100多年前，人类历史上最伟大的科学家爱因斯坦告诉我们，光速是宇宙中最快的速度，没有什么能超越它。
到目前为止，虽然偶尔会出现超光速现象，但大多数科学家仍然以此理论为标准，经常寻找证据来解释超光速现象的问题。因此，光速作为宇宙中最快的速度，依然牢不可破。
那么，科学家是如何把光速测量得如此之快的呢？
光速是每秒30万公里。科学家是如何测量的？
事实上，光速的测量经历了一个漫长的过程。人类的智慧不断提高，终于这个伟大的事业完成了。今天，让我们来看看科学家是如何测量光速的。
亚里士多德是古希腊著名的代表人物(虽然他不是希腊人)。虽然他的一些理论被推翻了，但在当时很受欢迎，甚至被捧上天。
以亚里士多德为代表的古希腊人也认为光速是最快的。但不像爱因斯坦，他们认为光速是无限的，这就是所谓的距离效应。也就是说，无论多远，光都可以在一端被点亮，另一端同时接收到光。因此，对他们来说，测量光速是完全荒谬和不必要的。
我不能怪他们，毕竟那时候地球的距离是他们控制不了的，欧洲的距离也不可能控制。所以无论是他们的生活范围，还是他们的科学认识，都导致了他们对光速看法的局限性。
在大家的印象中，最能打亚里士多德脸的人是伽利略。其实比萨斜塔的实验已经基本被证伪了。然而，伽利略敢于质疑并付诸实践的精神是绝对正确的。
他不相信光速无限，坚持自己做实验。于是，他和助手爬上两座小山，做了实验。他的实验原理很简单。他的助手拿着一盏非常非常亮的灯，用一块木板挡住它。然后，助手把板子拆了，把灯露出来。伽利略计算助手移开板子和他看到的光之间的时间差，用时间除以距离，就是光速。
现在我们知道伽利略的实验是不可能产生结果的，因为光速太快了。不要说两座小山，就算它们站在地球的两端，光速从一端传到另一端(我们按直径算，不按周长算)，也只需要不到0.05秒，也就是不到50毫秒。就连运动员也需要150毫秒才能做出反应。因此，伽利略这种方法，不可能测量光速，最多是测量他的反应速度。对此，他也承认了。
伽利略失败了，但他的贡献使测量光速成为可能。他的实验告诉我们，如果要测量光速，就必须有更长的距离。而他更重要的贡献是告诉别人，望远镜可以看天空和星球。此外，他还发现了木星的四颗卫星，被称为伽利略卫星。木卫一在测量光速方面起着重要的作用。
1676年，一个叫奥勒·罗默的人偶然测量了光速。
说起来，他是无心的，因为他只是想把木卫一的公转周期作为天文学上的一个精确的“钟”来测量。这个测量方法其实很简单。如果木卫一跑到木星挡住太阳的位置，我们就看不见了；如果它运行这个影子，我们可以看到它。
你可以看到这个图，a是太阳，EFGHLK所在的圆是地球轨道，b是木星。当Io跑到光盘之间的阴影处时，我们看不到它。所以只要多次测量它的两个表象的时间差，就可以知道它的公转周期。
那么，问题就来了:每隔一段时间，测得的数据就不一样。
罗默认为，这不可能是木卫一运行不规律造成的，不符合天体物理定律。唯一的解释是光不是瞬间传播的，但是光速是有限的。于是，他通过这个发现开始测量光速。
确定大小
假设我们从地球北极上方看太阳系，那么地球、木星、木卫一都是逆时针旋转的。如果地球移动到F点，木卫一被木星挡住，也就是木卫一在C点的时候，由于光速需要时间传播，我们看到木卫一在F点到达C点的时候其实是几分钟前，而且实际上是在CD之间。
当木卫一在D点重新出现时，地球可能已经移动到了G点(为了方便大家，尺度会很不平衡，只要我们明白真相)。同样的，就像我们看到F时Io和C之间的延迟一样，其实是几分钟前Io到达g时的D。
由于木星公转速度相对较慢，我们认为它几乎没有移动。然后，显然DG比CF短，所以虽然有延迟，但是DG距离比CF短，所以延迟相对较短。这意味着在FGs之间测量的Io消失时间比实际消失时间短。
你被蒙蔽了吗？
核心部分，我们打个比方。
