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科普一下

普通的相對速度是在速度相對於光速很低的情況下,比如,甲乙相對運動,以甲速度方向為正,設甲的速度為V1,乙的速度為-V2,則甲相對乙的速度為V1+V2

但是當速度接近光速時,上述就不再成立了.而是用到愛因斯坦相對論速度公式：V=(V1-V2）/[1-(V1V2/C^2)]

你會發現,當甲乙兩者的速度中任何一者為C時,無論另一者速度為多少,最終相對速度算出來都是C,因此,此時他們的相對速度是光速。

所以嘞，在高速時計算速度疊加不能簡單地把兩個速度相加。牛頓的經典力學是相對論模型在宏觀低速下的完美近似。

在宏觀、低速、弱引力場模型中伽利略變換是近似成立的，而在微觀、高速、強引力場模型中則要使用洛倫茲變換。 相對論認為攜帶能量和信息的物質運動速度不能超過光速，縱使光速與光速疊加，速度仍然是1倍光速。洛侖茲相對速度公式：v=(v1+v2)/(1+v1v2/c^2)。

說明：C是光速,物體的極限速度,不可超越。

每天至少一篇未來文章，一個科學問題，一個腦洞視頻。

熱愛歷史與未來。我是楊欽兆 ，喜歡請關注我。

楊欽兆

在狹義相對論出現之前，牛頓力學用的是伽利略變換。在伽利略變換裡，速度可以簡單疊加，所以會出現這種兩倍光速的結果。但現實物理世界並不是這樣，因為實驗證明存在“光速不變原理”，即任何參考系（也叫參照系）中測量光速都是光速，無論在別的參考系看來你所在的參考系和光速的相對速度是什麼。

狹義相對論正是以“光速不變原理”和“相對性原理”二者作為基本原理推導出的結論。所以在狹義相對論中，“相對速度”這個詞要完全依賴於參考系了。你舉的這個例子中，如果把地球作為參考系，你看到兩束光相反方向傳播，兩束光相對於地球的速度都是光速。你可以說兩束光離開的速度相對地球是兩倍光速，但是你不能說它們之間的相對速度是兩倍光速，因為提到相對速度，一定要以兩者各為參考系來看。根據光速不變原理，以其中一束光為參考系，另一束光相對於它還是光速，反之也一樣。

帶入狹義相對論速度合成公式也是這個結果。速度合成公式：(v1-v2)/(1-v1v2/c^2)，c是光速，v1和v2是相對於第三個參考系各自的速度。在這個例子中，第三個參考系是地球，帶入v1和v2一個是光速c，一個是反向光速-c，帶入到公式裡，得到(v1-v2)/(1-v1v2/c^2)= (c+c)/(1+c*c/c^2)=c，即相對速度還是光速。當然這個公式根本上還是源於光速不變原理，所以跟直接用光速不變原理沒區別。

順便提一下，宇宙大爆炸的早期，會有一個超過光速的膨脹期，稱為暴脹。但是這個“超過光速”只是在第三個參考系下看的相互離開的速度，並不是相對速度。暴脹期找宇宙任何兩個點看它們的相對速度，都不會超過光速。

九維空間

當然不會啦！光線是不能作為參考系的！

光速不變原理是狹義相對論的基本假設之一，也是被科學界公認的。題主這麼問一定是受到了伽利略的相對性原理的啟發！

其實在相對論發現的前夜，人們就曾懷疑過相對性原理的正確性。 簡單來說，相對論原理是最基本的物理常識，我們確定一個物體的運動與否一定要選取一個參照物，根據物體相對於參照物的空間變化來確定被測量物體的運動形式。

相對性原理是由伽利略系統提出來的，為此還演變出來了伽利略變換，牛頓繼承了伽利略的思想。

相對性原理有一個很明顯的推理就是：速度疊加。一個物體速度可以取任何值，這關鍵在於參照物的選取。所以在愛因斯坦之前的相對性原理中，物體沒有速度極限，光速可以無限快的！

但是有一個難以克服的問題出現了！在19世紀的時候，麥克斯韋已經推算出光速是恆定的，邁克爾遜莫雷實驗也已經證實了光速是不變的。

現在就尷尬了，要麼相對性原理錯了，要麼光速不變錯了！當時的科學家更寧願拋棄相對性原理也不願否定光速不變的事實！

狹義相對論發表之後，科學家才明白：原來狹義相對論和光速不變都沒有錯。

錯的是人們思想中根深蒂固的時空觀念。物體的運動會改變時間的流逝。

我講到這裡，題主明白了嗎？ 相對性原理沒有錯，你也可以視一條光線為參照物，另一條的相對速度為2c。但是這毫無意義，是沒有科學道理的，因為光線是不能作為參考系的。速度的疊加不能適用到光速上！

