title: 光是如何知道哪条路线最快的，费马原理是不是违背常理呢？
desc: 科幻小说你一生的故事里提到费马原理（Fermat's principle）。又名“最短时间原理”：光线传播的路径是需时最少的路径。<br>书中举的例子是，光线从空气到水会发生折射，是因为水中的光速比较慢，所以光为了走最快的路径，就在空气里多走了一段，在水里少走了一段，也就是光能选择最优路径到达。<br><br>如果是人做决策倒是好理解。例如我们开车，有快车道和慢车道。我们要到达慢车道前方远处一个位置，有两种方法，一种是先拐入慢车道，再慢慢开到那个位置另一种是尽可能多在快车道开一会儿，等快到了，再拐入慢车道，到达那个位置。后者的时间显然最短。<br><br>但是光是没有意识的，也不能感知，光是怎么知道那条路最快的？<br>光又没走过这条路，甚至不知道目的地在哪里，光怎么就走最短路径了？就好比一个瞎子，自动选择一条最快的路走过去一样，这是不是有点荒谬呢？<br><br>难道光有一种能超光速的办法，一次性把前方所有的路探究了一遍，通过全局分析找到最快的路之后，然后再传过去？光岂不是太神奇了，一切计算机都弱爆了！什么线性规最优算法都不如光的超光速掐指一算？<br><br>请物理大牛给我这个物理小白解释一下其中的机理。最好不用公式，或者不要用更多的定理来解释。<br><br>补充：<br><b>1.对那些用其他定律或公式解释的知友<b><br>定律是现象，我想要的是现象背后的机理。<br>定律或者原理都是人们发现了这个规律，然后用文字或公式固化下来，但是这个定律背后的机理是什么，并没有解释。用一个定律解释另一个定律，就是用一个现象解释另一个现象，都没有揭示其中的奥秘。<br><br><b>2.光是没有意识的，这一点我知道，不用重复说明了<b><br>我提出“光有意识”来说明这个现象，只是为了归谬，不是我相信“光有意识”，不用再说明光有没有意识了。<br>我确切想知道的是因果，因为什么原因，导致这样的结果。
topic: 数学
content: 因为费马原理是对事实的一种概况总结，而非对物理定律的本质描述。就好似勒沙特列原理被描述如果改变影响平衡的一个条件浓度，温度，压强等平衡就向减弱这种改变的方向移动，即平衡会反抗改变。造成这种现象有更深层次的原因，而定理不一定非要揭示更本质的原因，只要准确描述出事实就好了。
answerer_tags: 色谱/质谱/药物降解/有机化学---光陰皆黯淡，大道近永恆