反向飛行的兩束光，它們之間的相對速度是2倍光速嗎？為什么？

首先，答案肯定不是；其次，這是一個好問題，能揭示一個物理學上最重要的東西：概念定位與物理過程。

很多人下意識都會以狹義相對論來解答這個問題，思路其實沒錯，但問題是忽視了狹義相對論運用的前提。

運用任何理論前，先了解下其適用范圍。

狹義相對論有兩個基本原理：第一、光速不變原理。這個大家都知道，于是有人基于此，就給出了最終答案：30萬公里/秒，光速不變嘛。

但狹義相對論還有一個原理，是大多數(shù)人常常忽視的，就是第二原理：狹義相對性原理。

什么意思？

意思就是狹義相對論只適用于慣性參照系。什么叫慣性系參照系？

在初中物理中，把“慣性系”定義為受力平衡的參照系，是基于牛頓運動定律的有效參照系，又叫慣性坐標系。即滿足慣性定律，作勻速直線運動或靜止的參照系叫做慣性參照系。

以牛頓的角度簡單來說，在地球上，地面就是“慣性參照系”；跳出地球，就需要考慮地球自轉(zhuǎn)的離心力，所以在太陽系中，太陽接替地球成為“慣性參照系”；跳出太陽系，銀河系中心就成為了“慣性參照系”。

判定“慣性參照系”是運用牛頓運動定律與狹義相對論的一個重要前提。

而題主的問題在一個“慣性參照系”中嗎？

光不能作為“慣性參照系”。

牛頓的慣性定律只適用于宏觀物體運動，所以作為波粒二象性的光，沒有慣性可言，更不能作為慣性參照系。討論光有無慣性和把光做參照系是沒有意義的。

題主的問題把光當成宏觀物質(zhì)在說了，具有誤導(dǎo)性。還有既然光對于任何物體都保持一樣的速度，光的運動方式本身就不是經(jīng)典物理學能解釋的，更無法用經(jīng)典物理學理論來說兩個光之間的相對速度。

如果非要看成宏觀物體的相對運動，套公式進行計算，請看下面。

洛倫茲相對速度公式：

△V=|V1-V2|/(1-V1·V2/C^2)

V1=C

V2=-C

最后得出△V=C，就是大多數(shù)人認為的光速不變，還是30公里/秒的運算支撐結(jié)果。

但是這里只有數(shù)學運算結(jié)果，而物理與數(shù)學的最大不同就是，物理必須要對過程負責。所有的物理方程必要具有物理意義，要有清晰的物理概念及前提，否則這樣的公式運算是不成立的。

上圖：科里奧利力（Coriolis effect）的簡圖，同一種運動，不同參照系的表現(xiàn)方式。

狹義相對論，如何定義“慣性系”？

細心的朋友會發(fā)現(xiàn)，上面說的“慣性系”其實都是以牛頓的角度來定義的。這就有個最核心的問題，牛頓定律是建立在絕對時間和絕對空間的基礎(chǔ)之上的，而相對論打破了這一基礎(chǔ)，時空是可以扭曲可變的。

那為什么牛頓定義的“慣性系”還能適用于愛因斯坦的狹義相對論？

• 一種解釋認為：

1905年，愛因斯坦在他的論文中提出，所有的慣性參考系都是等價的，也就是說，一切物理定律在慣性參考系中都同樣適用，具有相同的形式。

愛因斯坦其實只給出了一個哲學性的概念解釋，或者說直接甩鍋給了死去的牛頓。

他告訴大家，你們?nèi)ヌ子门ｎD的“慣性系”就行了，但他卻革了牛頓定律的命，沒有了絕對空間和絕對時間，牛頓的那些定律如何推導(dǎo)出來。(這里并不是說牛頓錯了，牛頓定律是相對論低速情況下的近似解，近似但畢竟不是，就像相對論也并非完美。)

這樣，關(guān)于“慣性系”的定義就成了一個邏輯上的循環(huán)證明。也就是說，愛因斯坦并沒有給“慣性系”一個基于相對論的科學定義，但卻讓大家都認可了他的思想邏輯，這就是愛神的高明之處。

至少到目前為止，對于宏觀世界，相對論都解讀得很好，所以也沒多少人去糾結(jié)這個問題了，但相對論絕對不是終極理論。

我敬佩愛因斯坦，不是因為他提出什么令人震驚的理論，而是因為他是一個站在思想巔峰的大神，這些理論只是證明了這點而已。

哈哈，這個邏輯成立嗎？

• 另一種解釋認為：
  

愛因斯塔的解釋是一種“同時性定義”，什么意思？

因為絕對時間和絕對空間沒有了，不是就沒有絕對意義了嗎，那就全部改成相對意義吧。世界上沒有絕對意義，都是相對意義，所以牛頓定律在相對意義下都是成立的，只要是成立的，其中的“慣性系”定義我們大家就都可以用。

這里就是最燒腦的地方了，理解了沒？

但為什么一種相對意義下得出的定律，在不同種相對意義下，一樣同時可用？這一點其實并沒說透。

而解讀這里的關(guān)鍵，是否就是量子力學與相對論結(jié)合所缺失的一環(huán)？因為這能通過量子糾纏特性來解釋。

量子糾纏是指兩個相互糾纏的量子離得再遠，它兩之間的感應(yīng)是同時瞬達的，雖然它們不能傳遞信息，但是否可以傳遞物理定義，如果可行，不同的相對意義下才能共用一套物理定義。（可能表述不是太合理，大概這個意思）

總結(jié)：物理問題，物理過程大于最后結(jié)果

為什么說相對論難以理解？雖然公式大家都知道，但研究物理問題并不是套公式就行的。

相對論難就難在如何定義，在相對變化的過程中找到一個立足點，再去分析思考。一千個哈姆雷特有一千個立足點，但只有一個是正確的。

還有對相對論概念的解讀，一些科普文的不靠譜也是造成很多人不相信相對論的原因所在。

比如“尺縮效應(yīng)”解決的是測量問題，而不是大多科普文說的“視覺效果”（這也是為什么叫“尺縮”而不是“物縮”），因為并不一定看物體變扁了，角度不一樣，還可以看起來比測得的長。

當然為了讓大多數(shù)人看懂，高深的概念偷換成簡單的概念，有時似乎也在所難免。