在这个宇宙中，没有什么可以比光的速度更快，这是爱因斯坦的相对论告诉我们的。
我们都很熟悉这种说法，以至于说的时候经常忽略一个前提：真空。在不同的介质中，光的传播速度是不同的。只有在没有介质的真空之中，光才可以达到这个极限。如果是在水中，光的速度无法达到这么快，在不透明固体中甚至无法传播。
除了光速之外，我们还经常提到音速。和光速相反的是，声音一般在固体中传播速度更快一些，在液体次之，空气中更慢，在没有介质的真空之中无法传播。
二者的本质都是波，却有着截然相反的性质，这是因为它们属于不同的波：光属于电磁波，声属于机械波。机械波必须依赖介质进行传播，而电磁波则不喜欢介质来阻碍自己前进。我们可以粗略地理解为：随着介质刚性的增加，电磁波传播越困难，而机械波则更容易传播。
真空就是电磁波速度的极限环境，因为我们可以说真空的刚性是0，不可能更小了。而音速则不同，我们可以知道它的速度下限，那就是真空中的0。我们也知道它在空气中（15℃）的传播速度，一般取340米每秒。我们通常说的音速指的就是声音在地表大气中的传播速度，比如所谓的超音速，不过本文中我们不特指某个环境。那么问题来了：音速是否有上限呢？
飞机超音速瞬间产生的音爆现象
既然音速在不同的介质中传播的速度不同，理论上来说，我们就必须测试音速在所有介质中的传播速度，然后取最快的一个。显然，这是不可能的，因为我们也不知道宇宙中有多少种物质，它们有多少种状态。因此，在很长一段时间里，声音的速度极限一直是困扰科学家们的难题。
我们已经知道了声音在一些固体中的传播速度，比如在20℃的铁中，传播速度约为每秒5130米；在花岗岩中，声音的传播速度可达6000米每秒；在金刚石中，声音则可以获得极快的速度，大约是每秒18000米。
这些数据对于科学家们来说非常重要，甚至成为了进行其他研究的参考。在地震的时候，我们也可以利用这些数据研究地球的内部结构。或者在太空之外，它可以帮助我们研究其他星球。可是，如果有些物质不在地球上，我们该如何求出声音在其中的传播速度呢？
虽然我们不可能将所有的物质都拿来一一测试，但是物理学的一些成果和基本数据，还是可以帮助我们从理论上推算出音速的上限。来自伦敦玛丽皇后大学、英国剑桥大学和俄罗斯高压物理研究所的科学家团队发现，声音的速度实际上取决于两个基本常数，一个是精细结构常数，一个是质子和电子的质量比。
精细结构常数的来历说来话长，简单解释一下，它是一个无量纲常数，也就是说它没有任何物理单位，或者说物理单位就是1。精细结构常数α=e2/(4πε0cħ)，其中e是电子的电荷，ε0 是真空介电常数， ħ是约化普朗克常数，c 是真空中的光速，最终计算结果是α≈137。
质子和电子的质量比很好理解，只要用二者的静止质量做除法就可以。
