請問愛因斯坦相對論里，時間是空間都是相對的，為什麼光速是絕對的？
首先，不同慣性系下光速不變，是一個基本事實，是理論和實驗共同得出的結論。其次，狹義相對論是從「光速不變」和「各慣性系平等」這兩條前提假設推導出來的。也就是說，時間和空間的相對性，是從光速不變這個事實推導出來的。速度是通過對時間和空間的測量得到的。不同慣性系下光速不變，唯一可能的解釋就是，不同慣性系中的時間和空間有所不同。
狹義相對論中真正具有絕對意義的東西是四維時空點，也就是空間中的一個點再指定時刻，其坐標是個四維向量，除了x、y、z之外，還有個時間坐標t。同一個四維時空點在不同慣性系下觀察時，具有不同的時空坐標，互助之間的換算關係用洛倫茲公式描述。狹義相對論的「相對」性指的是同一個四維時空點在不同慣性系下具有不同的時間坐標和空間坐標，而四維時空點本身是具有絕對意義的。這類似於你在研究平面解析幾何時採用不同的坐標系來研究同一個平面。平面上每個點的存在都具有絕對意義，只不過在不同坐標系下反映為不同的坐標而已。如果你數學好的話，應該知道平面上同一個點在具有旋轉關係的兩個平面直角坐標系之間的坐標換算公式是怎樣的。實際上，洛倫茲公式就是一種坐標系旋轉變換公式！只不過洛倫茲公式是四維空間中的坐標系旋轉變換公式，並且其中有一個時間軸，跟其他三個空間軸不太一樣。
更詳細的解釋，可以去各大視頻平台搜肖晗講的《輕鬆理解狹義相對論》教程。
首先，誰告訴你時間和空間就是相對的了？？？相對論其實就是絕對論。相對論的研究內容就是minkovski 空間裡面的不變性。來來來，你告訴我，都不變性了哪裡相對了？只不過時空是四維的，而通常所說的觀察者看到的是三維的，只能觀察到一個側面，於是不同的觀察者觀察同一個物理過程，由於角度的不一樣，比如在四維空間中兩個非慣性系相對轉了一個角度，那麼各自這個世界就看到了不同的側面。所以才有相對之說。但是值得指出，在四維空間（minkovski 空間）看來就是絕對的_(:з」∠)_
如果說相對論最終未來會被推翻，八成是死在光速恆定上
因為麥克斯韋的理論預言「真空光速只與真空磁導率與真空電容率有關」，而麥克斯韋的理論又和實驗符合得很好，甚至「光速不變」都和實驗相符(這就是為什麼會有「以太」)，所以，
「那麼真的按照麥克斯韋的理論的話，同時又假設所有慣性系都等價，那麼光速就必須在任何慣性系中不變，那麼會是很么樣的呢」，
這樣就有了洛倫茲變換，有了閔可夫斯基幾何。
另外其實，完全體的以太理論和狹義相對論等價，就像完全體的地心說和日心說等價一樣，但是複雜程度不一樣……不過以太理論的確是在有機會變成完全體之前就被幹掉了……就像地心說一樣。物理學上唯一多個等價理論共存的話情況是量子力學那三個……不過因為是等價最後就成了哪個好算用哪個的情況……
所以
「為什麼光速不變」？
「是麥克斯韋說的」。
「麥克斯韋說的就是真的啦？你們……」
「我們做實驗了，他說的是真的。」
因為邁克遜莫雷實驗的實驗結果證明光不是伽利略協變的，即光速不會因為參考系的選擇而發生變化。同時根據麥克斯韋方程組電磁波速是一個不依賴參考系的常數，而光也是電磁波，與理論是穩合的。所以愛因斯坦大膽假設光速不變性，即光速不會因為參考系的改變而發生變化。這也是符合實驗、符合事實的。簡而言之就是這是符合觀測實際的，而理論是根據觀測實際建立的，反過來又可以描述並預測現實的。。。
可以讀讀下文，會給你啟發的。
關於光的質量以及運動速度的說明
光不僅在物理史上是個非常重要的概念，就是日常生活中我們也非常熟悉。可是我們真的熟悉嗎? 真的理解光嗎?其實就目前為止，關於光的研究還在繼續。比如光有沒有質量，光速能否被超過，就這些被激烈討論的問題，我以自己的了解和理解為大家做一個詳細說明。
首先我們應該對現有的光的研究歷程有一個大概的了解。這裡不得不提到一個人--詹姆士·克拉克·麥克斯韋。他在法拉第的工作基礎上，開創電磁理論，成為電磁理論的集大成者。
並且他通過計算，得出光和電磁波的速度相同，於是他大膽預言:光就是電磁波。在1864年麥克斯韋提出他的理論之後，1887年德國物理學家赫茲用實驗證實了電磁波的存在。之後1898年,馬可尼又進行了許多實驗,不僅證明光是一種電磁波,而且發現了更多形式的電磁波,它們的本質完全相同,只是波長和頻率有很大的差別。
這樣人類除了知道光的速度之外，開始從本質認識光的歷程--光是一種電磁波!
