前言：
在大多数人的常识中，光速一直以来就是一个恒定不变的最大速度基准，那就是30万公里每秒。无论其他物体的速度怎么变化，光速一直都是这个数字。但你想过没有，假如有两束光是反向飞行的，那是不是就意味着它们之间的相对速度是两倍光速？
可这样一来，不就有超过光速的速度存在了吗？难道说明爱因斯坦的相对论错了？光速不可超越的说法是对的，即使两束反向光齐头并进，它们之间的相对速度也确实只有光速那么快，下面就来揭秘为什么反向光不能加速的秘密。
一、为什么光速是不变的
相信大家多多少少对爱因斯坦的相对论有所了解，但这并不是人们普遍认知的那个相对论中所讲的光速不变。其实大家总会忽略一个前提，爱因斯坦提出的光速不变是特别的，即光速在真空中不变，而在介质中会减慢，这也就是大家常说的光在水中会变慢。
那么为什么光在不同介质中的速度会有所不同呢？这就得依靠麦克斯韦方程组来解释了，这组方程中包含了真空中的光速c和介质中的光速ν。ε0代表真空介电常数，μ0代表真空磁导率，而εr和μr则分别代表了介质的介电常数和相对磁导率。介质中的光速和这两个参数有着直接的关系。
通过麦克斯韦方程可以得到这样一个结论，光的速度与介质的性质有关，介质的性质不同，光的速度也就不同，这就解释了为什么光在不同介质中的速度会有所变化。那么光速不变理论是如何得出的呢?这就要感谢迈克尔逊的干涉仪，干涉仪的构造十分简单，它由一个半透镜和一个反射镜组成，当两束光线通过半透镜后在同一点相遇时，就会出现干涉条纹。
迈克尔逊就是通过这种方法进行的测量，他设置了两个光路，其中一个光路是光在地球自转方向上传播，而另一个光路则是垂直于地球自转方向。在这种情况下，当地球绕着太阳公转时，两束光线的光程差会发生变化，而光程差发生变化时，干涉条纹也会发生变化。
但当他测量过程中发现了一个惊人的事实，无论光路如何变化，都不会影响光的速度。这就意味着当光的光程差发生变化时，它依旧会保持原有的速度，即光速不会因为参照系的改变而发生变化。这个发现使得爱因斯坦提出了光速不变的观点，他认为光在任何参照系下都不会改变它的速度，而这也就是相对论中的光速不变。
这其中的原因就是因为光的速度是与光自身相关的，与光的传播路径无关，无论光是向东、向西还是向上运动，它们之间是没有相对速度的。也就是说，无论光是与地球一起运动还是相对静止的，它们之间的相对速度永远都是0，所以即使在干涉仪中，光程差发生变化时，光的速度也依旧保持不变。
反过来说，光的速度固定不变，这就意味着光的运动路径也是不变的，无论光源是静止的还是运动的，光始终会以同样的速度传播。这也是为什么无论是向东还是向西发射的光，它们到达另一个光源的时间都是一样的，这也正是爱因斯坦提出的光速不变理论。
二、光速的两束反向究竟是多少？
我们已经知道了，光速不变的理论是正确的，光的速度与光源的运动状态无关，无论光的光程差怎样改变，光速始终是不变的。那么在这种情况下，当两束光反向运动时，它们之间的相对速度又是多少呢?事实上，无论是在实验室中还是在真实的环境中，都从来没有出现过两束光相对速度为2c的情况。
这是因为在相对论中，两个具有相对运动状态的物体不存在相对速度的叠加，也就是说两个物体相对运动时，它们之间的相对速度是不能简单相加的。这一思想最早出现在牛顿的运动定律中，牛顿认为两个相对运动的物体可以简单相加得到它们的相对速度，但是在相对论的框架下，这种观点是错误的。
为了更好地理解这一观点，我们可以通过下面这个例子来说明，假设有两艘船在水面上以相同的速度相对运动，而在这两艘船上分别有两个人，分别用弹珠枪向对方射击。那么在这种情况下，当两个弹珠相对运动时，它们的相对速度又是多少呢?很明显，这两个弹珠的相对速度并不是两倍的船的速度，而是它们相对运动的结果。
同样的道理，当两束光反向运动时，它们之间的相对速度也不会是2倍的光速，而是它们相对运动的结果。如果我们考虑光速叠加的问题，那么在一个运动的光源中，无论向什么方向发射光线，光的速度始终是不变的，这将导致所谓的运动相对性。也就是说，如果一个人在以光速运动的飞船中以光速向前发射光线，那么根据相对速度叠加的思想，这束光的速度就是2倍光速。
而对于地面的观察者来说，这束光的速度仍然是光速，也就是说，地面的观察者和飞船中的人对于光的速度有着不同的认知。但根据相对论的光速不变理论，这是不可能的，无论光源是静止的还是运动的，光的速度始终都是不变的，这也就意味着即使在运动的光源中以光速发射光线，这束光的速度也不会超过光速。因此，即使在运动的参考系中，有两束相对运动的光线，它们之间的相对速度依然只能是光速，而不会发生叠加。
笔者认为。
无论在相对论还是牛顿力学中，两束反向的光都不可能超过光速，那么你认为光速能被轻松突破吗？
