異名磁極吸引你

首先，光不能做另一束光的參照物，不能做衡量任何物體運動的參考系。

其次，光的參照物是時空，任何常規的東西做不了光的參照物。

愛因斯坦相對論裡的光速不變原理說的是，光在真空中的傳播速度對於任何參考系是不變的。這個速度的大小為299792458米/秒。看到這裡有人就奇怪了：光速有具體大小呀，它有參照物，它的參照物是任何參考系，怎麼能說任何常規的東西做不了光的參照物？不要奇怪，參考系不是常規的東西，在相對論裡，它代表著時空。我們平時衡量一個物體的速度，以某個相對靜止的物體，比如說地球作參照物，實際上是以地球所處的時空為參照物。衡量光子的速度更是如此。

總之，光雖然對於時空參考系來說有著不變的速度，但對於自身或者別的光是沒有速度的。兩束方向相反的光，對其中一束光而言，另一束光的速度不是兩倍光速，而是沒有速度的，因為光不能做參照物，包括不能做另外光的參照物。做光的參照物的唯有時空，光速相對於任何參考系（時空）都是不變的。

物原愛牛毛1

有一件事情是人盡皆知的：兩輛時速50公里的汽車相向而行，它們相對於對方的時速就是100公里，這一點毫無疑問。

然而兩束相對而行的光，相對於對方仍然是光速，而不是兩倍光速。

實際上，即便兩束同向而行的光線，相對於對方也仍然是光速，而不是靜止的，這就是所謂的光速恆定原理，它的確是一個顛覆我們固有認知的事情。

最先思考和解決這個問題的人是愛因斯坦，在他之前，物理學家已經根據麥克斯韋方程組得出了光速恆定原理；與此同時，物理界卻又存在著相對運動原理。

這兩條相互矛盾的理論引起了愛因斯坦的疑惑，要麼其中一個理論是錯誤的，要麼就是某種未知因素導致了這種“矛盾”。

正是由於弄明白了這個問題，狹義相對論得以問世了，愛因斯坦利用時空膨脹的理論完美的解決了這個矛盾。

在狹義相對論中，愛因斯坦是利用火車上的人扔石頭來表述時空膨脹的問題的。

他說，假如一個人在一輛高速運動的火車上鬆開手扔下一塊石頭，而非用力拋出去，那麼在這個人的眼裡，石頭將垂直落到地板上，它的運動距離就是手掌到車廂間的垂線距離。

可是，在火車下面的人看來，石頭並不是垂直落下的，而是沿著一條很長的斜線落下的，在這種情況下，它所運動的距離自然也就更長。

同一塊自由落體的石頭，怎麼可能在同一時間下即走了更短的路徑，又走了更長的路徑呢？

愛因斯坦的解釋是：因為火車上的時空膨脹了，也就是火車上的時間流速變慢了。這就是說，速度會導致時間流速變慢。

關於速度致使時間變慢這一點，儘管在當時僅僅只存在於理論，但是今天早已被現實實驗以及衛星的時間流速證實了。因此，速度和時間流速之間的關係已經是板上釘釘的事情了。

<strong>那麼，這件事跟光速恆定有什麼關係呢？

因為當速度趨近於光速時，時間流速的差異將變得極其明顯；當速度完全達到光速時，時間就徹底靜止了；當速度超過光速時，時間就倒退了。

這也就表示光線在空間中運動是完全不消耗時間的，如果換一個角度來理解，可以想象為光線在時間的維度中是靜止不動的。

兩條時間靜止的光線，無論相向而行還是同向而行，它們的時間始終是靜止的，因此光速永遠恆定。

科學矩陣

