86公里的愛情

你在說相對論嗎？相對論裡你的問題不成立。

根據狹義相對論，沒有飛船能以光速飛行，因為無法通過有限加速使一艘有質量的飛船達到光速。

即使忽略這個不可能，你仍然無法比光速快，因為相對論裡光速下時間就停止了，所以在一艘光速飛船上的時間是停止的，在時間停滯的飛船上你動不了，所以沒法跑步，沒法超光速……所以別打相對論的歪主意，它是一個自恰的科學理論，不可能用這麼低幼的思維實驗就推倒的。

完蛋了，我已經寫完了，可是字數太少了……

我再說說光速最快的問題吧。在相對論裡，光速極限主要有兩方面的含義：1、有質量物體不能通過有限加速達到光速，2、信息傳遞速度不能超過光速。

但是實際上我們在現實中是可以觀測到超光速現象的。比如，兩個粒子一個向左，一個向右，都超過0.5c發射，那麼這兩個粒子彼此原理的速度在我們看來就超光速了，所以在宇宙裡我們是有可能看見一個爆發的超新星兩端膨脹的速度超光速的，但實際上當以它倆作為參考系，運用相對論的速度疊加，就沒有超光速了。

還比如遙遠星系退行超光速，這沒有第三方參考系，是實實在在的超光速了，不過這是因為兩者間的空間膨脹了，而且空間膨脹的速率超過了光速，這依然沒有違背相對論，因為1、它不是通過有限加速實現的，2、兩者之間無法傳遞信息。

星宇飄零2099

這是個很容易想到的問題。狹義相對論早已給出了回答：不會，在地面看起來你的速度仍然是光速。

要理解這個結論，首先要明白，為什麼這會成為一個問題。你的直覺是什麼？是“在地面看來，你的速度等於飛船相對於地面的速度加上你相對於飛船的速度”，對不對？

好，這是生活中的常識。但在相對論中，這個常識是錯誤的！

讓我們用數學把這個問題表述得簡潔一些。有兩個互相之間做勻速直線運動的參照系，在1號參照系看來2號參照系的速度是u，而一個物體在2號參照系中的速度是v，而且這兩個速度在同一個方向上。我們把這個物體在1號參照系中的速度記作v'。那麼，你的常識就是：

v' = v + u。

這個式子叫做“伽利略變換”，是意大利科學家伽利略（1564-1642）最先注意到的。

在日常生活中，伽利略變換是正確的。比如說，你在一輛汽車上跑步，你相對於汽車的速度是5米每秒，汽車相對於地面的速度是15米每秒，那麼你相對於地面的速度就是20米每秒。

但是，相對論會告訴你，伽利略變換隻是個近似公式，真正準確的公式是：

v' = (v + u) / (1 + uv/c^2)。

其中c是光速，大約30萬公里每秒，^2表示“平方”。這個公式叫做“洛倫茲變換”，是由荷蘭科學家洛倫茲（1853-1928）發現的（不是愛因斯坦哦，愛因斯坦提出了狹義相對論的理論體系，但洛倫茲變換在此之前就發現了）。它相當於在伽利略變換的基礎上，加了一個1 + uv/c^2的修正因子。

洛倫茲

這個公式會告訴你什麼呢？

當u和v跟光速相比很小時，uv/c^2接近於0，分母1 + uv/c^2接近於1，這時v'基本上就是v + u，你就回到了伽利略變換。

在上面那個u = 15米每秒，v = 5米每秒的例子中，情況就是如此。如果你把精確的式子代進去，會發現對結果的修正只有10的負16次方的量級，也就是說要到小數點後第16位才能顯示出差別，這樣小的效應甚至都超出了儀器的探測能力。

但是，當u或者v跟光速可以相比時，情況就不同了，這時你就要嚴肅對待這個1 + uv/c^2的修正因子了。

例如，u = v = c/2，你相對於汽車和汽車相對於地面都以光速的一半運動，這時會怎麼樣？你的直覺是v' = c，你相對於地面達到了光速。但正確結果是，v' = (1/2 + 1/2) / (1 + 1/4) c = 1 / (5/4) c = (4/5) c。在地面看來，你的速度是光速的80%，仍然低於光速！

再來看，如果u = v = (3/4) c呢？這時你的直覺是v' = (3/2) c，你相對於地面超過光速（這是很多人設想的超過光速的辦法）。但正確結果是，v' = (3/4 + 3/4) / (1 + 9/16) c = (3/2) / (25/16) c = (24/25) c。你離光速更近了，達到了光速的96%，但仍然低於光速！

