为啥光速不可超越，背道而驰的两束光叠加在一起能够超光速吗？

这是很多人的疑问：既然光速是不可超越的，那么两束方向相反的光，对其中一束光而言，另一束光的速度看起来是二倍光速吗？简单的说，就是两束光叠加起来会不会超过光速呢？如果不会 ，这似乎没有道理呀。

其实这就是光速的特性，简单的说，在狭义相对论中，就叫光速恒定。这个恒定不变包含着几重意思：

第一，光速极限，不可超越。

这就是说，真空光速是我们世界最快的速度，任何有静止质量的物体都无法达到，更无法超越，1个电子也不行。经过百年实践检验，现在认定与光速并驾齐驱的只有引力波，其次是中微子，但其由于静质量不为零，就比光速略慢一点点。而所谓超光速或可能超光速的几个事物，如宇宙膨胀、曲速航行、虫洞穿越、量子纠缠不属于物质运动速度，没有能量和信息的传递。

这就是光速极限，其遵循爱因斯坦质能方程和质速关系方程，这两个方程的表达式为：

质能方程：E=MC^2。这里E为能量，单位J（焦耳）；M为质量，单位kg（千克）；C为光速，准确值为299792458m/s（米/秒）。

这个公式揭示了物质中蕴含着巨大能量，质量和能量是等价互换的，不管是1千克萝卜白菜还是1千克黄金铂金，其里面蕴含的能量都是一样的，只要谁有这个本事把其质量全部转换出来，其能量就惊天动地，1克质量就相当2万多吨TNT烈性炸药的能量，相当1颗半广岛原子弹。

质速公式：M=m/√[1-（v/c）^2]。这里M为物质的运动质量，m为物质的静质量，v为运动速度，c为光速。

这个公式揭示了速度与质量的关系。在低速状态下，物体的动质量变化不大，甚至可以忽略不计；速度越大，物体的动质量越大，速度趋向光速物体的动质量趋于无限大。因此如果1个质子或者1个电子达到了光速，动质量也将变得无限大。而我们宇宙质量也是有限的，这就是一个悖论。这说明有静质量的物体，不管其多小，达到了光速都会摧毁整个宇宙。

第二，光速恒定，不可叠加。

这个意思是说，在任何参照系真空光速都是一样的。当然光速在不同的介质里速度会不一样，有时候比其他物质运动还要慢，但这并不能否定真空光速是我们世界的极限速度。

而且光速是恒定的，这个恒定有两个含义：一是在任何参照系都是一样的，也就是说，不管你在地球上看，还是在月亮上看，还是在火星上看，还是在太阳系以外甚至银河系以外看，都是一样的；二是光速不可叠加，这也就是说在前进的火车上往前面射出一束光，或每秒30千米公转速度的地球上射出一束光，其速度与在地面上反公转方向射出一束光速度是一样的，不能叠加参照系速度。

其实这个问题早在1887年就得到了解决，这就是著名的迈克尔逊-莫雷实验。

他们实验目的是证实以太的存在。以太是古希腊哲学家亚里士多德设想的一种物质，他认为在空间除了我们认识的物质，还有一种看不到摸出找的东西，他把它叫“以太”，光线、星球等都是在以太中运动。这个说法一直在科学界流传并争议了几千年，从来没有得到证实或否定。

美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷于1887年做了一个严谨的实验，目的是为了证实地球在以太中的速度。他们把一束光通过分光镜分成两束光，分别射向不同的方向再折射到观测屏，结果发现向着地球公转方向和反向的光速是一样的。要知道地球公转线速度为每秒约30千米，光速向前方射出就应该加上每秒30千米的速度，但却与反方向光速是一样的，这说明什么呢？

这个实验不但从此给所谓的以太论画上了一个句号，证实宇宙中没有这种神秘的以太，而且无心插柳的证实了光速恒定理论。就是说不管在任何参照系，不管是速度叠加不叠加，光速都是恒定的，其遵循洛伦兹变换公式。

爱因斯坦就是总结了历史上这些这些科学实验结论，形成了狭义相对论的理论基础，其中采用的一个重要公式就是洛伦兹变换公式。省略整个繁琐的演算过程，洛伦兹变换公式简要表达为：V=(V1+V2)/(1+V1xV2/C^2)。这里，V表示物体叠加速度，V1、V2为两个运动源速度，C为光速。

这个公式是高速情况下反映真实世界的公式，它比伽利略变换1+1=2是一次飞跃，说明这个世界是相对的，不是绝对的，由此绝对静态宇宙观被破除，人类开始从本质上认识这个世界，就是宇宙是相对的，在运动中不断变化的。这成为了狭义相对论的立论基础，并且最终个引申出了广义相对论。

狭义相对论认为，时空随着速度的变化而发生尺缩钟慢效应，广义相对论认为引力场让时空成为相对的，引力场越大，时间越慢，在黑洞中时间停止。

这就是光速的精髓，在爱因斯坦最伟大的理论狭义相对论和广义相对论中，到处可降到光速的影子，光速在其中扮演着时空标准的角色。现在，光速的这些定义充斥着科学理中一切地方，100多年没有人能够突破这个杠杠，谁有本事突破，就成为新时代的爱因斯坦。

现在来说说所谓的背道而驰两束光的速度能不能叠加。

还是前面说的一样，不能。这个依然适用洛伦兹变换公式，任何情况下都无法超越光速。而且从逻辑上说，超越光速就看不见。

我们随便举个例子，我们看到的恒星，有的距离我们几亿光年，有的距离我们只有几光年，这些恒星有的背着我们运动，有朝着我们运动的。如果背着我们运动的就超光速，向着我们运动的就低于光速，我们怎么能够凭着这些恒星传到我们视网膜的光来测算出他们距离呢？

人类是依靠感光来观测的，如果作为一个观测者站在远处，看到两束光背道而驰，这些观测者看到的是两束分别不同的光，光速A和光速B都在以光速运行，它们各自并没有超越光速，没有任何叠加一起算的理由。

如果这个观测者跟着A光源运行观测B光源，根据尺缩钟慢效应，在光速中时间为零，空间为零，似乎没流逝任何时间和空间，看到的B光源永远都是那个样子。

人类观测任何东西都是依靠光源或者光的反射，要有光到视网膜才能够“看到”，而光是有速度的，约30万千米每秒，如果真的有超越光速的东西来到人的视网膜，有两种情况可能发生：一种就是向着我们运动，但这个物体过去了以后，他的影像还没有到达我们的眼帘；另一种就是它们超光速离我们而去，我们将永远看不到它发出的光。

就是这样，欢迎讨论，感谢阅读。

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