假设你在玩王者荣耀，但是你用的网很卡。游戏开始的时候，你还在拖延时间，直到开场10秒后才进入游戏。结果你发现忘了打开WiFi，就切换到了WiFi。不过这个WiFi信号也不好，只比流量快一点点，延迟8秒。结果这个游戏结束了，你在峡谷里跑了8秒才知道结果。所以，如果整场比赛持续15分钟，你只打了14分58秒。
明白了吗？
另一方面，当地球远离木星时，情况正好相反。当地球发现木卫一在L处C处消失，木卫一在K处D处出现时，也要考虑延迟效应。这一次相当于你用WiFi玩游戏，但是中途WiFi被切断，流量较慢，所以你玩游戏的时间比游戏的实际时间长，也就是木卫一的地球测量消失——出现的时间比木卫一实际消失——出现的时间长。
然后罗默开始假设如果光速等于地球直径，而木卫一公转时地球移动的距离是地球直径的210倍(我不知道他是基于什么假设)，那么木卫一的光传到地球的时间就是210秒(也就是游戏实际时间和你玩的时间的时间差)，也就是三分半钟。换句话说，当地球靠近木星时，木卫一会消失3.5分钟，当它远离木星时，会持续3.5分钟，加起来就是7分钟。
实际观察的结果是两者相差不到7分钟，差很多。可以看出，光在一秒钟内传播的速度远远超过了地球的直径。他推测光速大约是每秒10到8次方米。
别说，这和目前的数据是一个数量级的——虽然他的假设有点离谱。
粗略计算
那么，在确定了震级之后，能否更精确一些呢？
加拿大
对于Io的革命时期，虽然不完全准确，但基本没有问题，大概是42.5天。也就是说，如果观察位置不变，木卫一消失的周期应该是42.5天。如果位置改变，是光速造成的。
从1668年到1678年，罗默继续观察了11年(恐怕你忘了罗默是谁……)。发现木卫一消失的时间比地球离木星最远时最近的地方晚了22分钟。而这个时间就是地球在太阳两边带来的光速的移动时间。所以只要解决了地球半径的问题，光速的问题就可以解决。
但是，如果你还记得前一期的《科学有意义》一栏关于太阳与地球距离的测量，你会发现人类此时还没有准确测量出太阳与地球的距离。所以罗默测量的是时间，没有距离，那么速度怎么算呢？
其实罗默的计算，到此为止。很多人认为罗默第一次计算了光速，其实他只是提供了参考。此外，通过复杂的计算，他得出结论，光每秒传播的距离大于地球的直径，仅此而已。
他的论文发表后，惠更斯看到了。根据他自己的天文数据，即太阳和地球之间的大致距离，他得出光速约为每秒22万公里。同时牛顿计算出是21万公里每秒。他没有说他算的是什么，所以很难相信他没有借鉴罗默的学术成果。牛叔和惠叔在争论光是波还是粒子，所以也有可能是牛顿不愿意落后惠更斯才偷偷“抄作业”~
显然，惠更斯和牛顿都没有精确测量光速，大约是现代数据的70%。这是因为当时人们没有关于太阳和地球之间距离的准确数据。
当然，即使知道太阳和地球的距离，罗默的数据也不准确。可能导致误差的因素很多，比如当时仪器的精度，木星的运动等等。当然，木星的运动最终会归于日地距离，因为一旦确定了日地距离，就可以确定木星的轨道。
无论如何，对于16世纪的人来说，能够测量这个水平是非常了不起的。
他是无心的，因为他只是想把木卫一的公转周期作为天文学上的一个精确的“钟”来测量。这个测量方法其实很简单。如果木卫一跑到木星挡住太阳的位置，我们就看不见了；如果它运行这个影子，我们可以看到它。
你可以看到这个图，a是太阳，EFGHLK所在的圆是地球轨道，b是木星。当Io跑到光盘之间的阴影处时，我们看不到它。所以只要多次测量它的两个表象的时间差，就可以知道它的公转周期。
那么，问题就来了:每隔一段时间，测得的数据就不一样。
罗默认为，这不可能是木卫一运行不规律造成的，不符合天体物理定律。唯一的解释是光不是瞬间传播的，但是光速是有限的。于是，他通过这个发现开始测量光速。
光速是怎样测量出来的