假設在一輛無限接近光速的列車內部，再運行一輛接近光速的小列車，這時的速度會超越光速嗎？

01-29

這是會是什麼狀態，裡面的人是什麼情況？
裡面的列車和外部的列車用會有什麼情況？
================
看到答案里有更多由於對物理了解不多而生出的其他疑問，所以特意在這裡提供一個鏈接，大部分有關數學和物理的設想都在這裡有解答。
[搞笑漫畫]釣魚民科大集錦

我覺得知乎應該增加一個功能：凡是選了「光速」標籤的問題都自動彈出洛倫茲變換的公式並且現場答題答對了才能發布。

洛倫茲變換啥的太高大上了，簡單點說，如果有一列接近光速的列車，列車內的時間相對於外界的時間會變得非常慢，這樣你在列車內運動時速度才不會超過光速。題主可參考著名的雙胞胎假設。

我不是物理專業人的人，所以簡單回答一下。

題主問題的答案是否定的，原因是接近光速運行，時間就變慢，速度就會很小，加起來還是不會超過光速。

至於說騎在自行車上的人打著手電筒，手電筒射出的光相對於地面也是不是超光速。這個原因就是光速不變原理了，也即真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。詳見光速不變原理。

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PS：

我沒讀過怎麼讀過知乎的社區規範，也不知道知乎管理團隊對於論壇式的回答怎麼看。知乎的編輯器還提供了插入公式的功能，那麼我認為知乎也希望自己能成為一個專業的問答網站，當然確實看到了很多高質量的答案，這樣知乎似乎應該就是類似於stackoverflow這樣網站。

看了下這個問題下的答案，有部分人似乎覺著這個問題似乎是個常識，所以答案並沒有針對問題本身去回答，在我看來還帶有一絲諷刺的意味。

一次我在stackoverflow回答一個很簡單的問題，起初也覺著問題太簡單，所以給答主指出了應該去看書，可能在很多人看來也是帶有一點諷刺意味的。後來被人反對並給了我詳細原因，想了想的確如此。

既然是一個高質量的問答社區，那無論任何問題，只要不是很出格的，答案都應該針對問題本身去敘述。你可以在答案後面附上你的看法或者建議，但不要跟在論壇回帖一樣。

條件一:速度等於路程除以時間

條件二:接近光速後列車內的時間會變得很慢

所以列車內的小汽車相對於列車來說因為跑單位距離時間更長導致相對速度超低，更不會接近光速了

光速有一個「違背常識」的特徵就是光速不因為參照系的改變而改變。所以任何想使用「相對速度」的概念來超越光速的方法都是耍流氓。

不用想的這麼複雜，你試試騎著自行車打手電筒就行了。

搬自另一個相似問題的答案：

速度的累加為何不能超光速？

由於相對論中的幾乎所有事實都是超出經驗和常識的，因此無法使用常識來解釋。在這種情況下，只能使用這些事實互相解釋，因此必須先引入相對論的一些結論作為「常識」。題主應該已經認可了單列火車的速度無法超過光速，這個問題就簡單了。

為方便說明，現簡化假設：火車A直線向宇宙深處開去，火車B在火車A的頂部，也向宇宙深處開去，然後還有火車C，D，E等等，依次類推。這些火車相對於其下火車的速度都是v。

「常識1」：時間膨脹（時慢）

B上的人認為自己在以v的速度相對運動，但是A上的人看到B上的時鐘是變慢的，假設A的表走了兩個小時，A看到B的表只走了一個小時，也就是說A觀察到B的速度實際上是 $frac{1h*v}{2h}$ ，也就是說它相對於A的實際速度只有 $frac12v$ 。同樣，地球人觀測A時的速度也只有 $frac12v$ ，而觀測到的B的速度是 $(frac12+frac14)v$ 。如果B上還有C，D，E等等，如此遞推下去，最頂上的那一列火車的的速度是 $(frac12+frac14+frac18+frac1{16}+...)v$ 。也就是說，雖然每一列火車都以相對其下火車以速度v運行，但是地球人即使觀察最頂上那一列火車時速度仍然沒有達到v。

