如果要領悟光速不變的原理，首先必須勇于拋棄那些根深蒂固的思維定式，因為愛因斯坦的理論確實有些顛覆傳統。

我們都知道，描述任何運動現象，必須依托一個參考系才有意義。

例如，我們說一列火車以每小時100公里的速度行駛，這是相對于地面這一參考系而言的。如果我們自己也在火車上，那么測量到的火車相對速度就會低于每小時100公里。反之，若我們迎面跑來，測得的速度就會超過每小時100公里。這是經典力學中一個基本的觀念，不僅與我們的日常體驗相符，也易于理解。

但是，有沒有這樣一種運動，它與參考系的選擇無關呢？也就是說，無論你是站在原地還是與被測火車同速或逆行，你的測量結果都不會有變化。

對于地面上的觀察者而言，如果兩列火車A和B以相同的速度并肩前行，它們的時速都是100公里。而當你登上火車B，按常理，你應當看到火車A是靜止不動的。但如果你發現火車A仍在以每小時100公里的速度超過你，那恭喜你，你目睹了宇宙的奇跡：火車A的運動似乎與參照系的選擇無關！

在麥克斯韋的電磁場方程中，電磁波的傳播速度似乎與參考系的選擇無關。

也就是說，不論你以何種速度移動，你看到的光速總是恒定的。盡管許多人會本能地反駁：“這個方程肯定有錯！”早期的科學家們也是這么想的。他們設計了許多實驗，試圖證明麥克斯韋方程的荒謬，但無論實驗設計如何巧妙、測量如何精準，結果總是一致：光速是恒定的！

越來越多的實驗證實了麥克斯韋方程的正確性，科學家們不得不承認，與參照系無關的運動是存在的，那就是光，即電磁波。

這種與參照系無關的運動形式，對經典物理學的基石造成了巨大的沖擊，讓許多物理學家倍感困擾。因為相對運動理論是物理學的根基，其他理論都以此為基礎。一個宏大的理論體系，必須有堅如磐石的根基。而當這個根基動搖時，看似完美的體系也會隨之崩塌。

多年來，無論是大如太陽系銀河系還是小如塵埃灰燼，經典相對運動理論從未失手。人們寧愿不相信相對運動理論有問題，而更愿意嘗試用它來解釋光速不變的現象。

大多數普通人和經典物理學家都會想象宇宙如同一個巨大的“空箱子”，其中遍布著星系、星云、行星、黑洞等天體。其中有些天體相對于這個“箱子”靜止，有些則以各種速度在各個方向上移動。我們心目中的“空箱子”，就是我們所設想的宇宙空間。

這個“絕對空間”之所以被稱為“絕對”，是因為它的存在不依賴于箱子里的任何物質。即使箱子中的所有星系、黑洞、恒星等都不復存在，這個箱子本身仍然是存在的，它是一個“空洞的宇宙”。正如我們在紙上畫的坐標系，即便沒有點、線、面的存在，坐標系本身依舊存在。

如果能找到一個相對于宇宙空間靜止的物體，我們就找到了絕對空間。以此物體為參考系，宇宙中的所有運動都將被確定，擁有一個“絕對運動速度”。

當時的物理學家們提出了一種被稱為以太的神奇物質，他們認為以太是光傳播的媒介，充滿整個宇宙，且以太具有許多非凡特性，如透明、無質量、剛性等。最關鍵的是，以太相對于宇宙絕對空間是靜止的。

有了以太，當地球移動時，就會遇到一股“以太風”。

正如我們開車時，會感受到靜止空氣中形成的風。通過測量以太風的速度，我們就可以得知地球穿過以太的速度，即地球在宇宙空間中的“絕對速度”。許多科學家設計了各種精妙的實驗裝置，試圖通過測量光速的差異來尋找以太風。

但遺憾的是，無論多么努力，他們都未能測出以太風。以太理論似乎陷入了困境。

正是在這種背景下，愛因斯坦提出了相對性原理，即所有慣性參考系都是相對的，宇宙中并不存在一個絕對的參考系。這個理論最初讓許多經典物理學家難以接受，因為他們無法確定地球在宇宙中的精確位置和運動方向。但當科學家們真正理解了愛因斯坦的理論之后，他們立即接受了這一劃時代的新思想。

愛因斯坦之所以備受推崇，是因為他并沒有用經典相對運動理論去解釋光速不變的現象。他宣稱：“各位，相對運動理論有缺陷，我需要對其進行修正。”他所采用的修正方法就是著名的洛倫茲變換。在這個變換公式中，光速成為了一個無法超越的極限。

光速與參考系無關，并且是絕對的最大速度，這是愛因斯坦“不得不接受”的一個假設。這個假設的理由十分充分，如果不接受它，就必須承認絕對空間的存在，而經典理論無法修補這一漏洞。一百多年來，相對論的這個假設一直在實驗中得到證實，科學家們至今沒有找到能夠證明相對論錯誤的證據。

經過愛因斯坦的修正，物理學的大廈終于得以穩固。科學家們終于松了一口氣。自此，越來越多的人開始接受這樣一個觀念（事實上也是一個既定的事實）：首先，不存在絕對的宇宙空間，只有相對的位置和速度。

其次，無論你是逆光而行、背光而行還是與光線成垂直交叉而行，測得的光速都是相同的。

愛因斯坦提出的“任何參考系中光速不變”，可以這樣簡單表述：光速會根據觀察者的運動狀態而調整，從而讓觀察者誤以為光速始終不變。對于“同一束光”，你快它就更快，你慢它就變慢——光的速度是“自動適應觀察者”的！你明白了嗎？

——這似乎很不合邏輯，對吧？即便相對論已經提出一百多年了，它仍然讓許多人感到難以理解。

那些無法理解相對論的人，大多是因為他們沒能擺脫經典相對運動理論中關于絕對空間的觀念。或者他們一部分使用了相對論的概念，一部分又套用了經典理論，從而“推導”出時空旅行、平行宇宙等神奇現象。甚至還有人宣稱時空穿越是相對論的成果，這顯然是對相對論的誤解，背離了原意甚遠。