這裡值得一提的是最早測量光速的人是伽利略，儘管他沒有完成測量，但開啟了人類測量光速的序幕。大家都知道伽利略可以說是近代實驗科學的奠基人。很多後輩大科學家包括牛頓，愛因斯坦等都受伽利略啟發。
接著說赫茲，赫茲還發現了光電現象【光照射到金屬上，引起物質的電性質發生變化。這類光變致電的現象被人們統稱為光電效應】，後來由愛因斯坦給出了解釋。並由此獲得了1921的諾貝爾物理學獎。愛因斯坦主張，光的能量並非均勻分布，而是負載於離散的光量子，而光子的能量和其所組成的光的頻率有關。這個突破性的理論不但能夠解釋光電效應，也推動了量子力學的誕生。
在量子力學體系建立的過程中，光的研究也不斷的深入，尤其是波粒二象性的理論。即光具有波粒二象性，單獨用波，單獨用粒子來形容光都是不完整的，二者結合才能解釋光的一切現象。
後來德布羅意在光具有波粒二象性的啟發下，指出波粒二象性不只是光子才有，一切微觀粒子，包括電子和質子、中子，都具有波粒二象性。他把光子的動量與波長的關係式p=h/λ推廣到一切微觀粒子上，指出:具有質量m 和速度v 的運動粒子也具有波動性，這種波的波長等於普朗克恆量h 跟粒子動量mv 的比，即λ= h/(mv)。這個關係式後來就叫做德布羅意公式。
三年後，通過兩個獨立的電子衍射實驗，德布羅意的方程被證實可以用來描述電子的量子行為。在阿伯丁大學，喬治·湯姆孫將電子束照射穿過薄金屬片，並且觀察到預測的干涉樣式。在貝爾實驗室，柯林頓·戴維森和雷斯特·革末做實驗將低速電子入射於鎳晶體，取得電子的衍射圖樣，這結果符合理論預測。
還有一個關於光的理論就是光速不變理論。這個得提到一個著名的實驗--邁克爾遜-莫雷實驗!邁克爾遜-莫雷實驗是1887年邁克爾遜和莫雷做的用邁克爾遜干涉儀測量兩垂直光的光速差值的一項著名的物理實驗。但結果證明光速在不同慣性系和不同方向上都是相同的，由此否認了以太(絕對靜止參考系)的存在，從而動搖了經典物理學基礎，成為近代物理學的一個發端，在物理學發展史上佔有十分重要的地位。
大家要知道，愛氏本人也深受以太學說的影響，後來也是受邁克爾遜-莫雷實驗否定了以太學說，以光速不變原理，否定了經典牛頓時空的同時絕對性，建立了狹義相對論。後來又以等效原理，把狹義相對論拓展到了廣義相對論。但光速不變，依然是狹義，廣義相對論的基石!
上面簡短的內容，就是人類大概認識光的歷程。但關於光的討論從未停止。我們來說說常見的問題:光速能否被超越?光有質量嗎?