實際上，用一點初中級別的數學就可以證明，如果u和v都小於c，v'必然也小於c（你不妨來證明看看）。也就是說，希望通過運動疊加的方式達到光速，是不可能的。

最後來看題目中的情況。這時u = c，你的直覺是v' = v + c，但洛倫茲變換的結果是什麼呢？

是v' = (v + c) / (1 + v/c)。這個式子化簡以後是什麼？

就是c啊！

在地面看來，你的速度仍然是光速！

你以為會是光速加上v，但v這部分剛好完全被洛倫茲變換相對於伽利略變換的修正吃掉了，剩下的仍然是光速。

你很容易發現，如果u和v中有一個等於c，那麼v'就等於c。如果u和v都等於c，v'還是等於c。

經常有人問：“如果兩束光相向而行，那麼在一束光看來另一束光的速度是不是2c？”現在你知道了，答案仍然是c。

總之，光速有這麼一種特性，能擊敗一切的通過變換參照系對它進行修正的努力。無論你怎麼換參照系，光速總是那麼多，既不會更高，也不會更低。這正是相對論的基本原理之一，叫做“光速不變性”。所以在《三體》中，用一個無論在什麼距離看起來都同樣高的王子來比喻光速。

最後，有兩點需要提醒一下。

一，這個題目說得有點問題，因為根據相對論，飛船這種“靜質量”不為零的物體是不可能達到光速的，只有光這種“靜質量”為零的物體才會以光速運動。關於這一點，可以參見我的另一個回答“光是如何達到光速的？”（https://www.wukong.com/answer/6448603586589884685/）。所以原題目最好改成“在一個飛行的飛船上有一束光，在地面看來它比光速快嗎”。也就是說，與其問u = c會發生什麼，不如問v = c會發生什麼。不過，這對於本文的內容並沒有影響，因為你可以注意到，在洛倫茲變換中u和v的地位是完全等價的，把兩者換一下得到的是同樣的公式。

二，洛倫茲變換明顯違反日常生活的直覺，但科學界早就承認它是正確的。這不是因為科學家喜歡標新立異，而是因為它符合實驗結果。如果你堅持伽利略變換，就會預測一些錯誤的實驗結果。比如說，通過測量在地球運動的不同方向上光速的區別，就可以確定地球在宇宙中的絕對速度。這個實驗叫做“邁克爾孫-莫雷實驗”。這個實驗真的做了，結果卻是測量不到在地球運動的不同方向上光速有任何區別！現在，你明白洛倫茲變換的威力了吧？

袁嵐峰

這個問題在大學物理上就會講的。

假如說飛船接近了光速(愛因斯坦假設光是最快的，也就是說飛船是達不到c的)，又假設飛船周圍又很多恆星在發光，那麼按照牛頓的世界觀，是不是迎面射來的光和飛船相對速度是2c，而後面的光子和飛船相對速度是無限接近0呢，不是的！

此時，你在飛船參照系上觀察，你會發現，光的軌跡發生了變化，你後面的恆星發生了移動，逐漸向你前進的方向移動，飛船越接近c，你前方的恆星越密集，彷彿時空發生了扭曲，而且，你看到的光子的速度依然是c。

這就是光行差效應！

這是光源不動的現象，同理，還有光源動觀察者不動的情況下會出現“前燈效應”。簡單說一下，就是點光源(實際是不存在的)相對你靜止時(比如你頭上的檯燈)，光子以球狀向外輻射，現在光源加速，這時，光源不再以球狀向外輻射，而是以一個圓錐向前輻射光子圓錐的頂大小與光源的速度有關。

總之，相對論假設1光速是最快的，2光在任何參照系裡都是c。為了滿足這個假設，時空也會“扭曲”。

怎麼樣，理解不了吧，哈哈哈我也理解不了，這就是相對論。。。

十萬伏特w

如果有人在光速飛船上跑步，那他的速度會超過光速嗎？這是否打破了愛因斯坦所說的光速最快理論？

類似這樣的問題還有很多，人們無非就是想找出超光速的反例，以此來推翻愛因斯坦的相對論。但事與願違，超光速反例都是無法成立的，愛因斯坦的相對論始終有效。對愛因斯坦的理論沒有理解愛因斯坦對於光速的描述。

首先，速度是一種相對的概念。相對於飛船而言，飛船上跑步者的速度肯定不會超光速，而只是跑步的速度。但即便相對於地面而言，跑步者的速度也不會超光速，而是還為光速。那麼，為什麼跑步者的速度不受跑步速度加上光速呢？而是還會等於光速這樣奇怪的結果呢？

