光是解释我们的运动最基础的最大值，也是我们的极限。这使得我们可以在特定的时刻，对一个对象进行超长的运动。所以，人能否达到光的速度呢？初看上去，你会觉得，从各个角度来观察，速度会有差异。但是，狭义的相对论已经彻底地使我们的感觉发生了变化。有一种速度永不会变，光速。光速，我们更深地理解光的速度！

光速是在宇宙中的常数，不管从哪个角度来衡量，它都是不变的。光是一种电磁波，它的波动性很大。年，奥地利的物理学家，克里斯蒂安·多普勒发明了他的多普勒效果。在此期间，一个人静静地站立，注视着朝他运动的波浪。这个人所观测到的声波的频率应当和波源一样。

可是，如果人类走向波源怎么办？这个现象叫做多普勒作用，它的频率会逐渐升高。光线还具有多普勒作用。因为光线与观测对象的相对移动，所以会发生光线的变化。在距离观测对象较远的地方，观测器所能看到的光谱光谱的红色部分会发生变化，即红色移动。当一个光源转向一个观察器时，它就会出现一个蓝色的偏移。

波的传播速率只与其所传输媒介的属性有关。高的声调会更高，但是波长会更短，如果不转换媒体，它就会维持相同的传输速率。若波动的来源朝著观众，则人类会感受到波动的频率越来越高。但是，在人不动的情况下，他所感受到的水流的流速是不变的。

这是由于波浪的传播速率与来源没有关系，但是当人们同时运动时，它就会改变。当波源点以同样的速率时，尽管它依然是被压缩的，但是人类观测到的频率与它的来源是一样的。这是由于人和波源的相对移动已经停止，所以多普勒的影响也就没有了。但是，假如人们正对着水中运动，那么他感受到的速度应当降低，这符合伽利略转换，即，当一个媒介被全部经过时，它就会被看作一个整体参照系统，即，多普勒作用产生的频率改变，是因为不同的对象之间的相对运动，伽利略转换其实是一个整体的绝对运动的参照系。

让我们更进一步，假如我们将另外一个信号源置于观测器之下，使其以同样的速率运动呢？在人类看来，两个不同的波形在两个不同的方位上，其频率是一样的，但是速度却是不一样的。这就是迈克尔·西莫利的著名试验，用光束取代了波浪。这一理论假定有一种媒介叫做“以太”，贯穿了整个世界，如同一个流动的观测员，作为光线的媒介。在以太中，当它持续运动时，从各个方位而来的光线一定会以不同的速率运动。但是奇怪的是，所有的试验结果都是否定的。

然而，无论从哪个角度看，光的速度都没有差别，这就违背了波多普勒的作用。有一个原因可以说明：以太会被地球完全吸引，从而分享它的移动。不过，若以太时时刻刻都伴随着大地的移动，则以太所界定的全球参照系统就等同于一个本地参照系统。由此，迈克尔逊-莫利试验的提出，使广义相对论的概念得到了直接的启示。在这种本地座标系统中，光的速度是恒定的。但是，这并非绝对的c。

美国天文学家埃尔文·夏皮罗于发明了一种概念试验：当我们向遥远的植被发射无线电波，然后用绕着这些作物的人造卫星把这些电波反弹回去，我们就能算出返回的路程和路程，从而判断出光的速度有没有改变。通常我们不会发现有什么改变。但是，当行星，地球和太阳在同一条线上时，我们会发现光线是在曲线中发生的。光线通过时会变得缓慢。

在一九七六年，一位科学家通过向维京号太空船发送的无线讯息，进行了一项试验。在年，卡西尼号航天器也进行了类似的试验，其结论与一般的相对论预言相符。广义相对论指出，在地面上，光线的曲线的确会减慢，而这正是“光速不变”的真实意义。假如我们把大量的观察家放在光线的路径上，在它们的本地基准座标上，光速总是与c相等，而从地球的视角来说，它是不会变化的。被改变的光线会变得缓慢，也就是所谓的Shapiro时滞，也就是所谓的重力滞后。

重力滞后的影响来自于一个外界观测的空间和空间的扩张，例如在一个星球上。但是，在一定范围内，每一个观测人员都会测量到与c相等的光线。让我们再来看看我们的原始思想试验。若以z轴为单位，则波浪就会变成一个圆锥。两个圆锥的边表示了水流运动的速率。我们若以人类的角度看，他的时间线会成为一条垂直的线，而这个圆锥会向代表波的流速发生变化的人倾斜，而当我们把波形换成光波时，这个转换就会失效。

考虑到人类自身的坐标系统中，光的速度应该是不变的，因此我们必须使用一种新的转换：劳伦斯转换。此时，圆锥体两侧的边界会不会发生变化，而圆锥体的速率也会发生变化，虽然光的速率是不变的，但是在一定范围内，空间和时间都会变成一个平面。这也是为何在整个宇宙范围内都能观测到的Shapiro时延。