不是二倍光速，我上大學的時候大學課本里面有，但是仔細看的人不太多，當時舉的例子是在在運動的火車上測量光速。我長話短說，就是無論是人相對光源動還是不動，用設備測量的光速都是一樣的30萬公里每秒。我想強調第一點就是你首先得承認這是一個事實，雖然他用經典時空體系很難解釋，我們平時接觸的都是遠低於光速的物體，那時候我們算這類問題很簡單簡單的加減法就行了，但現在我們卻無法再用這個方法解釋了；第二有人把這事給解釋了，他就是愛因斯坦，他用的方法是假設每一個運動的物體都有自己的時間，在這個時間體系裡每個物體自己的時間快慢都沒有任何問題，但是看別人的時間都不標準，有具體公式，簡單說就是動鍾變慢效應。你可以這樣來理解這一效應，就是你自己覺得自己對別人不對，但別人也覺得自己對別人不對，但實際上你倆都對，只不過立場不一樣，我亂舉的例子，但是好用的，哈哈。再來個嚴謹的說明，倆個相對運動的人，你覺得自己的時間快慢正常，別人也覺得自己的時間快慢正常，但是你倆看對方的時間都不正常。再補充一個還有動尺變短效應，有願意琢磨的，可以想想時間和長度如果都變了，它們相除得到的速度也就是光速不變就很好解釋了。好了，只能解釋到這程度了，物理還是需要自己慢慢學習與體會的。

大型擼射航空公艦

當年愛因斯坦的相對論一出，有記者曾經採訪天文學家愛丁頓博士，問他是不是當時世界上僅有的三個能理解相對論的人之一，愛丁頓認真的思考後回答“我正在想誰是第三個人呢。”所以，題主在一百年後，仍舊對相對論感到迷惑，其實也是可以原諒和理解的。

詭異相對論

相對論的概念，從它誕生開始就一直透著詭異的味道，那是因為我們在正常的生活中，根本沒有機會直接應用和感受到。我相信大部分同學，終其一生，都不可能獲得接近光速飛行的機會，可以直觀去感受一把，所以一直以低速宇宙的牛頓力學，來硬套相對論。我再強調一次，在接近光速的運動，以及光速運動的時候，同學們一定要把牛頓力學的固有認知扔掉！這時候，適用鐘慢尺縮原理，空間、時間都會改變，唯有光速不變！所以，不存在光速疊加，也沒有光速對減。光速不變。

相對論的推導

很多同學都把E=mc2，等同於相對論本身。覺得你一直強調相對論怎麼複雜怎麼難以理解，這不是一個小小等式就看完了嗎？說不定，我們哪天腦子一抽，就也發明了第二次相對論也未必哦。

那我也不做多餘的解釋，我給一個相對論求解的表達式，大家試試也來靈光一閃，看看有什麼新的推論？

好了，這個我不展開，如果仍舊有自信的同學，在回覆中我們再自行深入探討一下靈光一閃的問題。

相對論的實證

牛頓的理論，到今天，我們仍舊在大量的應用，測出地球的三圍、預測行星的軌道，簡直無所不能，為什麼呢？因為人類仍舊大部分時間在處理低速宇宙的問題，並且計算簡單啊——雖然用相對論一樣可以得出相同的解。

愛因斯坦呢？在高端的宇宙探索中，不斷的證實著牛頓宇宙無法到達的邊界，愛伊斯坦到達了。

最著名的就是“赫爾斯-泰勒”根據相對論推測的脈衝星系統，觀測到引力波存在證明，使廣義相對論精確度和實驗結果吻合到10的負十四次方——堪稱物理歷史上最精確的理論沒有之一！

結語

很多同學問，那麼相對論的直接應用呢？正如麥克斯韋當年回答電有什麼用？——“你問一個剛出生的嬰兒，他現在有什麼用”？

貓先生內涵科普

兩束光相背而行，相對於其中的一束光，另外一束光的速度仍然為光速，而不是二倍光速。 這個結論跟我們根深蒂固的思想相違背，為什麼不是二倍光速哪？

但是自愛因斯坦提出狹義相對論後速度合成公式變了，如下的形式：

當u和v速度非常小，遠小於光速的時候上邊圖片中的公式，就變成了w=u+v。但是當它們的速度接近於光速的時候，公式就不可以化繁為簡了，因為誤差會變大。當兩束光相向而行，即：u=v=c，最終得到合成後的w=c。

