异名磁极吸引你

试想一下，如果两束光沿着相反的方向发射出去，它们背向而驰，那么，一束光相对于另一束光的速度会是多少？会是两倍光速吗？这样岂不是打破相对论了吗？

当我们在谈论速度时，需要选择一个静止参照系，参照系选择不同，相对速度也会不同。举个例子，一列火车以速度v相对于地面运动，那么，坐在火车上的观测者甲会认为火车相对于他的速度为0，地面上的观测者乙会认为火车相对于他的速度为v。如果火车上还有一个观测者丙以速度u朝着火车行驶方向前进，地面上的乙会认为丙相对于他的速度为v+u。

然而，对于光速c而言，就完全不是这样了。其他速度需要选择好静止参照系才能得到相对速度，但真空光速却直接有一个计算公式：

在这个由麦克斯韦推导出的光速计算公式中，两个参数都是常数，这意味着光速不会随着静止参照系的改变而发生变化，或者说光速相对于任何静止参照系都是相同的光速。爱因斯坦正是基于光速不变原理，提出了狭义相对论。光速成了绝对不变，而时间和空间变得相对，与参照系选择有关。

另外，由此还可以得到一个推论，那就是不存在光速参照系。因为一旦有光速参照系，光速就会变为零，与上述公式相违背。

在上述例子中，如果这列火车向前发出一束光，那么，甲、乙和丙所测出的光速都是一样的，都为光速c，而不是c-v、c+v、c-v-u。

事实上，我们平时所用的速度叠加原理是基于伽利略变换，这其实是一种近似计算结果，真正的速度叠加原理需要基于洛伦兹变换：

由于光速非常快，我们平时所接触到的速度都是远低于光速，所以上述的速度叠加公式可以近似转化为伽利略变换形式。但在接近光速或者光速的情况下，只能使用洛伦兹变换。

如果光子能被视作静止参照系，把上述公式中的u也取为c，叠加后的速度不是2c，依然还是光速c。因此，两束朝着相反方向运动的光，它们之间的相对速度还是光速c。

当然，对于我们而言，两束光的相对速度是两倍光速，但这个速度与上述相对于参照系的速度是两种概念。同样地，空间结构在超光速膨胀，导致遥远的星系正以超光速在退行，或者说我们相对于遥远星系在超光速退行。

