一秒飞行一光年的宇宙飞船（你在上面奔跑是否超光速了）

学生时代学数学时，我们经常会用到速度叠加公式：V=V1 V2（或者V1-V2）。比如说，你我两人分别以5米每秒的速度反方向奔跑，我们的相对速度就是10米每秒，这很好理解，也很符合我们日常生活认知。

如果按照上述速度叠加公式计算，在光速飞船（假设飞船可以光速飞行）上奔跑的你显然是超光速了，你的速度等于光速 你奔跑的速度。

超光速？但是爱因斯坦的狭义相对论早就告诉过我们，光速是不可超越的，光速是宇宙速度极限，难道相对论错了吗？

当然不是，如果狭义相对论就这么被推翻了，也肯定轮不到我们。难道在光速飞船上奔跑的你没有超光速？

当然没有！

之所以你会得出“超光速”的结论，这样的结论有一个重要前提就是：时空是绝对的，也就是牛顿力学下的绝对时空观。

但是爱因斯坦告诉我们，时间和空间并不是绝对的，并不是一成不变的，而是相对的，每个人在不同的参照系下对时间和空间的感受都是不一样的，说白了，时间和空间都是有弹性的，会随着物体运动（还有引力作用）而发生改变。

物体的运动会影响周围的时间和空间，既然时间和空间（也就是距离）会发生改变，我们在计算速度时就不能简单地用距离除以时间来计算了，必须考虑到时间和空间的变化。

说白了，我们经常用的速度叠加公式（实际上就是伽利略变换）在亚光速情况下就不再适用了，而必须用更精确的洛伦兹变换才可以，用公式表达就是：v' = (v u) / (1 uv/c^2)。

公式并不复杂，从公式中可以看出，当u和v很小时，分母区域1，公式就简化为v' = v u，也就是我们常见的速度叠加公式（伽利略变换）。

但是当u和v很大，尤其是接近光速时，就不能简化为伽利略变换了。举个例子，火车以0.5C的速度行驶，你在火车上同样以0.5C的速度奔跑（假设都可以做到），那么在地面上的我看来，你的速度是多少呢？

如果用传统的速度叠加公式（伽利略变换）来计算，你的速度应该是0.5C 0.5C，也就是光速。但实际上并不是，亚光速世界必须用洛伦兹变换，结算出来就是v' = (1/2 1/2) / (1 1/4) c，简化之后速度等于4/5c，也就是0.8倍光速，你并没有达到光速。

而且，从洛伦兹变换公式中可以看出，无论v和u有多大，最终的速度v'都不可能超过光速。

特殊情况是，只要v和u中有一个速度达到光速，最终的速度v'就是光速！