世界上有比光跑得更快的东西吗

坐过火车的人都有这样的体验：当两列平行的火车相对开过时，你会感到对面那列火车开得特别快;当两列平行的火车并排同向奔驶时，你又觉得对面那列火车好象不在开动。坐在一列火车上的人测量另一列并行开动的火车的运动速度，这叫两列火车相对运动的合成速度。如果两列火车的速度分别为V1和V2，那么，在上述两种情况下，它们的相对运动合成速度V，分别为V1+V2和V1—V2。将它们合起来，就成为经典物理学中著名的速度合成公式。

这个公式适用的范围很广。举个例子，在以声速飞行的喷气式战斗机上，发射出一枚导弹，它相对于这架飞机的速度也相当于声速。那么，根据速度合成公式，在地面上的人看来，这枚导弹将以2倍于声速的速度向前飞行。这也就是上面这个公式所反映的事实。

但是，如果我们拥有一支光子火箭，它正以光速向前运动，从这支光子火箭上向前射出一束光，那么，这束光对于地球上的观察者来说，是否会以2倍的光速向前传播呢？不会。这样的事决不会发生。为什么？原因就在光速是我们目前所知的自然界速度的“绝对冠军”，是运动速度的极限。正是在这种条件下，我们从光子火箭上发射一束光，不论对光子火箭上的观察者还是地面上的观察者来说，它们的速度都一样是极限速度，再没有快慢之分。光在真空中的速度永远不变，不管在什么观察系统里测量它，也不管发射光束的光源是否在运动都一样。这个极其重要的结论，是上个世纪末，美国科学家迈克耳孙和莫雷合作迸行的精密实验所得出的，以后五十多年中，也为其他人迸行的一系列实验所证实。

光速始终不变，这无疑是个重要的发现，但却使经典物理学的某些原理，比方说，使前面那个著名的速度公式变得不合用了。这怎么办？爱因斯坦创立的相对论，解决了这个难题。

在相对论里，以速度V1和V2运动的两个物体之间的相对速度_V，不能再通过上面的速度合成公式来求出，必须釆用相对论速度相加公式，即

其中C是光速。根据这个公式来计算，光子火箭上发射的光束对于地而的速度_V是多少呢？将V1=C，V₂=C代入这个公式就得到V=C，即这朿光对于地面也以光速运动。如果光子火箭以小于光速的任何速度V1运动，只要以V2=C代入上式，还是得到V=C。由此看来，这个相对论速度相加公式有个奇妙之处，在V1或V2这两个速度中，只要有一个等于光速C，不管另一个速度多大，得出的结果总是V=C，不的话，你可以试一试。

另外，从这个公式还可以看出，两个都比C小的速度相加，其结果也不可能超过光的速度。

总起来说，由于世界上没有比光跑得更快的东西。所以，这个相对论速度公式，能比经典物理学速度公式更好地反映出这一客观事实。