假如你在一艘光速飛船上奔跑，速度是不是超光速了？

直接告訴我們，你的速度的確超光速了，因為這就是簡單的速度疊加，小學數學都學過。

但很多時候，直覺并不靠譜，因為我們的直覺是建立在日常生活經驗基礎上得出來的，是以絕對時空觀為基礎的。

何為絕對時空觀？簡單講就是，時間和空間是絕對不變的，任何人對時間和空間的感覺都是一樣的。比如說你的一秒與我的一秒沒有什么不同，因為時間是絕對的。

但是，愛因斯坦告訴我們，絕對時空觀是錯誤的，時空是相對的，這意味著時間和空間具有彈性，物質以及物質的運動都可以影響周圍的時空，結果就是，每個人感受到的時間和空間其實都不一樣。

只不過我們生活在一個低速和低引力世界，很難直觀感受到時空的變化，所以我們會認為時空是絕對的。在亞光速以及強引力世界，時空的變化就比較明顯了。

說了這么多，或許你應該明白了，你在光速飛船上奔跑，你相對地面的速度并不會超光速，而仍舊會是光速。

當然，飛船的速度也不可能達到光速，所以你相對地面的速度始終會比光速小。這說明了一點，任何試圖通過速度疊加的方式實現“超光速”的想法都是不靠譜的，實際上這種想法本質上仍舊沒有擺脫絕對時空觀的束縛。

你可能會提出質疑：難道我們平時用到的速度疊加公式是錯的嗎？

沒有錯，但也錯了！這樣說并不矛盾，下面來具體講一下。

平時我們用到的速度疊加公式，實際上就是伽利略變換，用公式表達出來就是V=V1+V2。伽利略變換是建立在絕對時空觀基礎上的，所以只適用于低速世界。

比如說，你乘坐一輛高鐵，高鐵的速度是每秒100米，你在高鐵上奔跑，速度為每秒5米。那么你相對地面的速度就是每秒105米。這個結果很符合我們的日常生活認知。

但是，由于伽利略變換是以絕對時空觀為基礎的，所以它只是個近似值，只適用于低速世界。而一旦來到高速世界，伽利略變換就不再適用了，必須用到洛倫茲變換，愛因斯坦也把伽利略變換作為相對論的基本公式之一。

洛倫茲變換考慮到了時間的相對性，所以它不但適用于低速世界，在亞光速世界同樣適用。

從公式中可以看出，當V1和V2很小時，公式中的分母就趨于1，于是公式就簡化為V=V1+V2，就是伽利略變換。所以伽利略變換只是洛倫茲變換在低速世界的特例，也是近似值。

不過如果當V1和V2很大，接近光速時，公式就不能簡化為伽利略變換了。而且，不管當V1和V2多大，哪怕兩個速度都是光速，最終的疊加速度也不是光速的兩倍，而仍舊會是光速。

而且，當V1和V2中只要有一個是光速，最終的疊加速度都會是光速。

如果非要較真的話，上面你在火車上奔跑的例子，你相對地面的速度并不是每秒105米，只不過誤差非常非常小，我們根本感覺不到，也不會對我們日常生活有任何影響，即便是火箭發射的過程，也沒有必要考慮時空的相對性，也是以絕對時空觀為基礎的。

那么，在相對時空觀背景下，為什么速度不能直接疊加呢？

相對時空觀的一個重要前提是光速不變，也就是光速不變原理，光速是絕對的，在任何參照系下都保持不變，為了保持光速的絕對性，時間和空間必須做出“妥協”，不然光速就是可變的。

因為速度就等于距離，也就是空間除以時間，既然在任何參照系下光速都恒定不變，那么空間和時間必須做出相應改變。

舉個例子，你乘坐一艘飛船，速度為0.5倍光速。我靜止在地面上，手里拿著手電筒，打開之后手電筒發出一束光，你乘坐飛船追趕這束光。

這束光在我們眼里的速度是光速，這很好理解。那么對于你來講，你看到這束光的速度是多少呢？

你或許會認為，由于你以0.5倍光速追趕這束光，你會看到這束光的速度應該是0.5倍光。事實上并非如此，你相對這束光的速度仍舊是光速。

我們的運動狀態不同，靜止的我和亞光速飛行的你看到一束光的速度是一樣的，那么必然有某些東西要改變，不然我們看到的光速不可能是一樣的。

而速度只與時間和空間有關，所以改變的必然是時間或者空間。而愛因斯坦強調，時間和空間是一個整體，所以時間空間必然同時改變。

光速的這種絕對性，也就是光速不變原理明顯違背了我們的直覺，但這個結果完全符合實驗結果，科學家們進行了很多次實驗，結果都表明光速確實是不變的。

這也是愛因斯坦之所以大膽假設“光速不變”的主要原因。沒錯，光速不變原理就是一個假設，也可以說是公理，與“兩點之間，線段最短”一樣都是公理。任何公理都無需證明，也沒有辦法完全證明。

當然，愛因斯坦并不是隨便就提出“光速不變原理”的。理論上講，既然光速不變是假設，你完全也可以提出自己的假設代替光速不變原理，然后在你的假設的基礎上，創建一套自己的理論，這完全沒有問題。

但前提是你的假設必須符合實驗結果，并且保證你的理論是自洽的。還有一點，假設的東西必須盡可能少，因為任何假設就像一顆“定時炸彈”，隨時可能會引爆。假設的東西越多，出錯的概率就越高！