但如果相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體的速度接近于光速或等于光速，那么經(jīng)典力學(xué)是否依然適用呢?

接下來我們討論這樣一個(gè)問題:若有兩個(gè)光子，記為A,B，以光速C反向運(yùn)動(dòng)，從A上觀察B,B的速度是否為2C？

高中已經(jīng)接觸過經(jīng)典力學(xué)，它的基本定律是牛頓運(yùn)動(dòng)定律或與牛頓定律有關(guān)且等價(jià)的其他力學(xué)原理。

經(jīng)典力學(xué)有兩個(gè)假定。

第一個(gè)假定：假定時(shí)間和空間是絕對(duì)的，長度和時(shí)間間隔的測(cè)量與觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)；物質(zhì)間相互作用的傳遞是瞬時(shí)到達(dá)的。

由此可知，經(jīng)典力學(xué)實(shí)際上只適用于與光速相比低速運(yùn)動(dòng)的情況。在高速運(yùn)動(dòng)情況下，時(shí)間和長度不能再認(rèn)為與觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。

第二個(gè)假定：一切可觀測(cè)的物理量在原則上可以無限精確地加以測(cè)定。

由此可知，經(jīng)典力學(xué)只適用于宏觀物體。在微觀系統(tǒng)中，所有物理量在原則上不可能同時(shí)被精確測(cè)定。

因此經(jīng)典力學(xué)的定律一般只是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的近似定律，并不適用微觀物體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)的情況。如果一定要用經(jīng)典力學(xué)來解決，那么解出的答案為2C.而這一答案又與“光速是目前物理學(xué)公認(rèn)的宇宙最高速度”相悖，所以當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度接近或?yàn)楣馑贂r(shí)，牛頓力學(xué)是不適用的。

那么，我們?cè)撊绾谓鉀Q光子那道題呢?

對(duì)于這個(gè)問題，我們首先來了解一些知識(shí)點(diǎn)。

當(dāng)我們計(jì)算物體相對(duì)速度時(shí)，會(huì)選擇一個(gè)參考系。那么對(duì)于光子那道題，我們是否能把光速作為參考系呢?

我們先來看看建立一個(gè)參考系是什么意思，其實(shí)是選擇一個(gè)參照物，坐標(biāo)系要原則上可以固定在這個(gè)參照物上，比如你以飛機(jī)為參考系，你的坐標(biāo)系原則上要能夠固定在飛機(jī)上，你使用這個(gè)坐標(biāo)系時(shí)，原則上你可以跟隨參考系一起運(yùn)動(dòng)，就是說你看到飛機(jī)是不動(dòng)的。好了，以光作為參考系，你的坐標(biāo)系就需要原則上能夠固定在光上面，可是問題來了，如果你真的原則上能夠把參考系固定在光上面，應(yīng)該和光相對(duì)靜止，可是，這和光速不變?cè)硐嗝?，該原理說，一切慣性系里頭，光在真空的速度都為c，不會(huì)看到靜止的光，如果你堅(jiān)持有光速的參考系存在，就和相對(duì)論矛盾。為了不矛盾，你也許會(huì)說，光速參考系是存在的，在它上面光也是以光速運(yùn)動(dòng)，但是這樣一來，你的參考系還可以叫光速參考系嗎？你沒法和光相對(duì)靜止，有什么理由說你把參考系建立在了光上？
還有，退一步說，你真的可以站在以光速運(yùn)動(dòng)的參考系里頭，遠(yuǎn)離地球而去，那么，你會(huì)看到地球也是光速運(yùn)動(dòng)，可是，在相對(duì)論里頭有個(gè)推論：質(zhì)量為0的物體才能夠以光速運(yùn)動(dòng)，好了，在你的光速參考系里頭，地球要不就是有質(zhì)量，要不就是質(zhì)量為0，如果質(zhì)量為0，這對(duì)你也沒法接受吧？可是質(zhì)量不為0，又怎么能夠以光速運(yùn)動(dòng)？這不與相對(duì)論的推論矛盾嗎？

這時(shí)我們引進(jìn)一個(gè)新的方法:洛倫茲變換。

什么叫洛倫茲變換?洛倫茲變換是觀測(cè)者在不同慣性參照系之間對(duì)物理量進(jìn)行測(cè)量時(shí)所進(jìn)行的轉(zhuǎn)換關(guān)系，在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為一套方程組。洛倫茲變換最初用來調(diào)和19世紀(jì)建立起來的經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)同牛頓力學(xué)之間的矛盾，后來成為狹義相對(duì)論中的基本方程組。

洛倫茲變換（Lorentz transformation）是狹義相對(duì)論中關(guān)于不同慣性系之間物理

事件時(shí)空坐標(biāo)變換的基本關(guān)系式。設(shè)兩個(gè)慣性系為S系和S′系，它們相應(yīng)的笛卡爾坐標(biāo)軸彼此平行，S′系相對(duì)于S系沿x 方向運(yùn)動(dòng)，速度為v，且當(dāng)t＝t′＝0時(shí)，S′系與S系的坐標(biāo)原點(diǎn)重合，則事件在這兩個(gè)慣性系的時(shí)空坐標(biāo)之間的洛倫茲變換為，式中，常數(shù)Y命名為洛倫茲因子；c為真空中的光速。不同慣性系中的物理定律必須在洛倫茲變換下保持形式不變。

設(shè)A的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较颍珹的速度為,B的速度為，則

帶入數(shù)據(jù)得:。

所以，不管從A還是從B觀察另一個(gè)物體，另一個(gè)物體速度均為C。

再看關(guān)于汽車A,B那道題，我們?nèi)绻寐鍌惼澴儞Q來解，可得。