事實上，我們在生活中所使用的速度疊加方法只是相對論的近似，在速度遠低於光速的情況下可以使用，但無法在接近光速或者達到光速之時使用。在亞光速和光速的情況下，相對論給出的速度疊加公式如下：

可以看到，上述公式比我們所熟知的公式多出了一個1/(1+uv/c^2)因子。在速度遠低於光速之時，uv/c^2趨向於0，該因子趨向於1，所以速度疊加公式就變成了我們熟悉的形式：w≈u+v。

舉個例子，如果飛船相對於地面的速度為100米/秒，飛船上的人以10米/秒的速度奔跑，那麼，飛船上的人相對於地面的速度為110米/秒。用狹義相對論算出的結果約為109.999999999998776米/秒，這隻比近似值小了0.000000000001224%。即便在精度要求極高的航天領域，也可以忽略如此微小的誤差。

然而，如果涉及到亞光速和光速運動，就只能利用相對論。假設飛船的速度為光速80%（0.8c），飛船上向前發射出速度為光速30%（0.3c）的石頭，那麼，石頭相對於地面的速度不是w=0.8c+0.3c=1.1c>c，而是w=(0.8c+0.3c)/(1+0.8c·0.3c/c^2)≈0.887c

而在光速的情況下，結果更為特別。如果飛船的速度u為光速c，無論跑步者的速度v為多少，那麼，跑步者相對於地面的速度為w=(c+v)/(1+c·v/c^2)=c，也就是說，跑步者的速度還是保持光速（c），而不是超光速（c+v）。

另一方面，對於存在靜質量的物體，例如，宇宙飛船，或者人，都不可能以光速運動。關於這一點，可以從相對論的動能公式中推導出來：

一旦靜質量不為零的物體達到光速，動能就會變得無窮大，這顯然是沒有意義的，因為沒有無窮大的能量。

為了更符合相對論原理，上述例子可以改成如下的形式：飛船以低於光速的速度相對於運動，並且飛船在前進的方向上發出一束光，那麼，這束光相對於地面的速度是多快？

結果跟上面一致，運動飛船發出的光不會以超光速運動，而是還會保持光速，無論飛船達到多快的速度都是如此，這就是當年愛因斯坦推導狹義相對論的立足原理之一：光速不變原理。

光速不變原理並非是愛因斯坦無端臆想出來的，而是有著理論（麥克斯韋電磁場方程組）和實驗（邁克爾遜-莫雷干涉實驗、光行差效應）的有力支持。並且從狹義相對論中推導出的各種結論與實驗結果非常吻合，這足以證明該理論的有效性。

火星一號

很高興回答這個問題。首先可以明確的告訴你！不會超過光速的！記得高中物理的時候就考個這個題目，記憶猶新。為什麼？我們一起來看下：

首先相對論有狹義相對論和廣義相對論之說，這個不知道你是否有聽說過。什麼叫狹義相對論呢？顧名思義，就是比較狹窄的理論，在一定的範圍內是適用的。在物理學中指的就是物體速度是低速的時候（這個速度是相對於光速是低速的），這個理論是可行的。這個時候，物體的速度是可用牛頓運動定律去計算或者解釋的。比如說，你在火車上跑的速度是5m/s，火車的速度是108km/h，那麼你的相對於地面的速度是多少。我相信這個大家都可以做出來，就是5+30=35(m/s)。即你想對於地面的速度是35m/s。這裡解答時候你有沒有注意到一個事情，就是相對速度。是的，就是相對地球而言的速度，說白了就是一個參照物。我們平常說的速度都是相對速度，當然一般都是相對於地面。而狹義相對論裡面也是有參照物的，也就是參考座標系。

上面說了低速，高速怎麼解決呢。當然就是廣義相對論。廣義相對論不僅適合高速還適合低速，只是低速是，兩者相差甚微，可以忽略。這個是愛因斯膽說的。也就是說當物體接近速度時，不能簡單的用牛頓運動定律去計算。說明白點就是不能進行簡單的加減乘除法則。那麼用什麼公式去計算呢？這個就要用到洛倫茲變換，至於這個怎麼變換就不描述了。感興趣的可以百度，有變換公式的（不懂的可以找我交流，我可以給你推算），這裡就不詳細說明了。而且愛因斯坦也說過，任何物體都不會超過光速的。這個也很好的說明了這個問題。所以說不會超過光速的。

總而言之，當物體速度是高速或者接近光速時，我們不能再用簡單的牛頓運動定律去計算。很多都會發生變化，比如質量，長度。質量會變的很大，長度會變得很小（有一個問題已經寫了公式，質量，長度跟速度的關係，感興趣也可以跟我交流。也是來源於愛因斯坦的相對論）。

