結(jié)論：不可能是二倍光速2C，還是光速C。

如果不了解愛因斯坦的狹義相對論或者洛倫茲變換，一般會算出2c，因為“伽利略變換”告訴我們v '= v + u=c+c=2c。如果了解狹義相對論，就會知道伽利略變換是針對宏觀低速狀態(tài)，即速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光速。

狹義相對論與洛倫茲變換

狹義相對論是基于洛倫茲變換推導(dǎo)出來的，可以說沒有洛倫茲變換，有可能就沒有愛因斯坦的相對論，下圖為兩個相對慣性坐標(biāo)系x軸、y軸、z軸，速度變換公式，也是通過“洛倫茲變換”推導(dǎo)而來，適用于高速運動狀態(tài)。看不懂、聽不懂沒關(guān)系，只要記住高速用這個公式就行，低速也可以用，因為它是最精準(zhǔn)的解，伽利略變換只是低速的近似解。

洛倫茲變換不是一個篇幅就能解釋

在宏觀低速的情況我們用大家都知道的近似公式———伽利略變換

而在高速的情況下我們用準(zhǔn)確的公式————洛倫茲變換

什么是洛倫茲變換？

在19世紀(jì)，麥克斯韋電磁方程組出世，給人類帶來了巨大的科學(xué)進步，也帶來了巨大的疑惑。1904年，荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家——亨德里克·安東·洛倫茲。他在研究電和磁時，發(fā)現(xiàn)電磁效應(yīng)與”經(jīng)典物理概念“相抵觸，伽利略變換和麥克斯韋方程組的得出的結(jié)果不一樣。

如果通過用伽利略變換來解時，光速在真空中將不是一個常量。這個因素會使電磁效應(yīng)不成立。

當(dāng)時的洛倫茲也認(rèn)為麥克斯韋是正確的，那問題就是出在了伽利略變換上。從我們現(xiàn)在來看，的確是這樣的，有點馬后炮的感覺。為了解決這個問題，洛倫茲利用他高超的數(shù)學(xué)技巧，通過微積分推出了一個變換式，如果改用這個變換式和麥克斯韋方程組就不矛盾了。于是這個變換式就叫洛倫茲變換。這個變換這里就不推導(dǎo)了，有興趣的同學(xué)可以查查資料，不是一個篇幅能寫出來的。

這個變換在現(xiàn)在來看是違背常理的。通過這個變換是可以推導(dǎo)出上圖中的公式，即物體在高速運動時，物體的尺寸會收縮。這也是后來愛因斯坦相對論中的“鐘慢尺縮”效應(yīng)，有沒有抄襲的感覺。洛倫茲之所以與相對論失之交臂，很大原因是他歲數(shù)大了，像穩(wěn)穩(wěn)退休，不愿意去推翻以前大家都認(rèn)為是對的事，而愛因斯坦還年輕敢說敢創(chuàng)新。物體尺寸會因為速度而改變？當(dāng)時的科學(xué)家們也覺得這個變換式很荒謬。不過好在，洛倫茲不是一個人在戰(zhàn)斗，早在他之前已經(jīng)有實驗證明他的變換式是正確的——邁克耳孫－莫雷實驗。

洛倫茲變換的出現(xiàn)也使默默無聞的愛因斯坦受啟發(fā)，才有了狹義相對論。

下面我們感受一下洛倫茲變換與伽利略變換的差別

兩束方向相反的光，對其中一束光而言，另一束光的速度是？因為都速度是光速，所以屬于高速，用洛倫茲變換公式，光速為c 即v=u=c代入

所以結(jié)果還是c

對比一下低速時，伽利略與洛倫茲的區(qū)別：

日常生活中，我們都處于低速狀態(tài)，你往前v = 5m/s，我往后u = 5m/s，我相對于你的速度是： 伽利略變換： v’=5+5=10

光速c=30萬km/s=300000000m/s，咱倆還是5m/s，帶入洛倫茲變換的分母

因為vu/c^2都小數(shù)點后面十多個位了，意義已經(jīng)不大了，所以忽略為0

即 (1 + uv/c^2)= （1+0）

代回洛倫茲變換 v’=(v + u) / (1 + uv/c^2)=（5+5）/(1+0)=10

我們可以發(fā)現(xiàn)洛倫茲變換和伽利略變換結(jié)果一樣。

差別在哪?

洛倫茲變換多了個分母 （1+ uv/c^2）

當(dāng)u和v遠(yuǎn)小于光速時，uv/c^2幾乎可以忽略不計，分母趨近于1，那個這個分母沒有意義，直接算分子就可以了。分子就是伽利略變換,所以伽利略變換適用于宏觀低速。

當(dāng)u和v趨近于光速時，分母趨近于2，當(dāng)速度為光速時，分母為2，相當(dāng)于把伽利略變換除于2，誤差很大，所以”伽利略變換“不適合高速。

再驗證一下

當(dāng)這兩個飛船都為c/2時，

伽利略變換：v=c/2+c/2=c

通過洛倫茲變換 v’=(v + u) / (1 + uv/c^2)=0.8c

當(dāng)速度為光速一半時，這個誤差已經(jīng)非常大了。所以又回到上面那句話：

我們可以把伽利略變換看成，低速狀態(tài)下的洛倫茲變換的快速算法。想要準(zhǔn)確用洛倫茲變換。

不知道你們理解了沒？