這個時慢的效應是隨著光速的增加而增加的。通過以下公式可以看出當列車的速度接近光速時，在地球人看來，列車上的時間是無限慢的。

「常識2」：長度收縮

在A上看來，B上的長度是變短的，同樣假設這個效應的比例是2倍。那麼在A看來，B火車的長度會減半，但B上的人意識不到，此時在相同的時間內B以為自己移動了2光年，A卻只能觀察到B產生了1光年的位移。此時第N列火車相對於地球實際發生的位移仍然可以通過上面方法計算出來，換算後仍然無法超過光速。從以下公式可以看出，第N列火車的長度可以無限接近於0，所以在地球人看來，第N列火車上的人對自己速度的判斷只是無聊的自我陶醉而已。

請注意，以上計算僅僅用於幫助理解，與實際計算公式並不相同。

實際上的速度會同時受到時慢和尺縮的影響及其它因素影響，其速度比上面計算的結果更小。也不能簡單的用長度收縮和時慢的程度來除而得到 $(1-frac {v^2}{c^2})v$ 這樣的公式。

這個最終速度的值是 $v=frac{v_1+v_2}{1+frac{v_1 v_2}{c^2}}$ ，這樣，當火車的速度均為 $frac 12c$ 行駛時，第二列火車的速度為 $frac 45c$ ；而當火車的速度均為 $frac 9{10}c$ ，第二列火車的速度為 $frac {180}{181}c$ 。

其中時慢和尺縮可以由光子鍾思想實驗導出。

Lorenz（懶得找拼音）變換有啥高大上的，動尺和動鍾這兩個有Lorenz變換推出的東西比Lorenz高大上多了好不好

本來是任何參考系內光速不變推出的Lorenz變換，那麼當然Lorenz變換下各個參考系光速不變。

光速不變是來自實驗觀測得到的證據(雖然是低速的)，如果要幹掉光速不變，做實際的實驗，不要做思想實驗....

大學物理難道沒有相關內容么？

見鬼，我一直弄錯了，應該是 Lorentz而不是Lorenz，感謝 @林春山的指出

一切用經典時空觀理解相對論速度物理狀態的嘗試都是徒勞的

我就不幹手打公式費力不討好的事兒了。。。上個圖

好吧我知道光有圖看不懂，這個只是建立坐標系變換的基本概念。

詳細解釋參見：鐘慢尺縮_百度百科

http://lmgtfy.com/?q=%E6%B4%9B%E4%BC%A6%E5%85%B9%E5%8F%98%E6%8D%A2

說實話我覺著這個問題不錯。看來很多嘲笑的人的回答，只會說什麼羅輪子變換，人云亦云而已，真正理解光速不變的幾乎沒有。光速不變是個觀測現象，而不是什麼理論的結果。換句話說，光速不變，很奇怪，很無厘頭，但是就是這樣的。對這個問題感到奇怪是正確的，習以為常的才是錯誤的。

一句話就可以解釋清楚——光速在不同的參照系中保持恆定

也就是說，經典物理學裡的不同參照系之間的速度疊加對於光速根本不成立。

如果還要繼續問為什麼，那就接著去看狹義相對論吧。

洛倫茲哭暈在廁所

我問我的初中科學老師：一個人拿著1米長的棍子轉圈，手向前伸，棍子水平指向正前方，每秒轉1圈，那麼棍子末端的速度就是3.14m/s。（暫且忽略手臂長度）。棍子長10米，速度就是31.4m/s。以此類推100m…1000m…10000m…………長100000公里的棍子，末端不就是300000多公里每秒了啊？科學老師居然無言以對。

你的問題有歧義，同時也解答了你得問題，你已經說了那個小列車是接近光速，所以他沒超過光速。

其實，你想說的是相對於大列車的小列車也以接近光速行駛。小列車是否超過光速，如果僅僅以數字的加減，那麼這樣的結果是大於光速。

但是問題並不是這麼簡單，我想你可能更想問的是能不能有用一個大列車承載一個小列車達到光速。其實問題可以簡化一下，就是一個列車可不可以超過光速。

答案很簡單，不會。當列車超越光速，列車已經不是那個列車了，也許它成為了另一種形態。就像猿和人的界限是直立行走一樣。

假設我在光速列車上往行駛方向開槍，子彈的絕對速度是不是就超過光速了？

分頁阅读： 1 2