火星一号

有一件事情是人尽皆知的：两辆时速50公里的汽车相向而行，它们相对于对方的时速就是100公里，这一点毫无疑问。

然而两束相对而行的光，相对于对方仍然是光速，而不是两倍光速。

实际上，即便两束同向而行的光线，相对于对方也仍然是光速，而不是静止的，这就是所谓的光速恒定原理，它的确是一个颠覆我们固有认知的事情。

最先思考和解决这个问题的人是爱因斯坦，在他之前，物理学家已经根据麦克斯韦方程组得出了光速恒定原理；与此同时，物理界却又存在着相对运动原理。

这两条相互矛盾的理论引起了爱因斯坦的疑惑，要么其中一个理论是错误的，要么就是某种未知因素导致了这种“矛盾”。

正是由于弄明白了这个问题，狭义相对论得以问世了，爱因斯坦利用时空膨胀的理论完美的解决了这个矛盾。

在狭义相对论中，爱因斯坦是利用火车上的人扔石头来表述时空膨胀的问题的。

他说，假如一个人在一辆高速运动的火车上松开手扔下一块石头，而非用力抛出去，那么在这个人的眼里，石头将垂直落到地板上，它的运动距离就是手掌到车厢间的垂线距离。

可是，在火车下面的人看来，石头并不是垂直落下的，而是沿着一条很长的斜线落下的，在这种情况下，它所运动的距离自然也就更长。

同一块自由落体的石头，怎么可能在同一时间下即走了更短的路径，又走了更长的路径呢？

爱因斯坦的解释是：因为火车上的时空膨胀了，也就是火车上的时间流速变慢了。这就是说，速度会导致时间流速变慢。

关于速度致使时间变慢这一点，尽管在当时仅仅只存在于理论，但是今天早已被现实实验以及卫星的时间流速证实了。因此，速度和时间流速之间的关系已经是板上钉钉的事情了。

那么，这件事跟光速恒定有什么关系呢？

因为当速度趋近于光速时，时间流速的差异将变得极其明显；当速度完全达到光速时，时间就彻底静止了；当速度超过光速时，时间就倒退了。

这也就表示光线在空间中运动是完全不消耗时间的，如果换一个角度来理解，可以想象为光线在时间的维度中是静止不动的。

两条时间静止的光线，无论相向而行还是同向而行，它们的时间始终是静止的，因此光速永远恒定。

科学矩阵

不是二倍光速，我上大学的时候大学课本里面有，但是仔细看的人不太多，当时举的例子是在在运动的火车上测量光速。我长话短说，就是无论是人相对光源动还是不动，用设备测量的光速都是一样的30万公里每秒。我想强调第一点就是你首先得承认这是一个事实，虽然他用经典时空体系很难解释，我们平时接触的都是远低于光速的物体，那时候我们算这类问题很简单简单的加减法就行了，但现在我们却无法再用这个方法解释了；第二有人把这事给解释了，他就是爱因斯坦，他用的方法是假设每一个运动的物体都有自己的时间，在这个时间体系里每个物体自己的时间快慢都没有任何问题，但是看别人的时间都不标准，有具体公式，简单说就是动钟变慢效应。你可以这样来理解这一效应，就是你自己觉得自己对别人不对，但别人也觉得自己对别人不对，但实际上你俩都对，只不过立场不一样，我乱举的例子，但是好用的，哈哈。再来个严谨的说明，俩个相对运动的人，你觉得自己的时间快慢正常，别人也觉得自己的时间快慢正常，但是你俩看对方的时间都不正常。再补充一个还有动尺变短效应，有愿意琢磨的，可以想想时间和长度如果都变了，它们相除得到的速度也就是光速不变就很好解释了。好了，只能解释到这程度了，物理还是需要自己慢慢学习与体会的。

大型撸射航空公舰

我看了很多回答都是为了跪舔西方国家不敢面对现实的谬论:

1.他们所举的例子都是非常短暂的光速运行，说什么枪子弹打出来对方看什么总之都是在零点零零零几秒发生的事，这么短时间发生的事速度完全可以胡搅蛮缠。

2.我来举一个长时间的光速例子:

①比如太阳光到地球大概需要八分钟，假如在地球旁边也有一个太阳A，在两个太阳中间位置也有一个地球B，这个地球B与两个太阳的距离是相等的，而且两个太阳和这个地球B三点一线，那么这时候两个太阳发的光到中间那个地球B需要的时间还会是八分钟吗？答案肯定是四分钟。

②既然是四分钟那么两个太阳发出的光的相对速度必然是两倍光速。

③有人可能为了跪舔西方会说两个太阳的光到中间地球需要的时间依然是八分钟，那么假如此时我把中间的地球向其中的一个太阳偏移一点点，是不是还是八分钟。

④那好假如我继续偏移到和其中的一个太阳距离为一百米的位置，这时候你总不至于说还是需要八分钟吧。

⑤当然你还可以胡搅蛮缠说地球离太阳那么近早就融化变成气体了所以不存在这样的假设，你要是这样说那我承认我说不过你。

明宇智远

当年爱因斯坦的相对论一出，有记者曾经采访天文学家爱丁顿博士，问他是不是当时世界上仅有的三个能理解相对论的人之一，爱丁顿认真的思考后回答“我正在想谁是第三个人呢。”所以，题主在一百年后，仍旧对相对论感到迷惑，其实也是可以原谅和理解的。

诡异相对论

相对论的概念，从它诞生开始就一直透着诡异的味道，那是因为我们在正常的生活中，根本没有机会直接应用和感受到。我相信大部分同学，终其一生，都不可能获得接近光速飞行的机会，可以直观去感受一把，所以一直以低速宇宙的牛顿力学，来硬套相对论。我再强调一次，在接近光速的运动，以及光速运动的时候，同学们一定要把牛顿力学的固有认知扔掉！这时候，适用钟慢尺缩原理，空间、时间都会改变，唯有光速不变！所以，不存在光速叠加，也没有光速对减。光速不变。

相对论的推导

很多同学都把E=mc2，等同于相对论本身。觉得你一直强调相对论怎么复杂怎么难以理解，这不是一个小小等式就看完了吗？说不定，我们哪天脑子一抽，就也发明了第二次相对论也未必哦。

那我也不做多余的解释，我给一个相对论求解的表达式，大家试试也来灵光一闪，看看有什么新的推论？

好了，这个我不展开，如果仍旧有自信的同学，在回复中我们再自行深入探讨一下灵光一闪的问题。

相对论的实证

牛顿的理论，到今天，我们仍旧在大量的应用，测出地球的三围、预测行星的轨道，简直无所不能，为什么呢？因为人类仍旧大部分时间在处理低速宇宙的问题，并且计算简单啊——虽然用相对论一样可以得出相同的解。

爱因斯坦呢？在高端的宇宙探索中，不断的证实着牛顿宇宙无法到达的边界，爱伊斯坦到达了。

最著名的就是“赫尔斯-泰勒”根据相对论推测的脉冲星系统，观测到引力波存在证明，使广义相对论精确度和实验结果吻合到10的负十四次方——堪称物理历史上最精确的理论没有之一！

结语

很多同学问，那么相对论的直接应用呢？正如麦克斯韦当年回答电有什么用？——“你问一个刚出生的婴儿，他现在有什么用”？

猫先生内涵科普

两束光相背而行，相对于其中的一束光，另外一束光的速度仍然为光速，而不是二倍光速。 这个结论跟我们根深蒂固的思想相违背，为什么不是二倍光速哪？

但是自爱因斯坦提出狭义相对论后速度合成公式变了，如下的形式：

当u和v速度非常小，远小于光速的时候上边图片中的公式，就变成了w=u+v。但是当它们的速度接近于光速的时候，公式就不可以化繁为简了，因为误差会变大。当两束光相向而行，即：u=v=c，最终得到合成后的w=c。