實際上這個速度合成公式，本質上是在光速不變的基礎上推導而出，最後再用公式反過來證明光速不變，看起來就像文字遊戲一樣。當然了這也是物理公式的“自洽性”。

科學黑洞

在人類社會中，大致有三種不同類型的人際關係。

其一是在現實的生活中，一個人的行為會受到其周圍人群的影響與約束，具體表現為其行為必須符合當時的社會道德與法律；

其二是旁觀者的觀察，觀察者可以同時調研不同階層的人是如何生活的，這些不同群體的人並不會因為有人觀察而相互影響；

其三是某一層次的人觀察另一群體的生活，其會因為階層的隔閡而無法看清全貌，甚至會因為偏見而不能客觀地認識自己所看到的人與事。

在自然界也是如此，也存在著影響物體運動的物理背景。比如，水會影響魚🐟的遊動、空氣對鳥🐦的飛行也會產生較大的阻力。

而最為本底的物理背景，是由不可再分的最小粒子，即是由普朗克常數h定量的量子，所構成的量子空間。

在我們的宇宙中，任何物體的運動都難逃量子空間的影響與束縛，表現為受到空間量子的不對稱碰撞💥。

因此，類似人類社會的三種人際關係，對物體運動速度的影響也有相應的三種不同性質的關係。

其一是物體的運動會受到量子空間的影響，速度越大，空間量子的不對稱碰撞也會越多。於是，其在達到光速之前，就會因量子空間的擠壓而解體。所以，任何物體的運動速度都無法達到光速。

其二是旁觀者對不同物體運動的觀測。由於兩個不同物體的運動是彼此無關的，它們只是各自受到量子空間的影響。所以，兩者的相對速度可以超過光速，但至多不會超過兩倍的光速；

其三就是題主問到的，運動的一方觀察另一方的運動。由於受到量子空間傳播速度的限制🚫，當兩者的速度超過光速時，就脫離了彼此的視野，看不見對方了。

總之，由於存在著物理背景，存在著由最小粒子構成的量子空間，物體的運動會受到限制。而且，只有相對於物理背景的運動才具有實際的物理意義。

因此，對於兩束反向發射的光，在旁觀者看來它們的相對速度是二倍光速；而對於其中的某一束光來說，根本就不存在另一束光；然而，作為物理背景的量子空間，則只會分別限制不同的光子運動。

淡漠乾坤

簡單回答，因為光不能作為參照系，如果作為參照系，狹義相對論中的兩天原理就不能成立。當然用世界線的概念解釋得更清楚，不會比較燒腦麻煩，有興趣的朋友可以瞭解下！

如果你非得要選光作為參照系，也不是不可以，只要記住一點：光速不變原理，一切都迎刃而解，而不是自己給自己挖坑，讓自己陷入到牛頓的經典力學和絕對時空觀中不能自拔！在任何參照系下光的速度都是光速，很簡單，不要想那麼複雜！

同時，也有公式課題計算，那就是洛倫茲變換。而通常我們用到的速度相加或相減的方法是伽利略變換，它只是洛倫茲變換的特例，在低速狀態下的近似值而已！

就好比問題中的疑問，假設光可以作為參照系，也沒問題，但計算相對速度時已經不能用簡單的速度相加就可以了，不是c+c=2c這麼簡單，這是伽利略變換，只是低速狀態下才適用，亞光速時必須用洛倫茲變換：

