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听众不知凡几问了一个问题，光速到底是一个近似值还是一个精确值呢？

我觉得通过回答这个问题可以引出很多有深度的知识和观念，非常值得深入回答。大多数普通人的第一感觉可能会觉得这个问题很简单嘛，光速应该是一个近似值嘛，我们日常生活中说某一个东西多少长，某个车跑的多少快，那肯定是一个近似值嘛，哪怕能够测量到小数点后面第 10 位，那也不代表就没有小数点后面第 11 位的值了嘛，速度这东西怎么可能是一个百分百精确的值呢？

这么想是很正常的，我们在日常生活中，在任何场合下见到的对某一运动速度的数值，可以说无一例外都是近似值，这是由测量必然产生误差的本质决定的。但是，光速却是一个例外，如果你在某个地方看到光速写的是：299792.458 千米 / 秒，那么这个数值就是一个百分之百的精确值。可能你会感到惊讶，科学家们凭什么说这个数值是百分之百的精确值呢？不是说任何测量都不可避免产生误差吗？

要理解这个事情啊，我不得不简单说一下人类对光速测量和认识的历史。

第一个在实验室测量出光速的人是法国人菲索，他用的就是非常著名的齿轮测量法，我在《时间的形状》中有详细的描述，他当时测量出来的数值大约是 31.5 万千米 / 秒。速度的概念依赖于另外两个度量单位，就是米和秒。在菲索测光速的那个时代，科学家们对于 1 米是多长的共识是这样的：1 米就是经过巴黎的四分之一经线，也就是北极点至赤道总长度的 1000 万分之一，根据这个定义，法国人用铂金做成了一个米原器，当然，这个米原器的长度不可能刚好就是定义的长度，这就是说，从定义到米原器产生了第一次系统误差。各个生产尺子的单位就会以这个米原器为基准来生产尺子，那当然也不可能长度完全一致，这里就会产生第二次系统误差。然后，菲索再用尺子去测量眼睛到反射镜的距离，当然又会产生第三次测量误差。

我们再来看菲索那个时代对秒是怎么定义的，一秒就是一个平均太阳日的 86400 分之一，所有生产计时器的厂家都根据这个定义去生产自己的计时器，那当然也会产生大小不一的第一次系统误差。再用这个已经有误差的计时器做各种测量，自然又会产生第二次测量误差。

所以，在菲索那个时代，所谓的光速值，当然是一个近似值，因为无论怎么设计精密的实验，系统误差和测量误差理论上都是不可能完全消除的。

不过，时代在发展，人类的认识水平也在不断地发展。随着我们对光速的不断深入研究，科学界终于在二十世纪初达成了共识，光速是不变的，也就是说，光速是一个固定值，我们且不论这个值到底是多少，反正是一个永恒不变的固定值，而且还不依赖于参考系，永恒不变就真的是绝对意义上的永恒不变。

一旦建立了光速不变的科学共识后，科学家们就想，过去我们说光速，都是依赖于米和秒的定义，那既然光速是一个固定值，能不能反过来，让米的定义依赖于光速呢。这样，各个厂家在生产尺子的时候，就不用依赖于那个国际米原器了，米原器的缺点实在是太多了，连热胀冷缩都无法避免。

所以，到了 1983 年，国际计量大会就讨论决定，把 1 米的定义修改为光在 1 / 299792458 秒内走过的距离，那么这样一来，光速也就是成了一个定义出来的值，也就是 299792458米 / 秒。而在此前的 1967 年，国际计量大会已经把秒的定义改为了：铯 133 原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。这个定义提到的铯原子必须在绝对零度时是静止的，而且在地面上的环境是零磁场。

这样一来，全世界的任何厂家在生产尺子的时候或者要生产标准长度的零件时，就可以借助这种自然现象中稳定的天然标准来生产了，不再需要像以前一样依赖某个人为制作的原器了。