說實(shí)話，只要看到光速以及超光速飛行的問題，我就會(huì)很“興奮”，不由自主地想對(duì)這方面的問題進(jìn)行科普。當(dāng)然科普的時(shí)候還是以老生常談的相對(duì)論為核心，沒有辦法，相對(duì)論誕生一百多年來受到了無數(shù)質(zhì)疑，但直到今天仍舊屹立不倒，本身就說明相對(duì)論值得信賴。

因此，即便真的存在光速飛船，你在飛船上奔跑，無論從任何參照系來看，你的速度都不會(huì)超過光速。

當(dāng)然，有伙伴們肯定會(huì)質(zhì)疑：你就這樣簡單的用相對(duì)論否定了超光速的可能性，也沒啥意思，怎么不具體分析一下為什么沒有超光速？

那好，下面就具體分析一下。首先我們從潛移默化影響我們的絕對(duì)時(shí)空觀開始說起。

在牛頓力學(xué)體系下，我們是如何計(jì)算兩個(gè)運(yùn)動(dòng)物體的相對(duì)速度呢？說白了就是伽利略提出的相對(duì)性原理，用公式通俗表達(dá)就是V=V1+V2。

伽利略變換其實(shí)設(shè)定了一個(gè)基本前提：時(shí)間是絕對(duì)的，宇宙中的任何兩個(gè)物體的時(shí)間流逝速度是一樣的。

愛因斯坦提出相對(duì)論之前，包括伽利略牛頓在內(nèi)的所有物理學(xué)界大佬都認(rèn)為時(shí)間是絕對(duì)的，時(shí)間就像發(fā)射出去的箭，永遠(yuǎn)只會(huì)向前，而且“時(shí)間之箭”在每個(gè)人眼里的速度都是一樣的。

直到麥克斯韋建立了電磁學(xué)，物理學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)有一些不協(xié)調(diào)的地方。

我們都知道，麥克斯韋統(tǒng)一了電磁學(xué)，并通過麥克斯韋方程組推導(dǎo)出了電磁波的傳播速度，也就是光速，它是一個(gè)常數(shù)，只與真空的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率有關(guān)，或者意味著無論在什么情況下，光在真空中的速度都是恒定的。

顯然，光的這種特性與人們一直以來對(duì)波的認(rèn)知有出入，在人們的固有印象里，波的傳播都需要介質(zhì)，比如說水波的介質(zhì)就是水，聲波的傳播介質(zhì)是空氣，水和空氣都不會(huì)隨著波的傳播而移動(dòng)。

光也是一種波，屬于電磁波，那么光的傳播介質(zhì)是什么呢？

為了找到這個(gè)問題的答案，物理學(xué)家們投入了大量精力尋找光的傳播介質(zhì)，他們也堅(jiān)信真空中一定存在著某種介質(zhì)還沒有被發(fā)現(xiàn)。

判斷真空中是否存在介質(zhì)，其實(shí)并不是很難。我們假設(shè)真空中存在某種介質(zhì)，真空中光的速度我光速C，地球公轉(zhuǎn)速度為V，地球一直在圍繞太陽公轉(zhuǎn)，意味著也在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于地球帶著光一起在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，因此與地球軌道平行的光相對(duì)介質(zhì)的速度當(dāng)然就不再是光速C了，而是C+V或者C-V，與地球公轉(zhuǎn)方向通向就是C+V，反之就是C-V。這很好理解，其實(shí)就是伽利略變換的應(yīng)用，相對(duì)速度的計(jì)算。

其實(shí)著名的邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)，就是通過上述基本原理做的實(shí)驗(yàn)，簡單來講是這樣的，在地球公轉(zhuǎn)速度方向，以及垂直于公轉(zhuǎn)速度方向各發(fā)射一束光線，正如剛才所說，垂直方向的光不會(huì)受地球公轉(zhuǎn)影響，速度仍舊是C。而水平方向上的光的速度不再是C。

讓兩束光飛行相同的距離，由于兩束光的速度不同，那么到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)肯定是不同的。

但是邁克爾遜和莫雷發(fā)現(xiàn)，無論如何調(diào)整實(shí)驗(yàn)儀器，兩束光都會(huì)同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)。這意味著什么？