以上，你們都明白了嗎。我覺得說的已經很清楚了。喜歡這篇文章就點個贊吧！謝謝！如有問題，歡迎交流！

為你解車

首先恭喜你，你成功地推翻了相對論，成功把愛因斯坦踩在腳下，可以去申請諾貝爾獎了！

但我知道你不會去申請諾貝爾獎的，因為你知道無論如何你不會超過光速，如果真的如此簡單地就超光速了，也輪不到你去申請諾貝爾獎，愛因斯坦也不會如此偉大！

但你就是不明白以問題中的方式為什麼就不能超越光速呢？

簡單說，類似問題中這種超越光速的方法只是因為還在用牛頓的絕對時空觀思考問題，在絕對時空觀中深深不能自拔。

在小學我們都知道了相對速度的概念，我以8米每秒速度奔跑，你以同樣的速度反向奔跑，我們的相對速度是多少？

我們都知道是16米/秒，這就是絕對時空觀下得出的結果。但如果我說並不是16米/秒呢？你是不是認為我瘋了？

嚴格來講還真不是！只是結果非常非常接近16米/秒，以至於我們完全沒有必要計較那一點點誤差，如果非要計較反而會更麻煩！

不過當速度達到亞光速時，速度對於時空的影響就比較明顯了，我們就不能用伽利略變換：v' = v + u（基於絕對時空觀的相對速度計算）了，而必須用到洛倫茲變換：v' = (v + u) / (1 + uv/c^2)

說白了，伽利略變化就是洛倫茲變換在低速世界的近似值！而洛倫茲變換也是愛因斯坦相對論公式中的重要基礎公式之一，愛因斯坦相對論的核心思想就是光速不變，在任何參照系下，任何運動形式下，光速都不會改變！

宇宙探索

愛因斯坦說光速最快，我在一個以光速的飛船上跑步，相對來說你的確比光速快。如果你和另一個人在坐一起，另一個人不動，你向前跑步。不動的那個人顯然是飛船的速度。你向前跑步了，離開了那個人。速度一定不是那個人的速度。是什麼呢？超光速。。。光速不變的本質，是因為光是電磁波，一切波離開波源後就獨立存在，不再受波源加速，波源的運動只能改變形成一個波的時間，就是頻率。波的速度由介質決定。。。在音速飛行的飛機上向前發射聲波，聲波速度不能疊加，沒有超音速。但是向前發射炮彈，速度就可以疊加了，是兩個速度的和。。。為什麼是這樣的呢？因為波是特殊物質，沒有質量的物質，沒有慣性，不受波源運動加速。但是有質量的人，和炮彈就不同了，可以被運動物體加速。。。也就理解了，如果在光速飛船上發射光，不能超光速。反而人向前跑步可以超光速的道理。同樣音速飛機，音源發聲不能超音速，但人向前跑一步就可超音速，發射炮彈也可超音速，太奇怪了吧！

cx1944

光速跑步機跑步是不成立的事，要成立，所有的前提都是在光速的場中建造的跑步機和長大的人，如果把人和物從0加速到光速，質量理論值趨於無窮大，也就成了小黑洞，所有一切便塌縮消失不見，成了能量態，變成散發出去的暗能量等。質量的形成在於物質結構內部運動的組成的結構不一樣，歸根到底是能量場不一樣，組成物質的基本單元的旋轉速度不一樣，一層一層決定了物質的質量不一樣。而穩定態在於旋轉的速度，如果有了光速的方向性，那麼便變得不穩定，打破穩定態的平衡，也就破壞了質量的原定結構，到達光速後，質量態失去形成基礎，便沒有了質量，所以，要想在穩定態中產生光速照應，遵循的不是方向性的光速，而是旋轉性的，哪怕它可以往外一層一層擴大，也就是宇宙膨脹。但是膨脹的速度肯定大於光速，因為直線距離比周長短。所以，人要在穩定態下做光速運動，一定要是旋轉的。

