對於相對論的誤區
關於相對論，一般人誤區最大的就是拿牛頓的世界觀來套用。什麼意思呢？
我們可以先來看看，牛頓對於運動問題的解決方案。這其實來源於伽利略的相對性原理。具體的操作其實就是速度疊加。我們來舉個例子，假設一個人在一輛小車上，這小車從右往左運動，每秒是10米，而人在車上運動，每秒是5米。那這個時候如果要求地面觀測者看到車上的人的速度，那應該是多少呢？
科學是注重過程的，對於這個問題，牛頓世界觀下的解決方案，其實就是把兩個速度進行疊加，也就是說，地面觀測者的速度是車速+人的速度，也就是10+5=15米/秒。
所以，如果一個手電筒打開並扔出去，如果用牛頓的世界觀，地面觀測者看到的光的速度就應該是光速c+手電筒的速度，所以一定會大於光速c。
可問題的關鍵是，牛頓和愛因斯坦的世界觀是不同的，具體來說，在愛因斯坦的理論框架內，速度不是單純的疊加。還是車子和小人的例子，如果用愛因斯坦的理論來計算，其實是下面這個計算公式。這個計算式其實是通過光速不原理和相對性原理，推導而來的，想了解的可以自己簡單推一下，其實就是一個初中數學的難度，數學上並不難，難的其實是物理學的思想。
如果把剛才的速度帶入計算，你就會發現，結果約等於15m/s，只是在小數點後15位有個極其微笑的差異。實際上，牛頓力學其實是相對論在宏觀低速下的近似值，這也是為什麼，我們牛頓力學其實會讓我們感覺到特別準確的原因。我們生活在宏觀低速下，所以牛頓力學和我們的直覺特別匹配，但一旦速度快起來，其實牛頓力學的誤差就會體現出來，這時候其實就需要用到相對論。
還是扔手電筒的那個問題，實際上，如果你假設手電筒有個速度，再帶入進去算，你會發現，最後的結果其實還是光速c，並不是牛頓力學計算出來的超光速。所以，其實在相對論當中，光速其實和光源是沒什麼關係，無論光源到底在不在運動。不僅如此，其實一開始相對論被稱為相對論，愛因斯坦是有點不願意的，因為這個理論更像是絕對論。這裡的絕對，其實就是光速，光速在任何慣性參考系下都是光速。
相對論和牛頓力學的本質區別？
那你可以能要問為什麼相對論和牛頓力學會有所區別呢？
這其實是愛因斯坦和牛頓對於時空的看法不同造成的。牛頓認為「時間」和「空間」是彼此獨立的，而且對於任何參考系（觀測者）來說，時間和空間是一樣的。意思就是，對於任何人來說，一秒就是一秒，一米就是一米，在大家眼裡一秒和一米都是一樣的，和他們的運動狀態沒有關係。
而愛因斯坦則認為，「時間」和「空間」並不是分立的物理量，而是可以被統一的，他管著叫做「時空」。具體來說就是，由於運動狀態的不同，時間和空間也會發生變法。
比如說：高速運動的物體，就會發生時間膨脹效應和尺縮效應。
具體點來說，就是如果剛才的例子變成一艘飛船，飛船從高空快速掠過。在對於地面觀測者來說，飛船上的時間就會發生膨脹。具體的膨脹是這樣的，如果飛船上的人在做廣播體操，那地面上看到的情況就是慢動作的廣播體操，具體膨脹效應其實也可以通過相對論的推導公式來求解。
這裡補充一點，其實飛船裡的人感受到的時間還是在很正常的，所以他做的廣播體操還是正常速度。還有，如果地面觀測者也在做廣播體操，那對於飛船上的人來說，他看到的其實也是慢動作廣播體操。這裡其實就是相對性原理在起作用，畢竟運動是相對的，飛船上的人相對於地面觀察者是告訴運動，同理，我們也可以看到是地面觀測者相對於飛船上的人在高速運動。
而尺縮效應的情況也是和時間膨脹是類似的，在這裡就不贅述。
雖然，相對論得出的結果特別反直覺，但是科學上的事請其實要靠實驗來證明。愛因斯坦狹義相對論這些年也確實被不少的時間所證明，首先就是μ子實驗，其次還有銫原子鐘實驗等等。這些在網上都可以搜到，想了解的可以自行搜一下。
這些實驗都非常強有力的證明了愛因斯坦的觀點。而那個讓人無法理解的光速不變原理，說白了就是時空的一種特殊屬性，是描述任意兩個事件之間的時空距離。
最後，我們來總結一下，牛頓世界觀和愛因斯坦的世界觀對於「時空」的認識有本質的區別，正因為如此，在計算運動速度時，牛頓世界觀下，常常是通過簡單的速度疊加來完成的。而實際上，愛因斯坦的理論也有相關的速度合成公式，在解決高速問題時，其實應該用的是愛因斯坦的狹義相對論而不是牛頓力學，如果從狹義相對論來求解，那一定不存在超光速的事件。所以，扔出去的手電筒中射出光並沒有超光速。