实际上这个速度合成公式，本质上是在光速不变的基础上推导而出，最后再用公式反过来证明光速不变，看起来就像文字游戏一样。当然了这也是物理公式的“自洽性”。

科学黑洞

简单回答，因为光不能作为参照系，如果作为参照系，狭义相对论中的两天原理就不能成立。当然用世界线的概念解释得更清楚，不会比较烧脑麻烦，有兴趣的朋友可以了解下！

如果你非得要选光作为参照系，也不是不可以，只要记住一点：光速不变原理，一切都迎刃而解，而不是自己给自己挖坑，让自己陷入到牛顿的经典力学和绝对时空观中不能自拔！在任何参照系下光的速度都是光速，很简单，不要想那么复杂！

同时，也有公式课题计算，那就是洛伦兹变换。而通常我们用到的速度相加或相减的方法是伽利略变换，它只是洛伦兹变换的特例，在低速状态下的近似值而已！

就好比问题中的疑问，假设光可以作为参照系，也没问题，但计算相对速度时已经不能用简单的速度相加就可以了，不是c+c=2c这么简单，这是伽利略变换，只是低速状态下才适用，亚光速时必须用洛伦兹变换：

可以用上面的公式计算下，最终的速度w仍旧是光速，而不是两倍光速！

就像你那些手电筒以5米每秒的速度奔跑，静止的我看手电筒的光仍旧是光速，而不是光速+5米每秒，道理是一样的！

最后说一点，莫用牛顿的绝对时空观去思考光速问题！光速不变意味着时间和空间的变化，时间空间都变了，当然牛顿的绝对时空观就不适用了！

宇宙探索

只要把问题变一下就可以，两列光速相向行驶的火车的相对速度是多少，那么答案显而易见，2倍光速！但是爱因斯坦的相对论说，黄不能作为参照物，就是说你是无限接近光速的运动，相对于光速来说还是相差光速！很难理解是不是！就比如你的速度是每秒299999999米，光速30万公里每秒，你们从一个点出发，你跟光速还是差距30万公里每秒！因为你的时间是流逝的，光速时间是静止的，就是说有光开始，宇宙的年龄可以是几百亿年也可以是一瞬间！我这么说是不是很好理解了呀！

暴走小香猪

好多人问过这种问题，我好像已经看到过不止一次了，所以，就讨论一下吧，我先说结论，然后再说为什么。

答案是：不是！

作为二十一世纪的新人类，讨论光速自然是要用到狭义相对论，问题在于，在狭义相对论里，其中一束光或者另一束光都不能作为参照系，所以你不能以任何一束光作为参照系进行任何推论，因为这是没有意义的。

那么为什么不能用光作为参照系呢？这其实不难理解，我可以把它简单归结为两个原因：

一个原因是，按照狭义相对论，光速下是不走时间的，也就是说时间是停止的。时间停止，一些物理量就无法定义了，比如速度，实际上时间停止的情况下你根本无法进行任何测量……

另一个原因是，即使不考虑时间停止，在光速下实际上也是无法进行任何测量，为什么呢？因为测量速度需要两个步骤：发送信息和接收返回的信息。然而在光速下即使你可以持续发送信息，你也无法收到返回的信息，因为返回的信息根本追不上你……

所以，要在其中一束光上对另一束光进行测量是一个不可能完成的任务，而且你可能已经发现了，只要超光速也无法独立进行测量，因为你不可能收到返回信息，无论被测物体是迎着你来的还是离你而去的，你都无法收到返回的信息，因为如果是迎着你来的，在被测物体超光速下测量信号无法被有效反射，如果是离你而去的就更简单了，测量信号将永远追不上被测物体。

不过不能进行主动测量可以进行被动测量啊，比如建立两个相隔一定距离的观测点。这样当被测物体经过时与测量仪器产生一定的相互作用，然后对比两个仪器和测量煤质接收到信号的时间间隔，除两个仪器的空间间隔就得到被测物体的速度了。不过死心吧，只要相对论的对的，就不可能测量到超光速运动的物体，否则产生相互作用的仪器和测量煤质都会被撞成伽马射线暴……

星宇飘零2099

按伽利略的运动相对性是两个迎面运动，相对速度为两者速度相加。

爱因斯坦的相对论是建立在光速恒定基础上，光速为极限速度，速度在宇宙中用来测量空间和时间的标尺。

速度为零，物体静止也就意味空间静止。

速度为光速，时间静止。

伽利略的运动相对性，不适用于高速运动。

爱因斯坦改良了这个公式

伽利略相对速度公式

V=V1+V2

爱因斯坦相对论中相对速度公式

△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)

自己算一下，速度远小于光速，测算结果和伽利略那个很接近，

只有有一个速度完全等于光速，那相对速度还是光速。永远超不了光速。

關鍵字: 两束 科学 一束