光速是自然界中最基本的常數之一，它在愛因斯坦的相對論中扮演著至關重要的角色。然而，在廣義相對論的發展過程中，愛因斯坦曾經探索過一種光速可變的理論。在這篇文章中，我們將從頭講述對光速認識的發展。

在19世紀末，物理學界普遍接受了麥克斯韋的電磁理論，認為光是一種電磁波，它在真空中以恒定的速度傳播。然而，這個假設與牛頓力學和伽利略相對性原理相矛盾。根據伽利略相對性原理，如果一個觀察者以某個速度沿著一個方向運動，那么他看到沿著同一方向運動的另一個物體的速度就要減去他自己的速度。

例如，如果一個觀察者以10米/秒的速度向東行駛，他看到一個以20米/秒向東行駛的汽車，那么他會認為汽車相對于他只有10米/秒的速度。但是如果這個物體是一束光呢？根據麥克斯韋理論，無論觀察者如何運動，他都應該看到光以c=299792458米/秒的速度傳播。這就產生了一個悖論：如果兩個觀察者以不同的速度運動，他們看到同一束光的速度應該是一樣的還是不一樣的呢？

為了解決這個悖論，許多物理學家試圖尋找一個可以解釋光速恒定性的參考系，即所謂的“以太”。他們認為真空并不是空無一物的，而是充滿了一種無形無質量的介質，它可以作為電磁波的載體。他們假設以太是絕對靜止不動的，并且所有物體都在以太中運動。因此，在以太參考系中，所有觀察者都可以看到光以c=299792458米/秒的速度傳播。然而，在其他參考系中，由于觀察者相對于以太有不同的運動狀態，他們看到光的速度就會有所不同。

為了驗證這個假設，1887年美國物理學家邁克爾遜和莫雷進行了著名的邁克爾遜-莫雷實驗。他們利用一個精密的干涉儀，在兩個垂直方向上測量了來自同一源頭的兩束光在經過反射后重合時產生的干涉條紋。他們預期，在地球繞太陽公轉時，由于地球相對于以太有不同的運動狀態，兩束光在兩個方向上經過以太傳播時所花費的時間應該有所不同。這樣就會導致兩束光之間產生一個相位差，并且隨著地球位置和方向的變化而周期性地改變。這個相位差就會反映在干涉條紋上，并且可以通過旋轉干涉儀來觀察和測量。

然而，邁克爾遜和莫雷發現，在實驗精度范圍內，并沒有觀察到任何干涉條紋隨時間或方向而改變。這意味著兩束光在兩個方向上經過真空傳播時所花費的時間沒有任何差別。換句話說，在地球參考系中，來自任何方向的光都具有相同且恒定的速度c=299792458米/秒。這個結果與以太假設完全相悖，并且給物理學界帶來了巨大的沖擊。

邁克爾遜-莫雷實驗后，物理學家們試圖用各種方法來解釋實驗結果和拯救以太假設。其中最著名也最成功的是洛倫茨和菲茨杰拉德提出了一個假設：當一個物體相對于以太運動時，它會沿著運動方向收縮一個因子，同時它上面運行的時鐘會減慢一個因子，這樣兩者互相抵消就可以解釋為什么邁克爾遜-莫雷實驗沒有檢測到任何效應。

1905年，愛因斯坦打破了傳統的觀念，提出了狹義相對論，它是一種全新的物理理論。他從兩個基本假設出發：一是物理定律在所有慣性參考系中都是相同的，二是真空中的光速在所有慣性參考系中都是恒定的。他用狹義相對論完美地解釋了邁克爾遜-莫雷實驗的結果，并且預言了許多新的現象，如長度收縮、鐘慢效應等。

然而，愛因斯坦并沒有完全放棄光速可變的想法。在1907年到1915年間，他曾經嘗試過將光速作為時空的函數來建立一個更一般化的相對論。1911年，愛因斯坦發表了一篇論文，給出了光速與引力勢之間的關系。1913年，他認為光速恒定原理只在引力勢恒定的特定時空區域中成立。

在愛因斯坦的光速可變理論中，由于光速與引力勢有關，所以引力梯度是引起光線偏折的原因，這就像在致密介質中光的折射是一樣的。這樣一來，他就可以用類似的惠更斯原理來推導光線偏折。愛因斯坦根據這個假設，推導出了在太陽附近的光線偏轉為“將近一弧秒”。1919年，愛丁頓利用日食對廣義相對論進行驗證，光速可變得到的結果僅為廣義相對論得到的正確數值的一半。

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雖然最后愛因斯坦放棄了光速可變原理，但之后還有其他人還在進行這項研究。比如1957年羅伯特·迪克提出了另一種光速可變的引力理論，還有宇宙膨脹替代理論的現代光速可變宇宙學理論。然而，這些理論受到了很多質疑，如何測量光速也成了很大的問題，因為現在長度和時間依賴于對光速的定義。