可以用上面的公式計算下，最終的速度w仍舊是光速，而不是兩倍光速！

就像你那些手電筒以5米每秒的速度奔跑，靜止的我看手電筒的光仍舊是光速，而不是光速+5米每秒，道理是一樣的！

最後說一點，莫用牛頓的絕對時空觀去思考光速問題！光速不變意味著時間和空間的變化，時間空間都變了，當然牛頓的絕對時空觀就不適用了！

宇宙探索

這個回答紀念愛因斯坦狹義相對論114週年

首先，答案肯定不是；其次，這是一個好問題，能揭示一個物理學上最重要的東西：概念定位與物理過程。

很多人下意識都會以狹義相對論來解答這個問題，思路其實沒錯，但問題是忽視了狹義相對論運用的前提。

運用任何理論前，先了解下其適用範圍。

狹義相對論有兩個基本原理：第一、光速不變原理。這個大家都知道，於是有人基於此，就給出了最終答案：30萬公里/秒，光速不變嘛。

但狹義相對論還有一個原理，是大多數人常常忽視的，就是第二原理：狹義相對性原理。

什麼意思？

意思就是狹義相對論只適用於慣性參照系。什麼叫慣性系參照系？

在初中物理中，把“慣性系”定義為受力平衡的參照系，是基於牛頓運動定律的有效參照系，又叫慣性座標系。即滿足慣性定律，作勻速直線運動或靜止的參照系叫做慣性參照系。

以牛頓的角度簡單來說，在地球上，地面就是“慣性參照系”；跳出地球，就需要考慮地球自轉的離心力，所以在太陽系中，太陽接替地球成為“慣性參照系”；跳出太陽系，銀河系中心就成為了“慣性參照系”。

判定“慣性參照系”是運用牛頓運動定律與狹義相對論的一個重要前提。

而題主的問題在一個“慣性參照系”中嗎？

光不能作為“慣性參照系”。

牛頓的慣性定律只適用於宏觀物體運動，所以作為波粒二象性的光，沒有慣性可言，更不能作為慣性參照系。討論光有無慣性和把光做參照系是沒有意義的。

題主的問題把光當成宏觀物質在說了，具有誤導性。還有既然光對於任何物體都保持一樣的速度，光的運動方式本身就不是經典物理學能解釋的，更無法用經典物理學理論來說兩個光之間的相對速度。

如果非要看成宏觀物體的相對運動，套公式進行計算，請看下面。

洛倫茲相對速度公式：

△V=|V1-V2|/(1-V1·V2/C^2)

V1=C

V2=-C

最後得出△V=C，就是大多數人認為的光速不變，還是30公里/秒的運算支撐結果。

但是這裡只有數學運算結果，而物理與數學的最大不同就是，物理必須要對過程負責。所有的物理方程必要具有物理意義，要有清晰的物理概念及前提，否則這樣的公式運算是不成立的。

上圖：科里奧利力（Coriolis effect）的簡圖，同一種運動，不同參照系的表現方式。

狹義相對論，如何定義“慣性系”？

細心的朋友會發現，上面說的“慣性系”其實都是以牛頓的角度來定義的。這就有個最核心的問題，牛頓定律是建立在絕對時間和絕對空間的基礎之上的，而相對論打破了這一基礎，時空是可以扭曲可變的。

那為什麼牛頓定義的“慣性系”還能適用於愛因斯坦的狹義相對論？

• 一種解釋認為：

愛因斯坦其實只給出了一個哲學性的概念解釋，或者說直接甩鍋給了死去的牛頓。

他告訴大家，你們去套用牛頓的“慣性系”就行了，但他卻革了牛頓定律的命，沒有了絕對空間和絕對時間，牛頓的那些定律如何推導出來。(這裡並不是說牛頓錯了，牛頓定律是相對論低速情況下的近似解，近似但畢竟不是，就像相對論也並非完美。)

這樣，關於“慣性系”的定義就成了一個邏輯上的循環證明。也就是說，愛因斯坦並沒有給“慣性系”一個基於相對論的科學定義，但卻讓大家都認可了他的思想邏輯，這就是愛神的高明之處。

