「光速不變」是實驗結果嗎？聊聊狹義相對論的兩個假設

在解說狹義相對論的科普影片中，常常會聽到有關「光速不變」的敘述。這是說無論在哪一個慣性系裡測量光在真空中的傳播速率，都會是一樣的，即使轉換到有相對速度的其它慣性系裡也不會改變。這個很反常的結果與一般人的日常生活經驗是如此牴觸，以至於乍聽之下很難讓人接受，而這也間接地影響到許多人對相對論的理解。根據我的印象，科普傳播者在面對「光速為何不會變？」這個問題時，大致上有兩種比較簡單直接的「解釋」方式。第一種方式會說：「這就是實驗的結果，事實就是這麼難以置信但必須接受。」第二種方式是直接搬出「愛因斯坦是天才」，其傳達的意思大概是：「這是愛因斯坦頓悟出來的，他是天才，所以我們沒什麼資格質疑。」對於這個問題，我想在此分享一點自己的見解。願此文能幫助不太熟悉相對論的讀者稍微深入一點了解「光速不變」概念的來源。