光速是不是无法超越的（为什么说光速不能被超越）

尽量浅显一点！

光速不能被超越最先，可以说是实验发现的。

我们知道太阳在发出光，为了好类比，就像一个加特林，在发射子弹。我们可以当做太阳在发射子弹。

我们知道地球是自转的，你站在赤道上，日出的时候，你实际是在朝着太阳运动，日落的时候你在远离太阳运动。

如果是子弹，你朝着加特林运动，显然子弹相对你变快了，反之你会感觉子弹变慢了。追击相遇问题，小明追小红。这个你应该可以理解吧。

那么把子弹换成光子（说光子比光波更好理解）你朝着光子走，就会发现光子变快了，反之光子会变慢。。。。。。。（好像说得通，但是我们从来没听谁说过，光相对什么什么的速度。这么说好像，，，有点奇怪。）

其实，上个世纪初，上面说的这个实验就做过了，结果发现：

两面测到的光速是一样的。

两面测到的光速是一样的。

两面测到的光速是一样的。

奇怪了！是不是子弹的比喻有问题？我们换成声波，毕竟光除了粒子还有波的特点。

在空气中，放一个喇叭，我背对喇叭跑，跑得越快，声音相对我越慢。等我跑到和音速相等了，音速就相对于我静止了，每错，一个声音会在我后面一直追我，永远追不上。

这个实验非常有趣，你想想，地球在宇宙中一直运动，如果这个把地球看做一个人，地球向前运动，前面的光速就会变快，后面的光就会变慢，我们就能测量出地球相对宇宙的某种绝对坐标系的速度，是不是很激动！！！！这个坐标系我们暂时叫“以太”。（请尽情吐槽）

这个实验如果换成光做你会发现：

光相对你的速度完全不会变！

光相对你的速度怎么都不会变！

光相对你的速度就是不会变！

真是B了狗了！一定是我们的实验工具出了问题！实际上1900年的人也做是这么想的。

就在这个时候，一个“专利局的职员”写了篇论文。

既然你们发现怎么测光速都不变，那么我就假设光速在任何速度的参考系中都不变！

我发射一个光子，在我看来他的速度是光速C，你朝着光子运动， 你的速度是C/2，你看到的光速也是C，

我看到光子走了2000米，你走了1000米，那么你看到光子走了多远呢？一开始我、光子、你是重合的，某一时刻：

我------------2000----------------光子

我-----1000-----你--------1000--光子

你看到光子走了1000米

c=s/t

2000÷我的时间 = 光速 = 1000÷你的时间

想让上面的等式成立，就要让你的时间比我的时间慢。

你的时间变慢了！

实际上“专利局的职员”也用了同样的方法，只不过他假设你的速度是V，就此得出了速度越快的物体，时间越慢。我这里不想放公式。你可以根据以上思路，自己推导出这个公式，然后跟钟慢效应比一比，推导这个不需要高等数学（这个推导其实是不严谨的。请自己思考为什么不严谨。）

当然，很多人都不相信“时间会变慢”这种鬼话，直到超音速飞机带着铯原子钟，绕着地球转了几圈，铯原子钟真的变慢了。这是后话。

我们书归正传，为什么说光速不能被超越？因为实验证明，不管在什么地方，测出来的光速都是一样的。

所以我们说子弹的速度是相对枪口的，声音的速度是相对空气(介质)的，只有这个光速，不需要相对，相对谁都是光速。因此也不能说光相对谁谁谁的速度，没这个说法。

那么最后提问，这个“专利局的职员”是谁？

略略略~~~~~

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肯定会有高手来找不严谨的地方的。我就是写个最简单的科普。我有时间了一定仔细研究，把漏洞补上！！

关于麦克斯韦和洛伦兹变换：

麦克斯韦是根据电磁理论推导出光速。但是没找到光速相对于谁。于是人们认为是相对于光源，或者相对于以太。

洛伦兹变换应该就是相对论的前身，只不过这个当年是针对电磁学的，后来被推广到了一般情况。（一个坐标系上（x,y,z,t）发生的事件，在另一个坐标系看来是（x1,y1,z1,t1）洛伦兹变换就是说他们之间的关系）