洛倫茲變換表示的是：從觀察者自己所在的參考系去觀測另一個慣性系的物體運動。觀察者和被觀察者都是物體，都是不能達到光速運動的！

科學認識論

光速和光速合成當然不是兩倍光速。

悟空問答上這類問題總是被反覆問，然而看了一下，目前比較靠譜的答案只有兩個，不靠譜卻有一堆，所以還是講一下吧。

愛因斯坦是位物理大師，但是人家數學也很好。狹義相對論背後的數學保證了光速不變。

簡單的說，當兩個速度按照狹義相對論公式合成的時候，只要其中有一個是光速，那麼不管另一個是不是光速，合成的結果都是光速。

比如題目當中說的兩束方向相反的光@九維空間 已經算過了。我們可以看看另外一種情景，向同一方向發出兩束光，可能有人覺得這種方法也能得到2倍光速，有人則覺得這樣能使光靜止，那麼實際情況如何呢？可以按照下面的公式計算。

v1和v2都是光速c，代入公式可以算出，合成的速度v也是光速c，c在真空中是約30萬公里每秒。

科學理論並不等於真理，但是一種成功的科學理論是建立在數學基礎上並且符合實驗和觀測的，光速不變原理和狹義對論也是如此。

之前也有人問在一輛運動的車上發射一束光是不是就能超光速，這個問題其實一百多年前就有了答案。

地球的軌道速度接近30公里每秒，這個速度別說是車、比導彈都快多了，那麼沿著地球軌道方向發射一束光，和垂直地球軌道方向發射一束光，是不是有一個速度會超過光速呢？

1887年，邁克爾遜和莫雷用實驗告訴我們，兩者的速度差別小到測不出來，也就說兩個速度都是一樣的光速，這就是著名的邁克爾遜-莫雷實驗。現代的科學家已經可以將這種速度測量的誤差減小到10億億分之一，仍然支持光速不變原理。

然而，現在有些童鞋還是喜歡喊超光速，喜歡嚷愛因斯坦和相對論如何不對，但是他們說的話裡面常常一點數學也沒有，更別提物理概念和實驗觀測了，所以他們也許是在

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喬小海

不是哦。雖然這個直觀上很難理解，但只要遵循相對性原理和光速不變原理的前提下，推論出的結果就是不得超越光速。

其實這個題目完全可以換個更加形象的說法：在一列1/2光速行駛的列車上，朝著行進方向發射一枚相對於列車是1/2光速的子彈，請問子彈相對於地面速度是多少？這個問題本質上和題主是一個意思。

正常直覺告訴我們速度就是光速，但我們現在通過狹義相對論的速度疊加公式來看看結果是多少

見上圖，等式右邊：v是列車相對地面速度，u是子彈相對列車速度，c是光速；等式左邊：V是子彈相對地面速度

帶入數值，結果是0.8c，也就是80%的光速

其實題主的問題，用這個公式代入，答案其實是光速，並不會出現兩倍光速的情況。

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賽先生科普

這個問題看到很多人被載了，說什麼能不能達到2c的，都是沒動腦筋。

問題如果反過來想，或許就沒那麼多人被坑了。

假設看以下圖例：

A======人======B

先來看人人都理解的部分：

A和人相距一光年，人和B又相距一光年，A和B相距兩光年。現在從A向人發射光線，一年後到達人，同理從B向人發射光線，一年後也到達人。

再來看容易被誤解的部分：

從人的角度看，A和B的相對光線速度是不是2C呢？答案是，問題錯誤，不能這樣問問題。因為人的參考系只能將另外一束光線作為相對比較的對象，不能將兩束光線拿來討論。你只能問，從人的角度看，A光線的速度是多少。

最後來看很多人無法理解的部分：

以從A向人發出的光線作為參考系，B向人發出的光線是不是2C？這樣的問法本身有些問題，我這樣來假設，以從A向人發出的1/2光速的飛船作為參考系，B向人發射的光線是什麼速度？很多答案裡有公式，我就不展開了，答案一定還是C。

很多人就不理解了，這TM不是逗我玩麼？其實很多人忽略了一點，當你以1/2c運動的時候，你的時間變慢了！！變慢了！！變慢了！！

那麼問題來了，人如果現在B點，A點發出的光線要多久到B？答案是兩年！！因為他們相距兩光年啊。

最後的最後，來個計算題，看一下時間是如何改變的。

人如果現在在B點乘坐向A點出發的飛船，速度為1/2c，他多久能看到A點發射向B點的光線？ 注意這個問題裡，沒有提及誰的時間是參考系。我們先來看以人的角度看，過了多少時間。

