我奔跑的时候拿着手电筒向前射出一束光，那这束光的速度是不是相对地面超过了光速？

曹天元 Capo，Bayesian 查看知乎原文 这是一个“很好的坏问题”。说它“坏”，是因为它并没有真正问到点上，但说它“好”，是因为它反应了很多人其实并没有领悟到光速在相对论中的“特殊之处”究竟在哪里，我们反而可以以此为切入点，深入地讨论一下。 为了简单起见，我们把拿着手电筒奔跑的人称为 A，在路边站着不动的人称为 B。本题的疑问可以归结为：“如果 A 以速度 v 向着 B 奔跑，同时打开手电筒，向 B 射出一束光，那么在 B 看来，光速是否超过了正常的速度 c，变成了 c+v”？ 当 A 以速度 v 向 B 奔去，B 眼中的光速不是 c+v，而仍是 c 回答当然是“否”，在 B 看来，A 奔跑时射出的光，其速度仍为 c。但这一定和相对论，或者什么洛伦兹变换有关系吗？完全可以没有。比方说，我们可以把题目中的“手电筒”改成“喇叭”，把“光”改成“声音”。于是，问题变成： “如果 A 以速度 v 向着 B 奔跑，同时打开喇叭，向 B 发出一阵声波，那么在 B 看来，该声波是否超过了正常的音速 s，变成了 s+v？” 可能有些人会凭着直觉点头，但实际上，答案仍然是“否”。在 B 看来，A 在奔跑时向自己发送的声音，其速度仍然是 s，而不是 s+v。但这跟相对论没有任何关系，早在相对论之前几百年，物理学家就已经熟知，声音作为一种“波”，和小球不同，它的传播速度仅仅取决于介质，而和波源的移动速度无关。在室温空气中，音速大约是 340m/s，那么，如果 A 以 10m/s 的速度向 B 奔去，同时对 B 发出一道声音，那么在 B 看来，该声音相对自己的传播速度仍然是 340m/s，而不是 350m/s。 当 A 以速度 v 向 B 奔去，B 眼中的音速仍是正常的 s，而不是 s+v 实际上，只要 B 相对于“介质”空气静止，那么，不管 A 是静止还是运动，是奔向 B 还是远离 B，...