甚至很多新聞報道都有說:光速可以被超越，比如用量子糾纏來舉例說明是最多的。
至於光有質量嗎? 很多人會說光能被大質量物體的引力偏轉，就說明它是具有質量的。
我這樣來跟大家的解釋:真正意義上物體的運動速度是不會超越光速的，而且光子是沒有靜止質量的，光也就沒有靜止質量的。這點我是贊同愛氏的。
我們先來說說物體為什麼不會超越光速?大家看看這個公式m=m0/sqrt(1-v^2/c^2)。假如物體的速度V大於光速，那麼根號下肯定是1減去比它大的數字，得到一個負數，負數怎麼開根?就算開出來也沒有任何意義。這就是為什麼理論上超光速是不存在的。
同樣是這個公式，我們假設物體質量為1. 物體速度達到光速。那麼此時物體的質量就變成了1除以0了。1除以零在數學上沒有意義，可是在現實宇宙環境中，意味著無窮大。也就是說物體質量趨向於無窮大。大家可以在手機上輸入1除以0，就會顯示無窮大。
所以這就是為什麼物體不能達到光速的數學解釋。無論質量為1,2,3等任何一個正數，除以零，都是一個無窮大的趨向。
這是數學解釋，你滿意嗎?我還要更深層次問物體不可以光速運動的原因是什麼?一切數字公式回歸現實才會變的有力量，更清晰!
我這樣來回復大家，愛氏用時空彎曲解釋引力的成因，我認為需要修正。那就是引力的成因是時空，不是時空彎曲。而且時間，空間，物質是一體的東西。這種一體的東西都可以用時空能量來衡量。所以任何物體必然是處於引力場中，處於宇宙之中的物體。
那麼一個物體要超越光速就必須克服時空性質。這種時空性質是指宇宙環境，畢竟時間，物質，空間是一體的東西，它具有粘性。
而且有質量的物體以光速運動的話質量會趨於無限大，時間將停止。就好像是說這個物體作為一個「力點」要影響和拉動整個宇宙。所以這是不可能實現的情況。
因為單個物體的能量是不會超越整個宇宙的能量。所以這樣解釋的話光速其實是個法則，是一種束縛態，是一個束縛態法則。這就是為什麼物體運動速度不會超越光速!
我們的問題還沒有結束!既然光可以被大質量物體的引力偏轉，就說明它應該具有質量。如果沒有質量，引力就不會作用與它。
來看看兩個公式，質能公式E=mv?2;和普朗克E=hv。假設光子有質量，所以不同的躍遷跳躍光子對應不同速度，然而這與觀察結果不相符，被觀測的光子速度均為統一速度。而且普朗克公式裡面本來就沒有m的出現，本身就說明了光子靜止質量為零。或者也可以說沒有靜止質量。這樣更加準確。
事實上我們知道光子靜止質量為零，是一種理論的要求，我們誰也沒有測量它的質量是「零」。也無法測量，因為你無法找到靜止的光子。所以說光子沒有靜止質量是準確的。也可以說光子是一定有質量的，是有運動質量。
愛氏曾質疑牛頓第一定律有循環論證嫌疑，這裡我發現他這個理論也有循環論證嫌疑。我們在現實生活中找不到慣性系，卻要來說明在慣性系中物體總要保持勻速直線運動和靜止狀態。同樣我們要證明光子靜止質量為零，首先必須找到靜止的光子。可是靜止的光子我們找不到，但我們還說光子靜止質量為零。或者說光子沒有靜止質量。在這裡的討論看似無意義，其實很有意思。
我們接著假設光子沒有靜止質量，不同躍遷的光子對應一個固定的光譜，與觀測結果一致。所以我們說光子沒有靜止質量。
那麼問題又來了，光有運動質量，為什麼運動過程，質量沒有無限大?? 一般書本以光子沒有靜止質量來說明。但是我們其實還是不理解的。 有運動質量，為什麼不遵守理論內容呢!
類似的問題還有一個:光速為什麼以光速運行??規定光速原則的性質和宇宙法則機制如何的?
先來回答第一個問題，光有運動質量，卻可以光速運行!我個人認為這和波粒二象性有關。光子的能量是傳輸是一份份的，而它被大質量物體偏轉時候又表現出「波」的性質。
質量和能量是兩個概念，物體的一體兩面。光子我們多以能量來形容。也就是光子以光速運動的能量是多少多少，而不是質量是多少多少。能量不是無限大，質量自然也不是無限大。所以光子這個特殊的粒子以光速運動質量不會無限大。
否則打在我們身上的太陽光，直接將我們打的灰飛煙滅!但太陽光很溫暖，說明它攜帶有能量。用我們可見的辭彙來形容就是「溫暖」，你見過誰會說給我來二斤「溫暖」。這樣形容其實不準確，只是為了讓大家有直觀的感受。
其實波粒二象性本身就是「宏觀」和「量子」的結合體現。也可以說是物體「質量」和「能量」的過渡體現。所以愛氏在發現光電效應和建立了相對論理論後，一直腦海中有統一四種基本的力的構想是正確的，也是可以統一的。物理學的發展本身也是證明了這一點，只不過萬里長城還差最後一段沒有走完!