2光年=c*t+1/2c*t 得出，t=4/3，也就是1.3333年。

好了，接下來奇蹟要發生了，B乘坐飛船的人，他多久能看到A發出的光線？

根據公式：

t為觀察者的時間變化量，v為光源相對於觀察者的遠離速度，c為真空光速。 t'是觀察者觀察到的光源在t內的時間變化量。

因此，t=1.333*根號（1-1/4）=1.1547

好了，B飛船的人認為他過了1.3333年，但對於中點的人來說，他只過了1.1547年。

Bruno25502556

答：當然不是，它們的相對速度，可以理解為還是c；實際上，光速運動的參考系是沒有意義的！

討論相對論問題時，我們不能死板地用常識來理解，我們需要拋開常識，藉助數學去看待問題。

比如題設這個例子，用常識看待，他們間的相對速度是2c，實際上就落入了常識的陷阱，這是伽利略變換的結果，僅適用於低速宏觀。對於接近光速運動的物體，符合事實的是洛倫茲變換：

帶入v1=v2=c，得到的相對速度還是c，並不是伽利略變換認為的2c；當v1和v2遠遠小於c時，洛倫茲變換退化成伽利略變換，才回到我們的經典常識！

之所以出現這樣違背常識的結論，本質原因是我們常識認為時間和空間是絕對的，也就是牛頓力學的絕對時空。

但是實際上，相對論指出，時間和空間並非一成不變，宇宙被描述為四維的時空，時空和物體的運動速度相關，並滿足洛倫茲變換不變性。

艾伯史密斯

相對論研究的是物理事件相對某一參考對象(即參考系)的物理表現。或者說某些物理量在A參考系裡的結果投影(或轉換)到B參考系裡的結果。如在A參考系中獲得的時間、距離和速度如何投影到B參考系中的時間、距離和速度。狹義相對論所提供的一系列數學公式就是為A與B之間的物理量轉換(投影)所準備的。這種轉換是基於自然宇宙的物理量與對其測量時所處的時空狀態有關。就象你測量物理量的時候所處的狀態和我測量這些物理量的時候所處的狀態若不一樣時的，那麼你我在相互交換這些物理量時就要按相對論公式進行轉換，才能獲得一致的結果，否則就沒有共同語言。

因此，站在地球上測得的時間、距離和速度與站在光速上測的時間、距離和速度是不一樣的，必須將其轉換後才能比較，否則就會得出異樣的結果。

站在光子上看世界，什麼都是光的世界了，即地球上(或低速)測得的距離、速度和時間，將在光的世界裡變成尺縮、鐘慢，永為光速。

就題主問題，兩束相對光，對地球(人)而言，是兩倍光速，對光子(人)而言，只是光速。

這(也許)就是自然的奧秘吧！誰讓我們無法以光速馳騁宇宙呢?除了思想。

空間的奧秘

光屬於橫波，速度只和介質有關係，兩束光線之間速度沒有互加這種概念，我們平常說的參照系指的是慣性參照系，用來描述有靜質量物體運動的，用在波身上不合適。像麥克思韋方程組描述的是橫波中的電磁類波特性，現實中縱波也沒有速度互加概念。

前言: 最近深思熟慮之後，把以前的問答刪了並總結了一下，發兩個圖片，就是不大好懂。以下內容不屬於科普性質，對讀者的要求是對各主流物理學理論均有所涉獵但不能太深入。

關於牛頓三定律、相對論原理、量子不確定關係，我的理解是這樣:

若用場來描述，這意味著每一個物體它可能擁有四個場，電磁場只是其中一個。以生物為例說一下，大的層面可分為雌雄兩類，再細點兒是四種﹤雌、雄、雌雄共體、無性體﹥，再細點兒……😂😂😂。從連續性的角度看，無性體是不存在的除非它有複製自身的能力。

自已寫這個東西純屬自娛自樂，有時忍不住拿出來分享，以前管它叫四不像，現在管它叫破磚頭。

最喜歡看廣相的科普。以自己的理解吭哧癟肚才寫出關於第一個世界的四個方程，而且還是極簡化後的版本，我想這部分還是屬於量子力學。按時空劃分，自己還是喜歡一價函數的n次方方程式，一個就夠了。

最不喜歡的是一個公式:Ⅴ總=Vo+V，從初中開始就已經潛移默化的影響了我們的思維:時空總是平直的，又不斷的被力、慣性系概念強化，以至到了大學再難寸進。

打爛這個破磚頭可不是容易的事兒，嘿嘿，拿量子力學當工具是沒用的，即便狹相也不行。努力吧，我已老，未來是你們的。

附:能動量場的定義:△Ψ/△ⅹ和△Ψ/△t。為了與量子力學波函數區分，Ψ就叫時空函數吧。上述四個方程可以用能動量場表示。當你嘗試了，你就會懂為什麼麥克斯韋當初寫了十幾個一階方程來表達自己的想法。至於電荷及介質的定義，以自己這點水平不獻醜了。

