在任何惯性参考系中，光速是一样的吗？
简单来说，这取决于测量者，在真空中只有当人在旁测量时，光速能保证达到299,792,458 m/s。 但是，我们要通过考虑它的各种含义来解答这个问题。
光速在空气或水中会发生变化吗？
会的。在透明介质（例如空气，水和玻璃）中，光会变慢。 它减慢的比率称为介质的折射率，通常大于1。这是傅科在1850年发现这一点的。
当人们讨论“光速”时，是指真空中的光速，通常还表示在惯性坐标系中测得的速度。 该真空惯性速度表示为c。
在真空惯性系中光速是恒定的吗？
在1983年国际度量衡会议上，采用了以下SI（国际单位制）定义：
光在真空中行进1/299 792 458秒的距离为一标准米。
定义真空中的光速为299,792,458 m/s。不过它没有提及有关惯性系的任何内容，但可以认为其中的测量是隐含有惯性系的。
但这还没有结束，国际单位制是基于非常实际的考虑。它是根据当今已知最精确的测量技术采用的定义，并且会不断对其进行修订。目前，你可以通过发出激光脉冲并使用非常精确的原子钟来计算它们的传播时间，从而最精确地测量宏观距离。（最好的原子钟能精确到大约10^13分之一）因此以这种方式定义单位米是合理的，可以将误差最小化。
图解：50亿年不会走偏的锶晶格原子钟
国际单位制对物理定律做出了某些假设。例如假设光子是无质量粒子。如果光子是有静止质量的，那么对米的定义将变得毫无意义，因为光速会随其波长而变化。国际单位制委员会不能仅仅将其定义为常数，取而代之的是，他们必须通过说明使用哪种颜色的光来确定米的定义。实验表明，光子的质量如果不为零，则必须很小在可预见的将来，用光子来定义米是没有任何实际意义的因为它的静止质量太小，但是即使目前公认的理论表明光子的质量是零，也不能证明它是正好为零。但如果质量不为零，则光速将不会恒定，从理论上讲，我们将c设为真空中光速的上限，这样我们就可以继续考究c是否为恒定常数。
国际单位制还假设无论在不同的惯性系中进行测量，得出的光速结果也会相同。这实际上是狭义相对论的一个假设，如下所述。
先前，已根据时间的测量技术以各种不同的方式定义了米和秒。但是将来他们可能会再次改变。如果回头看一下1939年，定义秒为平均太阳日的1 / 86,400，长度米是法国的一根铂铱合金尺上的两端刻线记号之间的距离。现在我们知道，用原子钟测量的平均太阳日的长度是有变化的，标准时间是要通过不时增加或减去闰秒来调整。由于地球，太阳和月球之间的潮汐力，地球自转的整体速度每年还会降低约1 / 100,000秒。金属收缩也可能会导致长度变化，标准米偏差会更大。最终结果是，当时以m / s为单位的光速值正在缓慢变化。显然，将这
些变化归因于计量单位的变化比归因于光速本身的变化更合理，但是出于同样的原因，光速现在是恒定的只是因为国际单位制的将其数值定义为常数。
但国际单位制的定义强调了一点，那就是在回答我们的问题之前，我们首先需要非常清楚我们所说的光速恒定是什么意思。当我们测量光速c时，我们必须说明我们将用什么作为我们的标准尺和标准钟。原则上，我们可以通过基于实验室实验的测量值与通过天文观测得到的结果是截然不同的。（最早的光速测量方法之一来自于1676年奥勒·罗默观测到的木星卫星日食时间的变化。）例如，我们可以把1967年到1983年间的定义作为例子。在那时，一米的定义为氪-86光谱的橘红色光在真空中的165076373倍，秒被定义为（和现在一样）铯—133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期持续的时间。与之前的定义不同，这些定义依赖于在任何时间、任何地点都适用的绝对物理量。所以我们能从这些单位中知道光速是否恒定吗？
真空中的光速对任何观察者来说都是相同的说法是错误的，光速是由传播介质的性质与运动状态决定的。下面就探讨一下其错误的原因。
确定速度的大小必须有明确的参照物才有意义。而光速不变原理却说，光相对于所有的参照物传播速度都一样。所谓的相对于所有参照物，其实质就是没有明确的参照物，没有明确的参照物则速度就无从谈起。
那么应该如何确定光相对于一参照物的运行速度呢？光是波的一种，因此用波动理论诠释光速最合理，也最可靠。也就是说，光速问题实际就是波速问题，可以使用波速的确定方法确定光速。下面我们不妨就先研讨一下波速的确定方法。
波速确定方法与实物粒子运行速度的确定方法有所不同，波具有以下两大传播规律：
(1).波在传播介质中的传播速度是由传播介质的性质决定的，波在性质稳定的传播介质中的传播速度是固定的。
(2). 波源在传播介质中的移动不会影响波在传播介质中的传播速度。在确定波速时，波源在传播介质中的移动速度并不能参与波速的合成。既然是这样，波的传播介质就是波速的第一参照物。
根据波的以上两大传播规律，可归纳出以下的波速确定方法：
(1).首先确定波在传播介质中的传播速度。
(2).再确定波的传播介质相对于参照物的移动速度。
(3).然后把两个速度合成，就是波相对于该参照物的传播速度。
(4).波传播过程中，若波到达区域的传播介质性质出现了改变，则波的传播速度也会跟着改变。