至於最後一個問題:光為何以光速運動?其實還是時空「粘性「使然。這種粘性阻礙了物質的物體光速運動，又使得光子能以光速運動。
說到上面的循環論證，然我想到了哥德爾不完備定理。
1、任意一個包含一階謂詞邏輯與初等數論的形式系統，都存在一個命題，它在這個系統中既不能被證明為真，也不能被證明為否。
2、如果系統S含有初等數論，當S無矛盾時，它的無矛盾性不可能在S內證明。
所以大家看到了，偉大的哥德爾為我們揭示了一個哲理啟發。任何一個循環論證，悖論和理論想要以此說此，以彼證彼，層層跟進最後的結果是不可證，不可說。
這就是告訴了我們，宇宙以一種彼此連接的形式存在，卻不能自證真偽。是啊，宇宙不需要真，也不需要偽，但是人類需要!
摘自獨立學者，詩人，作家，國學起名師靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》第二十六章。
首先光速不變這只是一個基本假設，這個假設未必是不能打破的，一旦打破，就可能建立新的假設與標準，構建新的理論。其次，這個基本假設不是憑空捏造的，他有麥克斯韋理論和邁克爾遜干涉實驗等一系列實驗作為基礎，才會讓很多人信服。最後，這本身反映了愛因斯坦的一種哲學觀。就是，這個世界確實是真真假假，虛虛實實。並且每個人都站在自己的立場上，各自爭吵，大家互相不能理解。但是這是否就代表，真的沒有一個恆定的標準存在呢？是否存在一個永恆的標準，與一個絕對正確的真理？就像上帝或者中國所說的道。這是一種哲學觀的問題，關於世界的本質，現在哲學上依然有很多爭論。
誰也不知道，只是試著把時空不變光速變顛倒了一下，發現能夠解釋實驗了，然後順著這個假設發展了現在物理學，最後把人類文明推向更高的層次。
至於更基礎的原因，目前並沒有人給出確切的答案，就像量子疊加，觀察導致塌縮的原因是什麼呢？哥本哈根派的解釋仍未踏足基石，mwi的理論還不夠完整。
哲學家思考世界有個特點，他們從來不認為這世上的任何事物都是理所當然的，尋求背後的緣故給予人無盡的動力，人之所以為人便繫於此。
或許將來的大統一理論能夠給出這一切的答案，山就在哪裡，等著我們去攀登。
相對論總結的現象規律是，簡單的說，地球上看，地球的自轉、地球附近的光速、我們的尺子等等，與地球公轉無關，儘管站在太陽系看，地球上的什麼都在改變，地球的自轉、地球的尺子、包括地球附近相對於地球的光速
愛因斯坦是把光速作為基準看待的。認為時間與長度單位都可以由光速來導出。比較基準都是人們選定的，把光速作為基準無可挑剔，只是不能使用經典力學中使用的光速數值了，應該使用新的單位，（比如斯坦）。因為經典力學的光速數值是在確定了時間基準與長度基準後通過與基準的比較後才得到的，這兩個基準的任何一個改變，都會影響到光速的數值。，在c=L/t中，同時使用三個基準是不行的。英制的光速與公制的光速數值就·是不同的（不考慮單位）
先從答主的角度看看這個問題疑惑的地方在哪：首先你提出問題說時間是相對的而空間也是相對的，那麼基於基本的物理常識我們算光速（注意，帶速字）這個速度就是用光走過的路程除以其走過這段路程所需要的時間（相對除以相對），所以似乎這個速度也應該是相對的。這看似合理也容易理解，但是相對論中的光速卻被看作一個常量，無論觀察者的狀態如何光速都是不變的，而且這也是其理論出發的基本假設之一。
現在我們來看看可能出現的誤解在哪，我們來看另一個物理常識，計算電阻。一種方式是用通過其電壓除以電流，也就是歐姆定理，那麼我們通過改變其通過的電壓，比如增大電壓，那麼電阻會增大嗎？答案當然是不會，因為電壓和電流的關係是相關聯的，你增加了電阻兩端的電壓，電流也會相應發生變化，而他們的比值還會微妙的保持原來的值。這個比喻並不恰當，但是愛因斯坦認為時空是相關的編織在一起的，鐘慢效應和尺縮效應在接近光速時都會發生。（回到最開始的問題你可以想像成分子也有相對性，分母也有相對性，他們以某種方式抵消約掉了）
