深层解读：假如你在一艘光速飞船上奔跑，速度超过光速了吗？

摘要：对于光速及其超越的话题，我总是情不自禁地感到激动，总想和大家分享一下这方面的知识。当然，在讲解时，我们不得不回到那个屡遭挑战却屹立不倒的相对论，没办法，自诞生一百多年来，相对论经受了无数质疑，但它至今仍被广泛接受，这本身就说明了它的价值。

对于光速及其超越的话题，我总是情不自禁地感到激动，总想和大家分享一下这方面的知识。当然，在讲解时，我们不得不回到那个屡遭挑战却屹立不倒的相对论，没办法，自诞生一百多年来，相对论经受了无数质疑，但它至今仍被广泛接受，这本身就说明了它的价值。

因此，即便设想存在一艘光速飞船，你在其中快速奔跑，根据任何参照系，你的速度都不可能超越光速。

当然，有人可能会质疑：你就这样轻率地用相对论排除了超光速的可能，实在无趣，为什么不深入探讨一下超光速为什么不可能呢？

那好，我们现在就来深入探讨一下。首先，让我们从那个潜移默化影响我们的观点——绝对时空开始说起。

在牛顿力学体系中，我们是如何计算两个移动物体的速度差呢？其实，伽利略提出的相对性原理就可以解答这个问题，其公式表达简单明了：V=V1+V2。

伽利略变换的前提是时间是绝对不变的，宇宙中的任何两个物体所经历的时间流逝速度完全一致。

在爱因斯坦提出相对论之前，包括伽利略和牛顿在内的所有物理学者都坚信时间是绝对的，就像射出的箭矢，永远前进，而“时间之箭”在任何人眼中速度都是相同的。

然而，麦克斯韦建立的电磁学揭示了一些不和谐之处。

我们都知道，麦克斯韦统一了电磁理论，并通过他的方程组推演出了电磁波的传播速度——光速。它在所有情况下都是一个恒定的常数，只与真空的介电常数和磁导率有关，这意味着光在真空中的速度始终如一。

这与人们对波的传统理解有所冲突，人们通常认为波的传播需要媒介，比如水波的媒介是水，声波的媒介是空气，而这些媒介不会随波移动。

既然光也是波，电磁波的一种，那么它的传播媒介又是什么？

科学家们寻找光的传播媒介投入了巨大的精力，他们深信真空中必然存在某种未被发现的媒介。

要判断真空是否存在这种媒介并不困难。假设真空中确实存在某种媒介，那么，当地球围绕太阳公转时，就相当于带着光一起在媒介中移动，此时，与地球轨道平行的光相对媒介的速度就不再是光速C，而是C+V或C-V。这就是伽利略变换在计算相对速度时的应用。

著名的迈克尔逊莫雷实验就是基于上述原理设计的。简单来说，实验在地球公转速度方向以及垂直于公转速度的方向各发射一束光，垂直方向的光不会受地球公转影响，速度仍是C，而水平方向的光速则不再是C。让两束光飞行相同的距离，由于速度不同，到达终点的时间点自然不同。

但是，迈克尔逊和莫雷发现无论怎么调整实验设备，两束光总是同时到达终点。这说明什么？

说明光速没有相对性，与其他速度叠加后，光速保持不变，换句话说，光速是绝对的！

尽管如此，迈克尔逊和莫雷却不愿接受这个实验结果，他们仍相信牛顿力学，于是继续寻找“以太”存在的证据。他们甚至宁愿认为实验过程出了问题，也不相信“以太”不存在。

但后续的实验结果都是一致的，即便如此，科学家们还是想方设法为“以太”辩护，例如洛伦兹提出了“在运动方向上，以太会收缩”的理论来解释光速的独特性质，并由此推出了洛伦兹变换，但他们还是不愿接受光速的绝对性。

实际上，洛伦兹已经非常接近于狭义相对论了。如果他将“以太”理解为时空本身，那么狭义相对论的秘密就揭晓了，但洛伦兹并未走出那一步。

还有些科学家认为是洛伦兹构建了狭义相对论，这也不无道理。毕竟，“以太”只是个假设的概念，物理学家们并不知道“以太”究竟为何物，只假设它是光的传播媒介。从今天的角度来看，“以太”难道不就是时空本身吗？光在时空中传播，可以认为时空就是光的传播媒介，这很合理。并且，洛伦兹所说的“以太在运动方向上会收缩”，时空也具有这样的性质，这就是所谓的“尺缩效应”。