2018-08-15 01:39:18 佚名

myw58

這是不少人對光速理解的普遍性錯誤。光有兩大特性，光速恆定和光速限制。光速恆定並不是指光在真空中傳播速度為30萬公里每秒，而是指相對於任何參照物，光的速度都是30萬公里/秒（之前的相關問答中有多比提到，比如說靜止的你看以1/2光速飛行的飛船發出光的速度，仍舊會是光速，而不是光速的1.5倍）！

光速恆定原理非常重要，是理解愛因斯坦相對論的重要一環，它的本質告訴了我們時間膨脹的概念，時間是相對的，參照系的不同，得到的時間概念也不同！還有一點，擁有靜止質量的任何事物都無法達到或超越光速！

不管是光速恆定還是光速限制，都是經過很多次實驗證實過的，絕不是一種思想上的猜想，是一種理論和定律！理解了這兩點，再回過頭來看樓主提出的問題。首先人無論如何都達不到光速，只能無限接近光速，相對於任何參照系也都達不到光速。比如說兩個人以0.9倍光速向相反的方向飛行，他們看到彼此的速度並非1.8倍光速，仍是接近光速（具體多少有公式可以計算出來，這裡不再詳述）！

那麼假設一個人能光速飛行，是否真的永生了呢？並不是這樣的，“永生”也是在別人的眼裡這個人獲得了所謂的“永生”，因為時間是相對的，所以只是在別人眼裡，這個人的時間靜止了，看起來他獲得了“永生”，但這個人自己仍舊感覺到時間在流逝，他並沒有獲得真正意義上的永生！不過如果有一天這個人重新回到地球，會發現地球上的一切早已物是人非，他會發現地球上已經過去了上百年時間甚至更長（假設這個人真的以光速飛行，那麼地球上的時間會過去無限長）！

所以說，時間是相對的，我們平時熟知的周圍的一切的運動也是相對的，但唯獨光速不是相對的，在任何參照系下都是30萬公里每秒！兩個接近光速飛行的事物的相對速度該如何計算呢？可以參考“洛倫茲變換”（相對論的基本思想來源，有一個計算公式，可以見到搜索瞭解下）！

宇宙探索

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

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

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，所以他們也許是在跟愛因斯坦比中文吧？

如果您有感想，請留言多指教。

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。

期待您的點評和關注哦！

賽先生科普

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。

好啦！我的答案就到這裡，喜歡我們答案的讀者朋友，記得點擊關注我們——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

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

我看到很多這樣的提問，還有很多人搞不懂，在那裡憑空想象，否定這否定那。所以我試著回答一下。

要回答這個問題，我首先想問第一個問題就是什麼是物理。物就是客觀存在的萬事萬物，理就是運行的規律或者道理。所以說物理就是研究萬事萬物的運行規律或者是其中的道理。

接下來，就要問第二個問題就是物理中的理從何而來。顧名思義，很簡單就是要從物中來，也就是要從科學的日常觀察和實驗中總結而來。

最後再問一個問題就是什麼是科學。想必你會去問xx百科或者字典。但是我想告訴你的是科學中最重要的一點就是它是可以證偽的。也就是任何科學理論是可以通過實踐證明它是真還是偽。科學它可以是偽的，偽不等同於錯。比如說哥白尼提出的日心說是科學。他是基於當時的觀察發現提出來的，具有一定指導意義，後面的開普勒和牛頓基於此提出了行星運動三大定律，所以在一定程度上他是對的。現在大家知道，日心說是不對的。但是它依然是科學。

最後回到提問。現在的物理理論都是基於觀察和實驗總結而來，而不是憑空想象出來（包括相對論）。並不是愛因斯坦憑空想出了相對論，然後大家都說對。而是基於當時的觀察現象（至於什麼現象，其他回答都有說，我就不提了），愛因斯坦通過他

nb的頭腦總結成了相對論。後面有一堆無論是科學家還是像提問者這類的人，提出各種假設，想證明相對論是不對的，但是最後顯而易見，都是徒勞的。所以說相對論是科學，它是可以證偽的，目前來看還沒有任何觀察或者實驗說明它是錯的。包括提問者的這個問題，其實早就被一大堆人提過，科學家們都不會再提的問題。所以說答案很明顯，其他人的回答基本都說過，我就不累贅了。相對論是基於光速不變的觀察的基礎上提出來的，而不是先有相對論再有的光速不變。不要搞反了！

再來說一下問題，相對我們來說，兩個光子各自的速度是c，一年後相距2光年，再次強調，這是相對你這個座標系看到的，但是你不能計算它們的相對速度，你只能計算相對你的速度。要計算它們的相對速度，要以光子的參考系，兩個光子的相對速度是c，與你這個第三者沒有半毛錢關係。在光子的參考系中，已經沒有了時間空間概念，所以只要前面沒有障礙物，它會一直存在。正因為沒有任何有質量的物體能達到光速，所以光速運行的參考系沒有任何意義。在高速運動的參考系中的時空觀是不同的（時間膨脹，尺縮效應等），提問前請好好閱讀有關的書籍，像這類簡單的情況，狹義相對論一開始就有詳細說明解釋。

再舉幾個日常生活能看到的例子。第一個，你在公路上看到一輛速度為v的汽車撞到路中間靜止的行人，如果光速是變化的，那麼汽車上發出的光的速度是c+v，靜止的行人發出的光速度是c，顯然，你將會先看到汽車上的光。這時你就會看到汽車開過了行人，行人才被撞到。同樣的道理，我們打籃球，排球或者乒乓球時，就會看到球已經先離開別人的手了，才看到他傳球或者打球動作。

未知520110

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。