一些FAQ

Q：这个举例其实是不准确的 我和光同时出发 因为光速始终大于我的速度 所以我的视野从启动开始 直到光到达2000米终点 全程我都看到了 即使我到达了1000米终点 我看到光仍然是走了2000米 只是我和光的距离变成了1000米。

A：首先回答一个问题，为什么叫做相对论，相对论认为，没有绝对的惯性参考系，既每个匀速直线运动的物体，都可以宣布自己是静止的，其他参考系在运动。对于每一个这样的参考系，任何物理公式都成立，并且每个参考系测量的光速都相等。

相对论还有一个描述，“不可能通过物理测量，找到绝对静止的坐标系。”

比如这个例子，在我看来，我是静止的，我说你在运动。同样，你也有权利宣称你是静止的，而我在后退。

你的问题中，你在分析光速的时候，其实是把我当做绝对静止坐标，来分析光速了。

Q：光朝其他方向走怎么办？

Q：为什么不是距离缩短？

A：是的，距离变短和时间变慢是同时发生的。

问出这个问题，说明你看懂了，且认真思考了。我还不能简单的解释这两个问题，所以这里先给你“复杂的解释”一下。

狭义相对论的证明的顺序大概是这样的：(下面提到我和你就是指上面说的例子

1、首先根据实验到的现象“无法测到光速变化”修改公理：任何惯性参考系（就是静止或者匀速直线运动的参考系）下，做任何物理实验都能得到相同的结果。删掉了“时间对任何参考系都是相同的”，改为“光速对任何参考系都是相同的”。

2、光速对任何参考系都是相同的 推出同时性不再成立。也就是说对一个参考系来说同时发生的事情，对另一个不是同时发生。（这里更进一步解释一下，比如上面我和你运动的例子，在我测量下同时发生的事情，在你的测量下，可能是先后发生的。这一段很难理解容易习惯性地绕晕而且跟后面的证明关系不大，可以暂时忽略。）

3、相对性证明距离变短不会发生在垂直运动的方向。比如你在地面上远离我，这一步证明，我们对某事件发生的高度的测量值（比如爆竹爆炸的高度）是一致的。

4、设计你向前跑，光子向上跑，我不动 这个实验（因为你我之间前后运动，根据（3），向上测量的长度是相等的）。推导出 T'=T/(1-v²/c²)^(1/2) 。（我给的算法是不能推导出这个公式的）我只是打个比方。。。。。

5、设计你，我，光子都向前跑的实验，根据（4）获得距离变短公式。

6、根据以上公式，假设两个坐标系下测量的力是相等的，（这个我还不能确定，实际应该是用碰撞实验做的）得出质量增加公式。

7、根据质量增加公式，推导出质能方程 E=mc²。

这只是狭义相对论，广义相对论又修改了公理 “任何参考系下，做任何物理实验都能得到相同的结论。”把惯性去掉了。于是引力加速度和运动加速度是等效的——这部分鬼话我还没能理解，关于广义相对论的论述也是初步理解，你就当我没说就行。

Q：我和你例子里面，“你”测量到光的位移应该从，我开始，所以光的位移还是2000。

A：首先回答一个问题，为什么相对论叫做相对论，相对论认为，没有绝对的惯性参考系，既每个匀速直线运动的物体，都可以宣布自己是静止的，其他东西在运动。对于每一个这样的参考系，任何物理实验都成立，包括测量光速实验。

相对论还有一个描述，“不可能通过物理测量，找到绝对静止的坐标系。”

比如这个例子，在我看来，我是静止的，我说你在运动。同样，你也有权利宣称你是静止的，而我在后退。

你的问题中，你在分析光速的时候，其实是把我当做绝对静止坐标，来分析光速了。

完！

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