這裡一定要指出的一個思維順序是先有各種實際觀察到光速不變的情況，比如說其他人提到的最早的經典邁克爾遜實驗，再到麥克斯韋方程組解出理論上的常量光速，都證明了以前的經典時空觀可能有認識上的錯誤。所以應該以觀察到的事實（也就是光速是常量）來反過來思考經典時空觀有什麼問題，來作為一個出發點。
光速絕對是電磁學推導出來的結論，和經典物理學相矛盾，當時這一矛盾對物理學造成了巨大的衝擊。後來愛因斯坦膽子大有魄力，選擇了電磁學，並以電磁學正確為條件建立了相對論來對經典物理學進行了補充。
因為前面是以後面為基礎推出來的
正是因為光速是絕對的，所以時間空間就得相對啊。
好比你認為一輛車的車速是絕對的，那麼事情很奇怪了，這輛車相同時間內走過的空間長度不同怎麼辦？只好認為要麼空間是相對的，要麼時間是相對的，或者空間時間都相對唄。
光速c其實已經算是一個數學意義的常量了，和pai 和e一樣
什麼都是相對的，怎麼做到客觀測量？沒有客觀測量，怎麼寫出物理方程？光速絕對，為物理學的客觀性提供一個最後的基礎，不過這個基礎會不會坍塌？反正我不知道。
因果反了。
並不是愛因斯坦的相對論里如何如何，而光速絕對。
而是因為愛因斯坦假設光速絕對，所以相對論才如何如何。
為什麼他要這樣假設呢？
理由有一二三四，總歸是結論正確符合觀測複合計算。
而且這個是幾乎無法證偽的。
為什麼它無法證偽呢？
這裡又是一二三四，諸如無法進行單程光測速啦，無法確定絕對空間啦，無法確定時間的同時性啦，但最根本的原因是，它把光傳播的物理介質給幹掉了。
以太沒有了，那就，靠定義唄……
反正他就是這樣定義光速是時空的一種屬性，如果你有意見，你把四維時空這東西拿出來和他討論一下吧。
並不是絕對的，光速不變是愛因斯坦相對論的假設，你的質疑是有道的，相對論基於這一假設得到了一些正確的結論，但其錯誤也是明顯的，應使用場速可變的相對性原理的慨念，參曉話123相關網路論述。
光速不變是狹義相對論的基礎
哲學和科學不要混為一談
科學是嚴格的觀察，實驗，推導，計算
哲學是思辨，從理論本身出發，尋求客觀但不以客觀為目的。
科學求的是對自身的否定
哲學求的是對自身的肯定。
另：我關於光速的思辨
https://www.zhihu.com/question/309934940/answer/622068182
正是因為萬物皆可變，光速才更不能變，否則全是"變數"的世界如何體現物理規律？
換句話說，什麼叫"規律"？規律就是從變化的東西中抽象出來的那些不變的東西，可以是原理、公理、定理、定律、原則，可以是更數學化的東西——方程。而這些不變的東西，叫做張量。它在不同的領域可以有不同的化身。線性代數中，它叫本徵值/行列式/跡/不變因子/初等因子等；物理中，它是那些基本常數——圓周率、元電荷、自然指數、真空介電常數等；當有一天發現這些所謂的基本常數也是變化的時候，那必然意味著更高深的規律中，存在著更基本的常數，它們主導著低等基本常數的變化。這句話中的"必然"，也可以稱為規律。
相對論中，這個規律寓於γ矩陣中。
極限理論中，為什麼從1到無窮大一直在變，epsilon&>0可以取任意值，但能確定一個常數e？
為什麼富人更富？增長量和存量成正比，這不就是規律嗎？
為什麼富人不一定富？因為稅法等的制約。這些制度，其中一個最簡單的叫邏輯斯蒂克模型。
他的假設
時間空間是相對的。這一切正是因為光速不變才推導出來的。實在想不明白那就只能說上帝製造宇宙時定下的規則。
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