总结：波速是由传播介质的性质与传播介质相对于参照物的运动状态两大因素决定的。
传播介质是波速的第一参照物，要想知道波相对于其它参照物的运行速度，就必须首先知道波的传播介质是什么。因此，确定光的传播介质是解决光速问题的关键。今天，光相对于各参照物的传播速度无法确定的问题，正是光不需要传播介质这个错误理论造成的。也正是在这种无法确定光速的情况下，才出现了不切实际的光速不变的假设。
波的形成与传播需要两个基本条件：波源和介质。波源是产生振动的物体，而介质则是振动能量传播所需的物质，这两个条件缺一不可。没有波源就无法产生振动，而没有介质则无法传播振动。而介质的震动只是在一平衡点进行，介质并不会随波的传播而移动。因此，必须有连续的传播介质波才可以传播下去。光波的传播也应如此，否则它就不属于波，也不会表现出各种各样的波的特性。那么又该如何确定光的传播介质是何种物质呢？其实方法很简单，既然波是靠介质的有序震动进行传播的，根据波的这个传播特点，就可归纳出确定波传播介质的方法，即：波传播时，在传播地点做有序震动的物质，就是波的传播介质。那么光传播时，是那种物质在做有序振动呢？是电磁场。因为光传播时，光波中电磁场的强度，进行着周期性的大小变换。电磁场强度的这种大小变换，实际就是电磁场在振动，变换中的电磁场的最大强度，正是电磁波的振幅。所以说，电磁场就是电磁波的传播介质。由于磁场是电场的另一种表现形式，也可认为：光的传播介质是电场。
人们之所以会认为光传播无需传播介质，是因为宇宙中一些星球发出的光可以穿过浩瀚的太空到达地球，人们一直认为浩瀚的太空是真空的，光既然可以在浩瀚的太空中传播，于是便有人认为光传播不需要传播介质。电场是由组成物质的带电粒子发出，并可以向远处无限的延伸。由于宇宙中存在有数以万亿计的星球，这些星球大都是由带电粒子组成，所以它们会在太空中形成各自的电场，这些电场才是光可以在浩瀚太空中传播的原因。
使用光的传播介质电场，还可以很容易的解释迈克尔逊-莫雷实验。迈克尔逊-莫雷实验测得，在地球附近空间中，光在各处及各个方向上的传播速度是相同的。为什么会有这样的结果呢？有以下两个方面的原因：
(1).由于其它星球距离地球太遥远，它们在地球附近形成的电场与地球自身形成的电场相比可以忽略，地球附近空间中的电场主要由地球自身形成。因此，地球附近空间中的电场与地球是成为一体的，没有相对运动。
(2).传播介质的性质决定着波在该传播介质中的传播速度。在地球附近空间这个特定区域里，电场的性质处处都基本相同，因此在这里测得的光速也都基本相同，为每秒约30万公里。
正是基于以上两点，才造成在地球附近空间中测量到的光速，在各处及各个方向上都基本相同。
基于上面的两点还可以明白：来自太阳或其它星球的光，它们在太空中传播时，不管其相对于地球的传播速度是多少，当它们到达地球附近后，其相对于地球的传播速度都会变的相同，为每秒约30万公里。正是各星球照射到地球上的光速相同，造成一些人认为光相对于各星球的传播速度都一样，便得出了不切实际的光速不变理论。在科学研究中，不能根据事物的表面现象下结论，要学会透过现象看本质。太空中的光相对于地球的传播速度并非是恒定不变的，因为太空中的电场，是由宇宙中数以万亿计的运动着的星球共同形成，当空间位置改变时，电场的强度与运动状态可能也会改变。电场的强弱变化以及电场的运动，都会影响光的传播速度，所以光在太空中并不会一直以恒定的速度传播。测量得到的每秒30万公里的光速，实际上是在地球附近空间这个特定区域中的光速。
有了电场作为光速的第一参照物，还可以很容易的确定光在地球附近空间中传播时，其相对于各类参照物的传播速度。下面就通过一事例来诠释一下此类情况。
在地球附近的空间中，光的传播介质电场与地球没有相对运动，也即是，在这个区域里光的传播介质相对于地面是静止的。
假设光在地球附近空间中的传播速度是C。则一个停在轨道上的火车，其前车灯发出的光，相对于轨道的传播速度就是C。由于火车没有运动，则火车相对于光的传播介质的运行速度是0，所以此时该光相对于火车的传播速度也是C。若该火车以速度V向前行驶，请问火车此时前车灯发出的光，相对于轨道与火车的传播速度又各是多少呢？
由于光源的移动不会影响光在传播介质中的传播速度，则行驶的火车前车灯发出的光，相对于轨道的传播速度仍是C，而不是C+V。
这里要明白，波速的确定方法与实体物质运行速度的确定方法有所不同。在运行的火车上，若有人在车厢内沿火车运动方向向前行走，则该人相对于轨道的移动速度就是车速与人行走速度之和。但波速的确定方法却不同，波速是由传播介质的性质与传播介质的运动状态两者决定，与波源的运动状态无关，所以不能简单相加，需按照前面归纳的波速确定方法计算。
由于行驶的火车相对于光的传播介质的运行速度不再是0，而是V，且火车行驶方向与光传播方向一致，则此时该光相对于火车的传播速度不再是C，而变为C-V。这里要注意，光虽说是由火车发出的，但其相对于移动的火车的传播速度并不是C。
火车行驶时，其前车灯发出的光，相对于轨道与火车的传播速度不再相同，由此说明光速不变原理是错误的。
大道至简，光速的确定方法与其它波并没有什么不同。光不能在无传播介质的空间中传播，也不存在光速不变原理。