至少到目前為止，對於宏觀世界，相對論都解讀得很好，所以也沒多少人去糾結這個問題了，但相對論絕對不是終極理論。

我敬佩愛因斯坦，不是因為他提出什麼令人震驚的理論，而是因為他是一個站在思想巔峰的大神，這些理論只是證明了這點而已。

哈哈，這個邏輯成立嗎？

• 另一種解釋認為：
  

愛因斯塔的解釋是一種“同時性定義”，什麼意思？

因為絕對時間和絕對空間沒有了，不是就沒有絕對意義了嗎，那就全部改成相對意義吧。世界上沒有絕對意義，都是相對意義，所以牛頓定律在相對意義下都是成立的，只要是成立的，其中的“慣性系”定義我們大家就都可以用。

這裡就是最燒腦的地方了，理解了沒？

但為什麼一種相對意義下得出的定律，在不同種相對意義下，一樣同時可用？這一點其實並沒說透。

而解讀這裡的關鍵，是否就是量子力學與相對論結合所缺失的一環？因為這能通過量子糾纏特性來解釋。

量子糾纏是指兩個相互糾纏的量子離得再遠，它兩之間的感應是同時瞬達的，雖然它們不能傳遞信息，但是否可以傳遞物理定義，如果可行，不同的相對意義下才能共用一套物理定義。（可能表述不是太合理，大概這個意思）

總結：物理問題，物理過程大於最後結果

為什麼說相對論難以理解？雖然公式大家都知道，但研究物理問題並不是套公式就行的。

相對論難就難在如何定義，在相對變化的過程中找到一個立足點，再去分析思考。一千個哈姆雷特有一千個立足點，但只有一個是正確的。

還有對相對論概念的解讀，一些科普文的不靠譜也是造成很多人不相信相對論的原因所在。

比如“尺縮效應”解決的是測量問題，而不是大多科普文說的“視覺效果”（這也是為什麼叫“尺縮”而不是“物縮”），因為並不一定看物體變扁了，角度不一樣，還可以看起來比測得的長。

當然為了讓大多數人看懂，高深的概念偷換成簡單的概念，有時似乎也在所難免。

（自知認知有限，見識淺薄，卻妄議愛神相對論，如有其它見解，還請指正！）

想法捕手

相對速度的計算是我們每個人都會的，日常生活中計算相對速度只需要把兩個速度相加就行了

如果我們想計算兩輛車的相對速度，只需要把兩輛車的速度疊加起來就可以了，所以很多人在知道愛因斯坦提出“光速不可被超越”後，就想到如果兩束光相向而行的話，它們的相對速度疊加後不就是二倍光速了嗎？

委實說這種想法並沒有什麼錯，畢竟日常生活中的相對速度都是這個道理，但這只不過是人類一直生活在低速運動狀態下的“固有想法”而已，愛因斯坦之所以說“光速不變且不可被超越”是因為他想的是“高速運動狀態”

人類在討論速度的時候總需要找一個參照系才能把速度“參照”出來，但光速的“每秒三十萬公里”並不需要參照物，因為麥克斯韋當年統一電和磁的時候得到了一個可以直接計算光速的公式，由於公式兩個參數都是常數因此光速並不會因為參照系的變化而變化。

日常生活中用到V1+V2來計算相對速度的辦法在物理上叫伽利略變換，但伽利略變換隻是洛倫茲變換的近似罷了，就像萬有引力定律是廣義相對論的近似一樣

宇宙探索未解之迷

結論：不可能是二倍光速2C，還是光速C。

如果不瞭解愛因斯坦的狹義相對論或者洛倫茲變換，一般會算出2c，因為“伽利略變換”告訴我們v '= v + u=c+c=2c。如果瞭解狹義相對論，就會知道伽利略變換是針對宏觀低速狀態，即速度遠遠小於光速。

狹義相對論與洛倫茲變換

狹義相對論是基於洛倫茲變換推導出來的，可以說沒有洛倫茲變換，有可能就沒有愛因斯坦的相對論，下圖為兩個相對慣性座標系x軸、y軸、z軸，速度變換公式，也是通過“洛倫茲變換”推導而來，適用於高速運動狀態。看不懂、聽不懂沒關係，只要記住高速用這個公式就行，低速也可以用，因為它是最精準的解，伽利略變換隻是低速的近似解。

