两飞船速度皆0。8倍光速，方向相反，相互间速度是1。6倍光速吗？

　　今天这篇文章就是讲一讲狭义相对论中关于速度变换（速度叠加）的问题，正如题目中的例子：
　　如果有两艘相同速率的飞船，各自相对于地球的速率都是0.8倍光速，只是飞行方向相反。那么试问，在其中一艘飞船里测量另一艘飞船的速度是多少呢？也就是它们的相互速度是多少？
　　乍一看，这就是一道简单的小学数学题呀！明摆着的是0.8+0.8=1.6倍光速啊，相信不少读者朋友也都是这样认为的。但我们知道，狭义相对论有两条基本原理——＂光速不变原理＂以及＂狭义相对性原理＂，其中＂光速不变原理＂告诉我们，在任意惯性系中光速数值不变（惯性系也就是指匀速或者静止，题目中的问题是符合这一点的）
　　而狭义相对性原理则告诉我们，任意物理定律在各个惯性系中都有相同的表达形式。之后结合这两条原理，通过数学手段就能推出一些列结论。其中就有一条结论，具备静止质量的物体，其运动速度无法达到光速，更无法超越光速。
　　很明显，这一条和之前的1.6倍光速结论相矛盾了。那么到底谁是正确的呢？
　　从相对论诞生至今，大量的实验都已经证实其是一个可靠的理论，从这一点来说，1.6倍光速自然是错误的结论，那么正确答案到底该是多少呢？
　　如此说来，那我们就得往狭义相对论的两条基本原理上去找了。先说狭义相对性原理，这个其实就是伽利略提出的力学相对性原理的升级版，很好理解，并且直观上并没有什么错误；再说光速不变原理，其实这个就是大家争论最多的一条原理了（小编也做了很久的悟空问答，基本十个相对论的题目中就有一半以上都是反对光速不变原理的）。
　　迈克尔逊莫雷实验
　　不过事实胜于雄辩，著名的迈克尔逊莫雷实验就是最好的证据，虽然当时这个实验的目的是为了证实传说中的以太，但结果却令人失望，因为多次实验都是一个结论，光速在任意方向上都是一个定值。实际上，早在这个实验前，关于光速的问题就已经在理论上给世人以暗示了，这个理论就是电磁学，其中电磁波的速度可以直接通过麦克斯韦方程组求出，并且这个速度是没有指出是相对于哪个参考系的。
　　最后这一切看似矛盾重重的条件，在爱因斯坦过人的物理直觉中得到了解释，也就有了后来的狭义相对论。
　　因此说了这么一大段历史回顾，我们再给出关于此问题一个相对论公式（见下图）
　　这就是狭义相对论中为解决速度变换问题而得到的变换式，等式左边就是飞船的相互速度，右边的v以及u是两飞船相对于地球的速率（注意飞行方向所代表的正负号），c是指光速。而最后这个相互速度就能简单求出，大约是0.976倍光速。
　　可以看到，这个速度是没有超过光速的，实际上即便是两飞船速度都非常接近光速，最后的求出的相互速度都不会超过光速（有兴趣的朋友可以在数学上验证一下，简单的基本不等式即可证）
　　补充：关于这个速度变换式的简单推导
　　简介两种方法:①依据洛伦兹变换式，直接采用微分求出不同参考系下的速度表达式
　　洛伦兹变换
　　②初等数学，根据＂位移=速度*时间＂这一关系，以及洛伦兹变换式，求出速度变换式
　　本篇文章的内容到此结束
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