為什麼以光速相向飛行的兩物體的相對速度不是2C？相對論還適用？

看到了網上的一個提問，下面是我的回答。

正因為相對論還適用，所以速度才不是2C。

不過題目中的一些概念需要先釐清一下，比如說光速運動的物體實際上是不存在的，下面我們簡單分析一下。

一，光速運動的物體是不存在的

相對論告訴我們，任何靜質量不為0的物體的運動速度是達不到光速的。因為達到光速，物體的質量就會變為無窮大，如果宇宙是有限的，那全宇宙的能量也推動不了這個物體。所以說一個物體真達到光速的話，那就是衝破宇宙，整個宇宙對於它來說崩塌了。相對論經受住了實踐的檢驗，到目前為止還沒有發現超光速現象的發生。比如說人們用大型對撞機對粒子加速，

世界上最大的歐洲大型強子對撞機

無論加多大能量，也無論把對撞機造的多大，只能使粒子接近光速，甚至現在已達到光速的99。9999……%，但就是達不到光速。

二，亞光速以下的速度合成符合相對論

相對論適用於宇宙間的所有運動，不但適用於亞光速（無限接近光速）運動，也適用於日常的低速運動。不但適用於低於光速的物體運動狀況，按常規思維也應該適用於靜質量為0物體的光速運動狀況。在日常的低速運動範圍，我們常用牛頓力學來進行計算，因為牛頓力學是狹義相對論在低速領域的近似理論，且計算上比相對論簡單，對於遠遠低於光速的情況，牛頓力學的精確度足夠了。對於速度的合成直接用牛頓力學框架下的伽利略變換即可，比如說對於在一條直線上互為反向運動的兩個物體的相對速度就是V=V1+V2。其中V為兩物體的相對速度（為了簡化，這裡的速度都指速率），V1和V2分別為兩物體相對於地面的速度。如果用相對論來計算，伽利略變換就要被洛倫茲變換代替，具體由以下速度合成公式：V=（V1+V2）/（1+V1V2/C），其中C為光速，公式比較麻煩。

當V1、V2<

但當V1和V2的速度接近光速時，牛頓力學速度公式和相對論速度公式結果相差很大，這時就不能再用近似的牛頓公式，而要直接用相對論的速度合成公式。因此無限接近光速的亞光速情況下，兩個物體以速度V反向運動的相對速度不再是V+V=2V，而是（V+V）/（1+VV/C）=2V/（1+V/C）。

三，常規思維下，相對論仍然適用於光速運動合成

兩個靜質量為0的物體（只有這種前提才有可能達到光速）各以光速C反向運動的相對速度的確不是2C，而是光速C。這個結論就是由這個公式得出，相對論依然適用。有興趣的可以算一算，只要把V1和V2都換成C，其結果就是光速C。問題是這種光速運動的物體有嗎？似乎只能拿兩束光來舉例了。

上述的結論正是相對論中光速不變原理的體現，所謂光速不變原理是指光在真空中的傳播速度對於任何參考系來說是不變的，與觀察者和光源的運動狀態無關。這充分說明，光不僅是不變的，它還是物體運動的極限速度，也是物體永遠達不到的速度，通俗點講，就是你永遠追不上光，你即使達到99。999999……%的光速了，光對於你來說仍然是光速。

四，一點反思

物體真要達到極限速度――光速了，比如上面所說的兩束光反向運動，它們的相對速度真是光速嗎？光本身是沒有時間和空間的，因此它們之間是沒有速度可言的，別說2C，連C也沒有了。光與光之間的關係就像愛因斯坦說的，“如果追上了光會如何？”，

這一點連他也想知道，從這一點上說，光速似乎是相對論的適用界限，但相對論又是宇宙的法則規律，所以正確應該說光速是宇宙的最高限制，是相對論的使用限制，換句話說，相對論不必適用它。