光速（299792458米/秒）約3×108米/秒，是非常快的速度，沒有人能超過光速，這些內(nèi)容無論是從物理課上，還是從科普書籍，又或者是從科幻電影中，你都有聽說過。

但你想沒想過，如果找個(gè)人舉著手電筒跑，那這時(shí)手電筒發(fā)出的光難道不會(huì)比站著不動(dòng)時(shí)更快嗎？這么簡(jiǎn)單的方法居然沒有人想到，哈哈哈，我可真聰明呀！

很可惜，這個(gè)方法并不能超光速，至于為什么，這里面的道理和故事有點(diǎn)曲折，我們接下來細(xì)細(xì)分解。

之所以我們會(huì)覺得舉著手電筒跑能超過光速，是因?yàn)槲覀儼讶粘Ｉ钪械囊?guī)律，錯(cuò)誤的應(yīng)用在了它本來并不適用的領(lǐng)域。

一般我們測(cè)量一個(gè)物體速度，都需要先找到一個(gè)參照物，這個(gè)參照物在大多情況下都是地面。

如果我們測(cè)出了一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)觀察者的速度（v物-觀），再測(cè)出觀察者與地面之間的相對(duì)速度（v觀-地），那很容易就能算出物體相對(duì)于地面的速度（v物-地=v物-觀+v觀-地），但參照物的規(guī)律在光速上并不適用。

科學(xué)家們一開始也沒意識(shí)到這個(gè)問題，還是按照之前的速度來研究光速。

當(dāng)他們站在地面上不動(dòng)的時(shí)候，測(cè)出了一個(gè)光速相對(duì)于自己的速度大?。s3×108米/秒）。這時(shí)他們覺得自己測(cè)到的是相對(duì)于自己的速度，但就像我們一般更想要知道物體相對(duì)地面的速度一樣，科學(xué)家們也想知道，光速是參照什么得出的。

于是他們改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這就有點(diǎn)類似一邊跑一邊測(cè)光速了，不過出乎意料的是，跑著測(cè)出來的光速也是這么大（約3×108米/秒），而且無論是改變自身速度的大小，還是改變自身運(yùn)動(dòng)的方向，測(cè)得的光速始終都是同樣的大小，就好像它特意為了你調(diào)整自己一樣。

甚至如果多個(gè)觀察者以不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)同時(shí)測(cè)量光速，那每位觀察者測(cè)得的結(jié)果竟然都是相同的，無論你朝哪跑、跑多快，測(cè)出的光速都是約3×108米/秒。

這就徹底顛覆了之前描述一個(gè)物體速度必須先找參照物的規(guī)律，換句話說，光速?zèng)]有一個(gè)明確的參照物，誰測(cè)它它就參照誰，不管參照誰，他的速度都是那么大。

可以想象，當(dāng)年的科學(xué)家們面對(duì)這種測(cè)量結(jié)果時(shí)的驚訝與不解，有些人試圖用原有的理論體系來解釋神奇的光速現(xiàn)象，但最終都以失敗告終。

而有一個(gè)人，面對(duì)這些測(cè)量結(jié)果，卻迸發(fā)出來驚人的創(chuàng)造力，這個(gè)人就是愛因斯坦。他不再抗拒光速不變這件事，反而以光速不變?yōu)榍疤峒僭O(shè)，經(jīng)過理論分析，提出了大名鼎鼎的狹義相對(duì)論。

狹義相對(duì)論有很多有意思的推論，每個(gè)都像光速不變這么反直覺，比較常見的包括運(yùn)動(dòng)的尺會(huì)變短，運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘會(huì)變慢等，這些結(jié)論咋一聽匪夷所思，但在后來的科學(xué)探索中卻都得到了很好的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

至此，光速不變這件事，就從一個(gè)大家都難以接受的測(cè)量結(jié)果，變成了科學(xué)界普遍承認(rèn)的客觀事實(shí)，即使你再覺得難以接受，那也只能接受，沒辦法，這時(shí)客觀事實(shí)呀。

那回到我們最初的問題，舉著手電筒跑，發(fā)出的光會(huì)比光速更快嗎？現(xiàn)在我們不但能回答“不能”還可以將答案進(jìn)一步展開，在跑步的人眼中，可以看到光速是約3×108米/秒，而在靜止的觀測(cè)者眼中，光速也是約3×108米/秒，所以綜上所述，即使是讓博爾特來舉著手電筒一路狂奔，也超不了光速。

作者：?jiǎn)栴}小分隊(duì)

審核：中國(guó)科學(xué)院物理所 研究員 羅會(huì)仟

出品：中國(guó)科協(xié)科普部

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