光速是宇宙中最快的速度，同時也是人類發現的物體運動最快速度，愛因斯坦認為任何存在質量的物體，運動速度都無法超過光速，那麼愛因斯坦是怎麼知道的？

光速，在物理學中是一個很重要的“常量”，因為真空中的光速是不會發生變化的，不論和任何速度相加，都只能得到光速，因此有人突發奇想，把手電筒丟出去，認為手電筒運動的速度再加上光速，就超越了光速是不正確的。觀測者相對於光速的運動速度和光速本身無關，所以光速和任何速度疊加後，能得到的速度都只是光速。

速度都疊加並不遵循經典力學的法則，而是遵循相對論法則，因為隨著科學的逐步發展，科學家發現，經典力學並不適用於所有的情況，特別是物體以解決光速的速度高速運動時，經典力學就不再適用了，並且在引力強大的天體面前，經典力學也會失去效果，相對論就是為了解決這些問題誕生的。

狹義相對論指出，在任何慣性系中觀察，真空中的光速都是一個常數，不會因為光源本身或者是觀察者的運動發生變化，量子力學的測不準原理指出，當我們想要一個數據變得更準確的時候，必然會引起另外一個數據變得模糊，而真空中的光速並不會因為其他原因發生變化，所以光速十分重要，是一個衡量和研究宇宙時很重要的常量。

光速不變原理也不是愛因斯坦猜測出來的，而是求解麥克斯韋方程組得到的結果，並且也被

邁克爾遜—莫雷實驗驗證，所以光速不變原理有數學模型，也有理論基礎和實際驗證，這個原理也是愛因斯坦創立狹義相對論的基本理論依據。

而在廣義相對論中，光速不變原理得到了更好的延伸，因為在廣義相對論中，慣性參考系並不存在，被加入了廣義相對性原理後，光速不變原理可以適用於所有的參考系，光速這個常量也就變得更加重要了。

在狹義相對論中，對於能量的概念也有了革新，在傳統的認知中，質量和能量完全是兩個概念，但是狹義相對論指出，質量和能量只能存在一定的當量關係，也就是我們常說的質能方程：

物體的質量為m，則相應的能量為 E=mc。

所有光源發出的光都各向同性，也就是光速不變原理，並且

所有慣性參考系

內的物理定律都是相同的，那麼質能方程都可以成立，恰好這兩個理論都可以被推匯出來，這證明質能方程是同樣成立的。

質能方程指出，物體的質量，其實就是它自身能量的體現，質量越高蘊含的能量就越高，但是正常情況下，質量無法轉化為能量。而一個物體在運動的時候，運動的速度越快，它的運動時產生的能量就越大，物體相對的運動質量就越高，有質量的物體在接近光速的過程中，質量會變得越來越高，這種效應在正常情況下不明顯，只有在接近光速時，物體的質量增加才會越來越快。

當一個物體接近光速的時候，它的質量也會接近無窮大，所以我們會發現，在宇宙中光速其實扮演著“無窮大速度”的角色，也就是我們常說的速度上限，從正常的情況來看，超越光速是無法實現的，因為我們沒有無限的能量去驅動一個質量無限大的物體，而光本身可以達到光速，是因為光的靜止質量為0，運動時必然會達到光速，不過在不同的介質中，光速也是會發生變化的，這也是為什麼我們要說真空中的光速是宇宙中最快的速度的原因。

所以，愛因斯坦是根據各種科學研究和數學計算，推論出有質量的物體無法達到光速的，並且這個理論也得到了實際認可，是相對論的理論基礎，而相對論是人類現在物理學的理論基礎之一，我們對於物體高速運動的狀態和強引力場的情況都需要用相對論來解釋。

不過相對論本身也並不完善，相對論和量子力學之間的矛盾，讓我們沒有一個可以解釋整個宇宙的“大一統理論”，這就給未來人類超越光速留下了一定的餘地，就像是經典力學無法解釋整個宇宙一樣，未來人類會找到更全面的理論，在新的理論體系中，超越光速可能就不是一件那麼困難的事情了。

想了解更多精彩內容，快來關注量子探索