從事的不是物理這行當，卻偏偏耕別人的田，純屬沒事找抽型。這個破磚頭成立有個前提:△X*△t≠0，△E*△P≠0，意思是沒有絕對靜止的東西，它可以分成△E*△X﹥0，△P△t﹥0和△p△ⅹ﹥0，△E△t﹥0兩項，兩項共同作用會產生確定項。關於速度V的另一個解釋:假設所有物質在做直線運動時，它的速度為c，則在彎曲的時空裡，它的實際平移速度Ⅴ=nC/N，n≤N。

百思不得其解幾件事:

①V=α*r/M，這個式子偶然得到的，α為常數，M為物體慣性質量，r代表物體與觀察者距離，Ⅴ為該物體慣性速度。我的理解是旋轉②仔細檢查破磚頭，與人們在鐘慢效應解釋上有差異:破磚頭認為相對真空光不變的時間間隔，慣性世界的時間間隔要小。舉例講就是物體速度越快，它的時間間隔越趨近光速時間間隔。③關於體系的溫度kT，上網查查K值己經有了。只是我那個寫法，T與體系的時間間隔就有了關聯，比如會出現溫度越高，體系時間間隔越小的情形，反之亦然。④若按破磚頭解釋，觀察者以光速運動，它看到的世界是所有低於光速的物體只是在圍繞某個時空點旋轉而己。⑤關於廣相。從公式格式看，描述的應該是第一世界，可自己怎麼看它像是在表述第二世界。等退休了好好學習下數學。⑥按時空劃分，宇宙像是在進化。可實在不理解，雖然我寫了它，而且自己也只能把時空形式推導到n=4，再多不會了……。⑦對於相互作用的兩個物體Eo^2=E^2-(pc)^2均成立，且Eo1*Eo2=E1*E2-p1p2*c^2成立，意思是可疊加或可以把它們看做一個體系，這個就叫疊加準則吧。這可以引申出一個東西:宇宙的天空是黑色的，但不是虛無。這也意味一個體系的總相對靜止質量≥所有組成體系的粒子相對靜止質量之和。 ⑧慣性體我知道存在，而波性體暱？宏觀上它也應該存在，溫度概念不適用于波性體⑨超距與超時現象等同於另一個問題:存在最小靜止質量的粒子，是電子嗎？我理解的中微子並不擁有靜止質量。⑩若真空是規則體現，又或者可以理解為波界.

工作壓力太大了，自己只是把破磚頭當娛樂消遣下。上學時曾說過要重建物理學，老了老了忽然寫出這麼一個怪異東西。人生是如此不可思議，你以為忘記了的總是以另一方式重現。曾寫過很多短文很爛，這篇還算滿意😄😄😄

結束語: 取名﹤破磚頭﹥，大俗，簡單普通。據說相對論開始時只有三個人懂，我也想知道有幾人看懂這個論。

備註:①Xo^2=(icto)^2的含義:引入相對靜止及相對運動、觀察者。 ②第二真空下會出現Eo^2=E^2-Epc+(pc)^2能動量關係式這個形式，時空片段為Xo^2=X^2-Xct+(ct)^2，Xo+cto=0這樣的結構。

下雨了run

答：結果是不能的，光速還是C。

麥克爾遜-莫雷實驗

麥克斯韋理論認為電和磁是同一種物質的不同表現形式，他用了一組優美的方程描述它們之間的性質和作用力。預言了電磁波的存在：“隨著時間變化電場產生磁場，反之亦然”。最終由德國物理學家赫茲發現了電磁波的存在，通過波長及頻率算出速度，這個結果與之前測過的光速進入人的相似，最終得出光就是電磁波。

根據以往經驗依照伽利略變換和速度合成公式，很容易知道光會呈現出不同的速度，有兩個人做實驗去驗證這個結論，也就是被我們熟知的“MM實驗”，最終的結果顯示光速沒有任何變化，在所有參考系中保持恆定。（這個實驗主要是用來驗證以太的存在）

狹義相對論

愛因斯坦曾提出類似的問題，如果我們以光的速度追光，會發生什麼？按照我們日常生活中的感覺，是不是會發現光應該與你相對靜止？但實際卻不是的，根據麥克斯韋的理論及各種觀察根本就不可能存在。愛因斯坦的狹義相對論的一個前提就是光速不變。舉個簡單例子，光速的概念指的是振動的電場產生振動的磁場，振動的磁場產生振動的電場，速度反應的是這兩個場之間的反應速度。就像一排人報數一樣，無論這排人是在地上或者是車上，他們報數的速度是不變的，這就跟我們平常的光速一樣的道理。永遠不要把常規速度的疊加思想用在光速上邊，因為光速從本質上與普通的速度不同。

關鍵字: 相對速度 兩束 科學