如果有人在光速飛船上跑步，那他的速度會超過光速嗎？

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。

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