洛倫茲變換不是一個篇幅就能解釋

在宏觀低速的情況我們用大家都知道的近似公式———伽利略變換

而在高速的情況下我們用準確的公式————洛倫茲變換

什麼是洛倫茲變換？

在19世紀，麥克斯韋電磁方程組出世，給人類帶來了巨大的科學進步，也帶來了巨大的疑惑。1904年，荷蘭物理學家、數學家——亨德里克·安東·洛倫茲。他在研究電和磁時，發現電磁效應與”經典物理概念“相牴觸，伽利略變換和麥克斯韋方程組的得出的結果不一樣。

如果通過用伽利略變換來解時，光速在真空中將不是一個常量。這個因素會使電磁效應不成立。

當時的洛倫茲也認為麥克斯韋是正確的，那問題就是出在了伽利略變換上。從我們現在來看，的確是這樣的，有點馬後炮的感覺。為了解決這個問題，洛倫茲利用他高超的數學技巧，通過微積分推出了一個變換式，如果改用這個變換式和麥克斯韋方程組就不矛盾了。於是這個變換式就叫洛倫茲變換。這個變換這裡就不推導了，有興趣的同學可以查查資料，不是一個篇幅能寫出來的。

這個變換在現在來看是違背常理的。通過這個變換是可以推導出上圖中的公式，即物體在高速運動時，物體的尺寸會收縮。這也是後來愛因斯坦相對論中的“鐘慢尺縮”效應，有沒有抄襲的感覺。洛倫茲之所以與相對論失之交臂，很大原因是他歲數大了，像穩穩退休，不願意去推翻以前大家都認為是對的事，而愛因斯坦還年輕敢說敢創新。物體尺寸會因為速度而改變？當時的科學家們也覺得這個變換式很荒謬。不過好在，洛倫茲不是一個人在戰鬥，早在他之前已經有實驗證明他的變換式是正確的——邁克耳孫－莫雷實驗。

洛倫茲變換的出現也使默默無聞的愛因斯坦受啟發，才有了狹義相對論。

下面我們感受一下洛倫茲變換與伽利略變換的差別

兩束方向相反的光，對其中一束光而言，另一束光的速度是？因為都速度是光速，所以屬於高速，用洛倫茲變換公式，光速為c 即v=u=c代入

所以結果還是c

對比一下低速時，伽利略與洛倫茲的區別：

日常生活中，我們都處於低速狀態，你往前v = 5m/s，我往後u = 5m/s，我相對於你的速度是： 伽利略變換： v’=5+5=10

光速c=30萬km/s=300000000m/s，咱倆還是5m/s，帶入洛倫茲變換的分母

因為vu/c^2都小數點後面十多個位了，意義已經不大了，所以忽略為0

即 (1 + uv/c^2)= （1+0）

代回洛倫茲變換 v’=(v + u) / (1 + uv/c^2)=（5+5）/(1+0)=10

我們可以發現洛倫茲變換和伽利略變換結果一樣。

差別在哪?

洛倫茲變換多了個分母 （1+ uv/c^2）

當u和v遠小於光速時，uv/c^2幾乎可以忽略不計，分母趨近於1，那個這個分母沒有意義，直接算分子就可以了。分子就是伽利略變換,所以伽利略變換適用於宏觀低速。

當u和v趨近於光速時，分母趨近於2，當速度為光速時，分母為2，相當於把伽利略變換除於2，誤差很大，所以”伽利略變換“不適合高速。

再驗證一下

當這兩個飛船都為c/2時，

伽利略變換：v=c/2+c/2=c

通過洛倫茲變換 v’=(v + u) / (1 + uv/c^2)=0.8c

當速度為光速一半時，這個誤差已經非常大了。所以又回到上面那句話：

我們可以把伽利略變換看成，低速狀態下的洛倫茲變換的快速算法。想要準確用洛倫茲變換。

不知道你們理解了沒？

關鍵字: 科學 速度 光速