十分理解 + 万分心疼啊！俨然一副我在知乎写东西之后面对评论区各类民科打嘴仗的升级版架势，心里明明想着“你们这群 XX!”，却又不得不提起笔操碎心，苦口婆心，为的是争取说服读者，不让更多的人受到误导。

然而功夫不负有心人(这句话的灵验着实是很罕见的)，Duff 的结论最终受到了广泛认可[5][6][7]。甚至，Duff 竟在去年(2016 年，这件事已经过去了 14 年)偶然得知，一模一样的观点曾被 Dirac 在一次讲座中陈述过。早知道该有多好。或许 Duff 再也不会受到质疑和批评。可如果原因是因为他突然有了狄拉克这样的神队友的话，也不知是 Duff 的幸运还是物理学界的不幸。

Duff 的文章[4]及支持他的[5][6][7]都写的非常好，值得一读。不过嘛，我们还是一起来拜读一下狄拉克吧：