如果這么容易就讓你難住，“物體運(yùn)動(dòng)不超光速”就不會(huì)成為如此著名的一條原理了。對(duì)你的問(wèn)題直截了當(dāng)?shù)幕卮鹗牵?span>如果兩個(gè)物體以光速c向相反的方向的運(yùn)動(dòng)，那么它們彼此之間的速度不是2c，而仍然是c！
為什么會(huì)這樣？因?yàn)槟闶歉鶕?jù)直覺(jué)認(rèn)為它們的相對(duì)速度應(yīng)該是2c的，而這個(gè)直覺(jué)只適用于低速運(yùn)動(dòng)，在速度跟光速可以相比時(shí)這個(gè)直覺(jué)就會(huì)失效。
用科學(xué)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，你的直覺(jué)叫做“伽利略變換”。也就是說(shuō)，在伽利略的時(shí)代（17世紀(jì)），人們就知道了，如果一個(gè)物體在一個(gè)參照系中的速度是v，這個(gè)參照系相對(duì)于另一個(gè)參照系的速度是u，那么物體在新的參照系中的速度是v' = u + v。比如說(shuō)你在一列火車(chē)?yán)锱懿?，火?chē)相對(duì)于地面以50米每秒的速度運(yùn)動(dòng)，你相對(duì)于火車(chē)以5米每秒的速度運(yùn)動(dòng)，那么你相對(duì)于地面的速度就是55米每秒。
后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)光的傳播是需要時(shí)間的，而不是瞬間到達(dá)，也就是說(shuō)光速是一個(gè)有限的速度，不是無(wú)限大。那么問(wèn)題就來(lái)了，地球在宇宙中運(yùn)動(dòng)，地球上不同方向的光（例如經(jīng)線(xiàn)方向和緯線(xiàn)方向）是不是應(yīng)該具有不同的速度呢？
1887年，真的有人做了這樣的實(shí)驗(yàn)，叫做邁克爾孫-莫雷實(shí)驗(yàn)。他們?cè)疽詾槟軌驕y(cè)出這個(gè)差值，沒(méi)想到結(jié)果卻是：完全沒(méi)有差值！
這個(gè)實(shí)驗(yàn)震驚了整個(gè)物理學(xué)界，狹義相對(duì)論就是以之為基礎(chǔ)的?，F(xiàn)在人們把光速不變作為了一條基本原理，速度變換遵循的不再是伽利略變換，而是洛倫茲變換：
v' = (u + v） / (1 + uv/c^2)。
洛倫茲
仔細(xì)看洛倫茲變換的公式，你就會(huì)明白：如果u和v都遠(yuǎn)小于c（日常的低速運(yùn)動(dòng)），那么它就近似等于伽利略變換。而如果u和v中有一個(gè)等于c，那么v'就等于c。所以，即使u和v都等于c，v'也仍然是c！
正是洛倫茲變換，保證了“光速不變”是一條基本原理。現(xiàn)在，你可以理解這條原理有多么震撼了吧？
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