为了回答这个主要的问题,我们不妨从测量光速的历史开始。光速是如此之快,以至于很难测量。光速的测量经历了辩论期、物理测量方法、天文测量方法、实验测量方法和干涉测量方法等几个阶段。在争论的早期阶段,人们认为光是瞬间传播的,即光速是无限的。包括古希腊科学家的鼻祖亚里士多德,都相信光是瞬间传播的,科学界的一些领袖,包括开普勒和笛卡尔,也相信光速是无限的和不可预测的。然而,伽利略相信,虽然光传播得很快,但是它是可以测量的。
起初,伽利略用最原始的物理方法来测量光速,即两个人在两座山上拿一盏灯,计算光从发出光到看到光的时间和到山的距离的传播速度。因此,可以想象光速太快以至于无法确定两座山之间的传播时间。但它也开始引起人们对光速的探索兴趣。
17世纪后期,随着天文望远镜的发展,人们得出了光是否具有速度的结论。1676年,丹麦天文学家罗默在观测木星时发现了一个有趣的现象: 木星卫星的日食周期在一年中的不同时间是不同的; 当地球位于木星和太阳之间,当太阳位于地球和木星之间时,这个周期相隔14到15天。他推测这种现象是由于光速。此后,惠更斯根据 Romer 的数据和地球半径计算出光的传播速度为214000 km/s。尽管这些数据与目前的光速数据大不相同,但这是人类首次计算出具有里程碑意义的光速数据。
实验测量方法在19世纪,科学家们开始利用实验来测量光速。其思想是通过实验将难以测量的光速转化为易于计算的测量对象。更著名的是齿轮测量方法。当光在光路上传播时,通过齿轮间隙两次即可看到光。只有当齿轮转速达到一定值时,光线才能穿过间隙。这样,光速的计算就转化为齿轮速度的计算。经过几次改进,该方法计算的光速为298000 km/s,误差很小。