假如你在一艘光速飞船上奔跑，速度是不是超光速了？

直接告诉我们，你的速度的确超光速了，因为这就是简单的速度叠加，小学数学都学过。

但很多时候，直觉并不靠谱，因为我们的直觉是建立在日常生活经验基础上得出来的，是以绝对时空观为基础的。

何为绝对时空观？简单讲就是，时间和空间是绝对不变的，任何人对时间和空间的感觉都是一样的。比如说你的一秒与我的一秒没有什么不同，因为时间是绝对的。

但是，爱因斯坦告诉我们，绝对时空观是错误的，时空是相对的，这意味着时间和空间具有弹性，物质以及物质的运动都可以影响周围的时空，结果就是，每个人感受到的时间和空间其实都不一样。

只不过我们生活在一个低速和低引力世界，很难直观感受到时空的变化，所以我们会认为时空是绝对的。在亚光速以及强引力世界，时空的变化就比较明显了。

说了这么多，或许你应该明白了，你在光速飞船上奔跑，你相对地面的速度并不会超光速，而仍旧会是光速。

当然，飞船的速度也不可能达到光速，所以你相对地面的速度始终会比光速小。这说明了一点，任何试图通过速度叠加的方式实现“超光速”的想法都是不靠谱的，实际上这种想法本质上仍旧没有摆脱绝对时空观的束缚。

你可能会提出质疑：难道我们平时用到的速度叠加公式是错的吗？

没有错，但也错了！这样说并不矛盾，下面来具体讲一下。

平时我们用到的速度叠加公式，实际上就是伽利略变换，用公式表达出来就是V=V1+V2。伽利略变换是建立在绝对时空观基础上的，所以只适用于低速世界。

比如说，你乘坐一辆高铁，高铁的速度是每秒100米，你在高铁上奔跑，速度为每秒5米。那么你相对地面的速度就是每秒105米。这个结果很符合我们的日常生活认知。

但是，由于伽利略变换是以绝对时空观为基础的，所以它只是个近似值，只适用于低速世界。而一旦来到高速世界，伽利略变换就不再适用了，必须用到洛伦兹变换，爱因斯坦也把伽利略变换作为相对论的基本公式之一。

洛伦兹变换考虑到了时间的相对性，所以它不但适用于低速世界，在亚光速世界同样适用。

从公式中可以看出，当V1和V2很小时，公式中的分母就趋于1，于是公式就简化为V=V1+V2，就是伽利略变换。所以伽利略变换只是洛伦兹变换在低速世界的特例，也是近似值。

不过如果当V1和V2很大，接近光速时，公式就不能简化为伽利略变换了。而且，不管当V1和V2多大，哪怕两个速度都是光速，最终的叠加速度也不是光速的两倍，而仍旧会是光速。

而且，当V1和V2中只要有一个是光速，最终的叠加速度都会是光速。

如果非要较真的话，上面你在火车上奔跑的例子，你相对地面的速度并不是每秒105米，只不过误差非常非常小，我们根本感觉不到，也不会对我们日常生活有任何影响，即便是火箭发射的过程，也没有必要考虑时空的相对性，也是以绝对时空观为基础的。

那么，在相对时空观背景下，为什么速度不能直接叠加呢？

相对时空观的一个重要前提是光速不变，也就是光速不变原理，光速是绝对的，在任何参照系下都保持不变，为了保持光速的绝对性，时间和空间必须做出“妥协”，不然光速就是可变的。

因为速度就等于距离，也就是空间除以时间，既然在任何参照系下光速都恒定不变，那么空间和时间必须做出相应改变。

举个例子，你乘坐一艘飞船，速度为0.5倍光速。我静止在地面上，手里拿着手电筒，打开之后手电筒发出一束光，你乘坐飞船追赶这束光。

这束光在我们眼里的速度是光速，这很好理解。那么对于你来讲，你看到这束光的速度是多少呢？

你或许会认为，由于你以0.5倍光速追赶这束光，你会看到这束光的速度应该是0.5倍光。事实上并非如此，你相对这束光的速度仍旧是光速。

我们的运动状态不同，静止的我和亚光速飞行的你看到一束光的速度是一样的，那么必然有某些东西要改变，不然我们看到的光速不可能是一样的。

而速度只与时间和空间有关，所以改变的必然是时间或者空间。而爱因斯坦强调，时间和空间是一个整体，所以时间空间必然同时改变。

光速的这种绝对性，也就是光速不变原理明显违背了我们的直觉，但这个结果完全符合实验结果，科学家们进行了很多次实验，结果都表明光速确实是不变的。

这也是爱因斯坦之所以大胆假设“光速不变”的主要原因。没错，光速不变原理就是一个假设，也可以说是公理，与“两点之间，线段最短”一样都是公理。任何公理都无需证明，也没有办法完全证明。

当然，爱因斯坦并不是随便就提出“光速不变原理”的。理论上讲，既然光速不变是假设，你完全也可以提出自己的假设代替光速不变原理，然后在你的假设的基础上，创建一套自己的理论，这完全没有问题。

但前提是你的假设必须符合实验结果，并且保证你的理论是自洽的。还有一点，假设的东西必须尽可能少，因为任何假设就像一颗“定时炸弹”，随时可能会引爆。假设的东西越多，出错的概率就越高！