丫丫寶寶zz

應該不會，

應該會，

首先明白牛頓的要有引力

在明白愛因斯坦的光速效應

既然飛船是光速，那麼人就是低速，

那麼飛船突然靜止，他的慣性也應該是光速

那麼裡面的人就是低速

這個問題是牛頓的速度與愛因斯坦的光速不變相結合

那麼用等效原理

飛船光速突然靜止就是慣性為光速

假設，飛船每秒的速度為光速每秒30萬公里

在一個沒有星系的真空地帶，也沒有要有引力的場，那麼就可以拋開很多多不必要的事情

在真空中任何速度的初速度在到加速度，在到加速度極限等於最後的勻速運動

那麼光的初速度，加速度，勻速會是一秒鐘全部完成嗎？

如果一秒鐘光的速度30萬公里，那麼分割開成30萬公里除以每一米的傳播時間，也應該是3億米分之1秒，

那麼思想實驗，當有一個設備能精確到3億分子1秒的開關，那麼這個開關在3億分之1秒開，3億分之2秒關，那麼這個時間段，光速不變原理的話，那麼在這個時間下，光速不變原理，似乎也會發生變化，但是似乎也不會發生變化

為什麼呢，因為光一旦開，無論你何時關閉，這個能量已經開始傳播在真空，時間也就沒有了後續，直到地球用的一秒，然後才定義的對吧？

換位思考，如果我們生活在金星，那麼我們對於時間的認知，在去測量光速，那麼我們定義的光速又是多少米每秒呢？

所以光源一旦開啟，任何假設都是失敗，那麼就用地球時間，一秒30萬公里計算

回頭看宇宙飛船，假設宇宙飛船是一張光速的平面床，你走到床邊往前跳，你會超越光速嗎？那麼我思想實驗可以做個參考

火車頭和火車尾，假設火車是光速，那麼在火車在光速勻速運動，人往火車頭勻速前進的火車頭跳，製造是往上跳落下，那麼始終會在火車上，而在其他位置就會偏離火車路徑，就會掉下火車，所以把火車換到飛船

那麼光速飛船在真空靜止的一瞬間，你在宇宙中也會是等效的光速慣性方向是任何方向光速前進，

如果飛船不靜止，你往飛船勻速直線飛行的路徑往他的路徑前跳也就是他→方向，那麼你離開這個載體慣性的最大速度就是光速，所以你跳起來，也是光速，落下也是光速，與時間無關，你不可能說跳起一秒，還落下吧，因為在真空裡，你的方向是跟隨運動方向→一致，所以慣性力就＝運動的最終速度加方向，當然方向是任何方向的全緯。

所以宇宙飛船起跳的人，如果跟光速運動方向一致，那麼他最終的慣性等價他的載體速度。

但是真空到底有沒有其他物質，我想可以用張量計算

用一彈簧手弩，設置好彈簧的距離，計算好彈性的張量，射出去的物質，比如鋼箭，這個鋼箭具有很多信息，可以記錄在真空的初速度，加速度，勻速度，這個鋼箭其實裡面有很多晶體管，信息化處理反饋，無限電波信號，都在這個鋼箭裡，就像是濃縮的高鐵在真空裡飛行，一切速度都在掌控之中，在任何光速下，一切物體的初速加速勻速，在真空一觸而發到底變不變，三個速度應該是等價的一樣的，那麼只要這個鋼箭發生變化，我們就知道引力對於它的影響，就用它的慣性來測量我們的太陽系就行了

遇見你一Alice

如果相對論的基本假設就這麼容易被打破了，那它如何屹立於人類文明史100多年？難道這100年來的人類都是傻字?

不要用牛頓力學的思想結合相對論說事

很多人說著相對論的基本假設，本質上卻還在用牛頓力學的伽利略變換公式，把速度做一個簡單的加法來表示速度的疊加，這其實史牛頓經典物理學框架下的結果，在這個框架是有適用範圍的，那就是宏觀低速。這速度都光速了，還咋算是宏觀低速？

其實這根本不怪牛頓，牛頓的時代觀測技術有限，他之前的伽利略想測光速都沒有測明白。所以，牛頓的是認知的世界就是宏觀低速的，所以他才會用這樣的表述。

而愛因斯坦的相對論不同之處在就於不僅能夠把牛頓的宏觀低速的結果涵蓋到理論當中，其次，他還能夠描述高速狀態下。

而我們要用的速度變換公式是下面這樣的：

我們直接來帶數進去試試，如果人相對於飛船u'=10m/s，飛船v=c，帶入計算，會發現結果還是光速，根本超越不了。這是公式解出來的結果，但是實際上，有個問題我要注意，物質是不可能加速到光速的，因為這需要無限大的能量。其次，隨著速度的增加，質量其實也在增加，所以當人被加速到一定程度的時候，人是動不了的。

也就是說，首先，帶入計算之後結果還是光速，其次飛船通過純加速是不可能達到光速的。當速度達到一定程度時，由於質量的增加，人是動彈不得的，更不要說走了。

關鍵字: 光速 相對論 科學