以光速相向或背向而行的两物体为什么相对速度不是2c，相对论还适用
其实，经典物理学和相对论之间有一个很本质的区别，那就是对于时间和空间、物质和能量的看法不同。因此，有人也把牛顿的那一套叫做牛顿机械世界观，而相对论也被叫因斯坦的世界观。
这两个世界观中，牛顿的机械世界观是很符合我们的直觉的，所以，我们也会毫无察觉地就开始使用。为什么这么说呢？
其实，我们要搞清楚一点，那就是我们是生活在宏观低速的世界里。而牛顿的理论其实就是在描述人肉眼观测和低倍望远镜观察到的世界。那种速度超级快，引力超级大的世界，在牛顿的年代，人类还没有能力去观测到。所以，牛顿总结的这一套理论，说白了，我们可以叫做人类生活中的物理学，因此它很符合我们对于世界的看法，我们也会用得自然而然。最明显的例子就是“速度叠加”，假设一个小人在车上以5m/s的速度沿着车子运动的方向运动，而车子的速度是10m/s，这时候如果问，如果有个地面观察者，那么在他的眼里，车上的人的速度是多少？我们很容易就会直接拿10 5=15m/s。
这看起来似乎没有什么问题，但实际上，我们忽略了一个假设，其实牛顿就是这么假设的，那就是运动的物体对于时间和空间是没有任何影响的，在牛顿的世界观当中，时间和空间是刚性的，独立的，对于任何一个参考系下的人来说，一米就是一米，一秒就是一秒。
这其实似乎也是很符合我们的常识。但是，还是那一句话，其实我们生活在宏观低速的世界当中，我们以为这一切就是这样的。这就好比井底的蛙，只能看到一片天空，就以为天空就是这样的是一个道理。
所以，这时候就需要用到相对论，如果还是拿井底之蛙来举例子，相对论的意义在于让这个井口变成了一个超级大的坑，让我们可以看到更广阔的天空，知道关于天空更多的事情。不过，这里要强调一下，原来的井就包含在这个坑当中，也就是说，其实相对论也同样适用于宏观低速，其实也一直流传着这样一句话，牛顿理论是爱因斯坦相对论在宏观低速下的一个近似。还拿小车的事情来看，如果还是问，地面观察者看到的车上的人的速度是多少？其实相对论也有一个速度公式：
把数带进去一算，你就会发现，约等于15m/s，和牛顿理论算出来的是一个数，但是其实还有微小的差异的，这个差异在小数点后15位，这也就是为什么，我们感觉在宏观低速下，牛顿理论精确无比的原因，这位这个误差，比绝大多数的仪器都还要小。为了验证相对论的正确与否，其实科学家就找到了一个可以检测到小数点之后15位的铯原子钟，来测飞机运动时和地面参考系观察者的时间差。
所以，我们说牛顿力学是相对论在宏观低速下的一个近似一点问题都没有。那接下来，我们再说说，如果两个飞船以光速相向飞行或者背对飞行的情况。这里强调一下，在相对论中，其实有静止质量的物体，是没有办法达到光速的，根据相对论，这需要无穷大的能量。
这里我们就假设可以，那结果是什么样呢？其实，首先是相对论失效了。因为这会破坏相对论的基本假设，不过，我们就当没有破坏，相对论还成立，那用到的公式还是刚才那个速度公式。
你会发现，还都是光速，而不是两倍光速。当然，如果你用牛顿力学，那就会得出2c的结果。这其实就是为什么，我们说牛顿力学只适用于宏观低速，到了高速下，它的误差会非常大。除此之外，其实在引力大的地方，牛顿力学也会误差很大。
因此，我们说，在接近于光速时，我们需要使用的其实是相对论，而不是牛顿力学，也不要把牛顿的世界观带入到理解相对论当中来，因为那样你会根本无法理解相对论到底在说什么。这是因为相对论的世界观和牛顿的世界观是不同的，在相对论中，时空是相互影响，并不是独立的，而且时空是可以弯曲的，会受到运动的影响。说白了，就是一厘米或者一秒对于不同参考系下的人可能就不同。
因此，狭义相对论才会有很多，我们不太好理解的现象，比如：时间膨胀效应。说的是相对于惯性参考下高速运动的物体，时间会发生膨胀。这里多强调一下，无论是相对于谁，时间流逝都是均匀的。只是在参考下的观察者看到的了高速运动的物体时间变慢了而已。这是在时间方面的体现。
同样的，空间也存在这样的问题，相对于惯性参考下高速运动的物体，尺度会缩短，这就是尺缩效应。
比如：下面第一张图就是0.1c；第二张图就是0.8c；最后一张图就是0.95c。这里的c指的就是光速。
而这些结论，其实都是通过伽利略变换和光速不变原理推导出来的结果，由此，科学家也发现一个问题，那就是其实光速是时空的一种属性。描述了任意两个事件之间的时空间隔。
比如：上图中在过去光锥中的事件A就会影响到事件B，但不在光锥中的事件D是影响不了时间B的。举个简单的例子，我们照镜子，永远只会看到过去的自己，这是因为光传输信息是需要时间的，你的脸反射光都镜面，再反射到你的眼睛里是需要时间的。所以，实际上，我们并没有活在当下，我们的当下受到过去的影响，我们的当下也影响着未来。
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