意味著光的速度根本不存在相對(duì)性，光速與其他任何速度疊加之后仍舊保持光速不變，也就是說光速是絕對(duì)的！

當(dāng)然，由于當(dāng)時(shí)牛頓力學(xué)體系的統(tǒng)治力非常強(qiáng)大，邁克爾遜和莫雷兩人根本不相信實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)然也不可能去設(shè)想光速不變，他們做實(shí)驗(yàn)的目的只是為了尋找光的介質(zhì)“以太”存在的證據(jù)，雖然實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明了“以太”并不存在，但兩人寧愿相信實(shí)驗(yàn)過程出現(xiàn)了紕漏，也不相信“以太”真的不存在。

原因很簡單，如果“以太”真的不存在，就意味著牛頓力學(xué)體系轟然倒塌了，這是包括兩人在內(nèi)的幾乎所有物理學(xué)家們都無法接受的。

事實(shí)擺在面前，不容物理學(xué)家們不相信。在邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)之后，不少物理學(xué)家們也相繼做了類似的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果都是一樣的。

但即便這樣，物理學(xué)家大佬們?nèi)耘f堅(jiān)信“以太”存在，想方設(shè)法從其他方面“左右逢源”，比如說洛倫茲就提出了“以太在運(yùn)動(dòng)的方向上會(huì)收縮”，來解釋光速的特殊性，并因此提出了洛倫茲變換，但就是不認(rèn)同光速的絕對(duì)性。

其實(shí)洛倫茲已經(jīng)無限接近狹義相對(duì)論了，甚至可以說，只需要簡單地把“以太”理解為時(shí)空本身，就可以揭開狹義相對(duì)論的神秘面紗了，但洛倫茲就是沒有跨出那一步。

說點(diǎn)題外話，其實(shí)有些科學(xué)家認(rèn)為是洛倫茲創(chuàng)建了狹義相對(duì)論，也是不無道理的。因?yàn)椤耙蕴北緛硪彩羌僭O(shè)的概念，物理學(xué)家們并不知道“以太”到底是什么，只是假設(shè)它是光的傳播介質(zhì)。站在如今的視角來看，“以太”不正是時(shí)空本身嗎？光在時(shí)空中傳播，可以理解為時(shí)空就是光的傳播介質(zhì)，這也很正常。而且洛倫茲所謂的“以太會(huì)在運(yùn)動(dòng)方向上收縮”，時(shí)空也具有這種特性，時(shí)空在運(yùn)動(dòng)的方向上也會(huì)收縮，也就是所謂的“尺縮效應(yīng)”。

而愛因斯坦就比較干脆：既然沒有任何證據(jù)證明以太的存在，干脆就利用奧卡姆剃刀的“如無必要勿增實(shí)體”的基本原理，直接否定“以太”就可以了。因?yàn)閻垡蛩固固岢隽斯馑俨蛔冊(cè)淼募僭O(shè)，在此基礎(chǔ)上，狹義相對(duì)論就誕生了。

愛因斯坦也把洛倫茲變換作為狹義相對(duì)論的基本公式之一，也能看出洛倫茲當(dāng)時(shí)有多么接近狹義相對(duì)論。

洛倫茲變換其實(shí)就是伽利略變換的“升級(jí)版本”，是高速世界里的相對(duì)速度計(jì)算。說白了，伽利略變換只是洛倫茲變換在低速世界的近似值和特例，由于我們?nèi)粘Ｉ钪械乃俣扰c光速相對(duì)太小了，伽利略變換已經(jīng)足夠精確了，沒有必要用更精確的洛倫茲變換了。

從洛倫茲變換相對(duì)速度計(jì)算公式可以看出，當(dāng)物體的速度非常低時(shí)，公式就簡化為伽利略變換。但是當(dāng)物體的速度達(dá)到亞光速時(shí)，公式就不能簡化了。而且無論兩個(gè)物體的速度有多快，哪怕都是光速，通過洛倫茲變換計(jì)算出來的相對(duì)速度也是光速，根本無法超過光速。

所以說，你在一艘光速飛船上奔跑，哪怕你奔跑的速度同樣是光速，你的速度也不可能超過光速，而仍舊是光速本身。這一切都是基于光速的特殊性：光速是絕對(duì)的，與其他任何速度疊加之后仍舊是光速！