前言：
在大多數人的常識中，光速一直以來就是一個恒定不變的最大速度基準，那就是30萬公裏每秒。無論其他物體的速度怎麽變化，光速一直都是這個數碼。但你想過沒有，假如有兩束光是反向飛行的，那是不是就意味著它們之間的相對速度是兩倍光速？
可這樣一來，不就有超過光速的速度存在了嗎？難道說明愛因斯坦的相對論錯了？光速不可超越的說法是對的，即使兩束反向光齊頭並進，它們之間的相對速度也確實只有光速那麽快，下面就來揭秘為什麽反向光不能加速的秘密。
一、為什麽光速是不變的
相信大家多多少少對愛因斯坦的相對論有所了解，但這並不是人們普遍認知的那個相對論中所講的光速不變。其實大家總會忽略一個前提，愛因斯坦提出的光速不變是特別的，即光速在真空中不變，而在介質中會減慢，這也就是大家常說的光在水中會變慢。
那麽為什麽光在不同介質中的速度會有所不同呢？這就得依靠麥克斯韋方程式組來解釋了，這組方程式中包含了真空中的光速c和介質中的光速ν。ε0代表真空介電常數，μ0代表真空磁導率，而εr和μr則分別代表了介質的介電常數和相對磁導率。介質中的光速和這兩個參數有著直接的關系。
透過麥克斯韋方程式可以得到這樣一個結論，光的速度與介質的性質有關，介質的性質不同，光的速度也就不同，這就解釋了為什麽光在不同介質中的速度會有所變化。那麽光速不變理論是如何得出的呢?這就要感謝邁克爾遜的幹涉儀，幹涉儀的構造十分簡單，它由一個半透鏡和一個反射鏡組成，當兩束光線透過半透鏡後在同一點相遇時，就會出現幹涉條紋。
邁克爾遜就是透過這種方法進行的測量，他設定了兩個光路，其中一個光路是光在地球自轉方向上傳播，而另一個光路則是垂直於地球自轉方向。在這種情況下，當地球繞著太陽公轉時，兩束光線的光程差會發生變化，而光程差發生變化時，幹涉條紋也會發生變化。
但當他測量過程中發現了一個驚人的事實，無論光路如何變化，都不會影響光的速度。這就意味著當光的光程差發生變化時，它依舊會保持原有的速度，即光速不會因為參照系的改變而發生變化。這個發現使得愛因斯坦提出了光速不變的觀點，他認為光在任何參照系下都不會改變它的速度，而這也就是相對論中的光速不變。
這其中的原因就是因為光的速度是與光自身相關的，與光的傳播路徑無關，無論光是向東、向西還是向上運動，它們之間是沒有相對速度的。也就是說，無論光是與地球一起運動還是相對靜止的，它們之間的相對速度永遠都是0，所以即使在幹涉儀中，光程差發生變化時，光的速度也依舊保持不變。
反過來說，光的速度固定不變，這就意味著光的運動路徑也是不變的，無論光源是靜止的還是運動的，光始終會以同樣的速度傳播。這也是為什麽無論是向東還是向西發射的光，它們到達另一個光源的時間都是一樣的，這也正是愛因斯坦提出的光速不變理論。
二、光速的兩束反向究竟是多少？
我們已經知道了，光速不變的理論是正確的，光的速度與光源的運動狀態無關，無論光的光程差怎樣改變，光速始終是不變的。那麽在這種情況下，當兩束光反向運動時，它們之間的相對速度又是多少呢?事實上，無論是在實驗室中還是在真實的環境中，都從來沒有出現過兩束光相對速度為2c的情況。
這是因為在相對論中，兩個具有相對運動狀態的物體不存在相對速度的疊加，也就是說兩個物體相對運動時，它們之間的相對速度是不能簡單相加的。這一思想最早出現在牛頓的運動定律中，牛頓認為兩個相對運動的物體可以簡單相加得到它們的相對速度，但是在相對論的框架下，這種觀點是錯誤的。
為了更好地理解這一觀點，我們可以透過下面這個例子來說明，假設有兩艘船在水面上以相同的速度相對運動，而在這兩艘船上分別有兩個人，分別用彈珠槍向對方射擊。那麽在這種情況下，當兩個彈珠相對運動時，它們的相對速度又是多少呢?很明顯，這兩個彈珠的相對速度並不是兩倍的船的速度，而是它們相對運動的結果。
同樣的道理，當兩束光反向運動時，它們之間的相對速度也不會是2倍的光速，而是它們相對運動的結果。如果我們考慮光速疊加的問題，那麽在一個運動的光源中，無論向什麽方向發射光線，光的速度始終是不變的，這將導致所謂的運動相對性。也就是說，如果一個人在以光速運動的飛船中以光速向前發射光線，那麽根據相對速度疊加的思想，這束光的速度就是2倍光速。
而對於地面的觀察者來說，這束光的速度仍然是光速，也就是說，地面的觀察者和飛船中的人對於光的速度有著不同的認知。但根據相對論的光速不變理論，這是不可能的，無論光源是靜止的還是運動的，光的速度始終都是不變的，這也就意味著即使在運動的光源中以光速發射光線，這束光的速度也不會超過光速。因此，即使在運動的參考系中，有兩束相對運動的光線，它們之間的相對速度依然只能是光速，而不會發生疊加。
筆者認為。
無論在相對論還是牛頓力學中，兩束反向的光都不可能超過光速，那麽你認為光速能被輕松突破嗎？
