上帝说，要有光，于是便有了光。
——《创世纪1:3》
人类自从诞生以来，便从来没有停止过对光的追求。从洞穴时代的钻木取火，到铁器时代的火药火器，从需要借助月光、萤火照明，到蒸汽时代，电灯的发明使得人类终于可以抵御无边黑夜。光，帮人们驱赶走了黑暗和愚昧，更是成为了近代物理学的基石，对光的研究，破除了学界对以太的迷信，启发了爱因斯坦对于相对论的研究，甚至重新定义了“米”和“秒”的常量......
这个摸不着，尝不到的“光”，到底是怎么被捕捉到，甚至测出速度呢？本少女今天就来讲讲这个，让全人类疯狂迷恋的“光”。
人类的追光之路
就像所有中国人都会背：“床前明月光，疑是地上霜。”古代的人们并不知道光是什么东西，也不知道日光、月光是从何而来。不同于中国人将此归因于天神或者皇恩，西方的哲学家和数学家们很早就开始思考这个问题：光，到底是什么？
早在公元前490年，希腊的哲学家恩培多克勒就开始思考光这个东西，然后他观察天，观察地，观察星星，观察月亮，不知怎么地，得出了一个惊天骇俗的结论：光是有速度的！他认为，光线的行进也是需要时间的，但是因为时间非常短促，所以我们察觉不到。这个神人，还在没有望远镜，没有任何物理基础的情况下，推断出来了月光是光反射造成的，日食月食是因为太阳被月亮挡住了等等结论。但是遗憾的是，希腊时期，占据统治地位的观点，是亚里士多德提出来的，他认为：“光是因某物存在所致，而不是一种运动的东西。”换言之，他眼里，光是客观存在的物体。
其后，从13-17世纪，长达几百年的时间里，各大哲学家，诗人，物理学家为了“光，到底有没有速度”这件事各抒己见，辩论不休。欧几里得认为，光是眼睛发射出来的，所以光速一定是无限的，因为睁开眼睛的刹那，可以看到遥远的物体。开普勒和笛卡尔都认为，光速是无限的，因为我们的世界里，没有任何能阻挡光速传播的物体。
1638年，伽利略试图测量光速。他让两个人站在相距一英里的两座山上，每个人拿一盏灯，第一个人先举起灯，当第二个人看到第一个人的灯时，立即举起自己的灯，两座山的距离处理这中间相隔的时间，就是光的速度。不过伽利略过于低估了光的速度，或者说高估了人体的反映时间，实验失败了无数次，最终他沮丧地得出结论，就算光速是优先的，那它肯定也快到不可思议的程度。
对于光速的测量似乎走入了死胡同。光速，这个极快速度的物理常量，想要捉住它，当然，还是要去太空里。
神秘的木卫之光
1676年11月9日上午5点25分45秒，一个普通的日子，丹麦的天文学家奥勒.罗默有些紧张地等待着巴黎天文台的消息。2个月前，他夸下海口，预言于今日发生的木卫食现象，将推迟10分钟。而这一切，都是建立在他长期的观测，和一个大胆地猜测之上的，可以说，他将自己作为科学家的荣誉和尊严都赌在了这个预言之上。
很快，巴黎天文台的消息传来，今日的木卫食，确实推迟了十分钟。
罗默的推测建立在他长期对木星的观测上。木星总共有四颗卫星，其中木卫一是最靠近木星的一颗，以每42.5小时一圈的速度绕着木星公转。就像月亮旋转到地球背面会发生月食一样，当木卫一旋转到木星背面时，它也会被木星挡住而消失不见，等旋转出木星背面之后，又会出现，这种现象被称为“木卫一蚀”。理论上来说，因为木卫一的旋转速度是保持不变的，它经过木星背面的距离也是一样的，所以每次木卫一从消失（进入木星背面）到出现（离开木星背面）的距离应该是一样的。
然而罗默却发现，木卫一蚀的时间，会随着地球所在的轨道位置，而发生改变。要解释这一点其实非常简单，我们可以看下图，加入B点是木星，当地球绕着太阳公转到达G点时，发生木卫一蚀，木卫一从C点消失，D点出现，那么C点离地球的距离近，D点离地球的距离远，就会导致我们更早地发现木卫一的消失，更晚发现木卫一的出现。当地球公转到L点的时候则刚好反过来，我们更晚发现木卫一的消失，更早发现木卫一的出现。这样当地球在G电视，木卫一消失的时间会比地球在L点时长，由此，罗默推算出了光的速度是3*10^8米/s，已经非常接近准确地光速了。
从此，人们意识到，光速确实是有限的。之后又有了诸多精确测量光速的方法，例如麦克尔孙的莫雷实验，克尔盒法，变频闪光法等等，将光速精确到了299,853±60km/s。
现代物理科学的基础
如果你认为光对于物理学的贡献，仅仅只是它的速度的话，那就太小瞧它了。它不仅破除了科学界对于以太的执念，促进了电磁学的发展，还直接激发了爱因斯坦对于狭义相对论的研究。
在科学家们测量光速的同时，他们也在对光的存在进行研究，牛顿一开始认为光是一种微粒，不同颜色的光是不同的微粒，一切的光学现象，都可以用微粒的传播来解释。而惠更斯则提出，光本质是一种波，就像我们听到的声音和看到的水波一样。
两种学说一直争执不下，直到1800年，英国的科学家托马斯.杨通过双缝干涉实验，证明了光的波动性。而波的传播需要介质，这种无处不在的介质是什么呢？当时的科学界一致认为是一种叫做”以太“的东西。
但是随着电磁学的发展，电磁场、电磁波的发现，科学家们惊奇的看到，电磁波的传播速度和光竟然惊人的一致，这个时候，人们终于可以确定，其实光，就是一种电磁波，所以它并不需要任何介质，也就证明了，以太的不存在。
科学家们对于光的追寻和研究，正是人类理性思想的体现，光从一开始的神创之物，变为宇宙中传播的电磁波，从一开始拥有无限速度，到最后精确到毫秒的测量，理性的火光和伟大闪烁其间。当然，现代物理学对于光又有更多的研究和认知，关注美少女，之后给大家普及更多的科学知识~
