光速不變原理指的是光的單向速度相對於任何慣性系中的觀察者來說都是不變的,與光源的運動狀態無關,也就是說不存在優越的參考系。
一,為了更好地回答問題,咱先把光速不變原理的來龍去脈和我個人的一點心得作一簡介,

光速不變的結論是聯立求解麥克斯韋方程組得到的,得出c=1/√εμ,其中ε和μ分別是真空介電常數和磁導率,都是常數。但當時麥克斯韋的電磁理論是納入經典物理體系的,所以在這一點上不符合伽利略相對性原理的速度相加定理。經典物理的核心就是絕對時空觀,即認為宇宙中存在絕對靜止的參考系,那就是所謂的「以太」。並以此來證明光速不變原理的錯誤。但1887年的邁克耳遜――莫雷幹涉實驗卻證明了空間中沒有「以太」,可是十九世紀末和二十世紀初的大多數科學家們並不願接受這個結果。只有少數科學家承認了這個結果,但也只是由絕對空間觀轉變為相對空間觀,仍然認為相對性原理並不適用於電動力學,因為光速不變原理不符合速度相加定理。說到底還是沒法證明光速不變。

愛因斯坦認真研究了麥克斯韋的電磁理論,特別是經過赫茲和洛侖茲發展和闡述的電動力學,他認為這個理論是正確的,光速不變原理是正確的。但他又認為相對性原理應該是宇宙中普遍性原理,不應該只適用於力學,電動力學也應該適用。後來他接受了馬赫的相對時空觀後豁然開朗,他認為伽利略相對性原理只是建立在相對空間觀上的,並沒有把時間考慮進去,認為時間是絕對的,所以是個不完善的原理。愛因斯坦從「時間的同時性也是相對的」這一認識作為突破,將相對性原理建立在相對時空觀上,正因為空間和時間都是相對的,光速才有可能保持不變,這個不變可能正是滿足相對性原理的表現,所以他把光速不變大膽假設為一個原理。並把相對性原理推廣到除引力定律外的所有物理定律,兩大原理結合創立了狹義相對論,也從此確立了相對時空觀。不過光速不變原理是個假設,儘管已經無數次證明了它的正確,但至今仍不斷驗證。
二,以上就是光速不變原理的來源歷史和我的一些分析,下面我來談談自己對光速不變原理的看法,不一定正確,僅供參考。
光速不變原理和相對性原理表面看是牴觸的,但實際上兩大原理有著深層次互通,光及光速和宇宙時空有著不可分割的深層次聯繫,趕走了「以太」是為拋棄絕對時空觀,證明不存在絕對優越的參考系。所以人們認為光的傳播不需要任何介質,光在真空中傳播似乎就證明了這一點。隨著愛因斯坦廣義相對論的建立,愛因斯坦認同笛卡爾的觀點,即一無所有的空間是不存在的,空間裡充滿了場物質,場作為空間結構性質存在,一句話,時空就是場,與其說光在真空中傳播不需要介質,不如說真空就是「介質」。大家注意這個「介質」可不是絕對靜止的「以太」,這個介質就是時空本身,時空是一種物質,光有可能就是時空的一種奇異性質和振蕩,運動是物體在時空的運動,物體在時空中運動怎麼能超出時空?超不過時空就超不過光。時空對於每一個慣性系都是公平的,因為時空是運動產生的,而每一個慣性系對應著一種運動,不同的運動產生不同的時空,這也是宇宙具有相對性的原因。所以對於每一個慣性系光速是不變的。
回到問題本身,你可以這樣來理解光速不變原理:就是你不管對於某一慣性系速度有多大,即使超過30萬公裡/秒(不過這是不可能的,這只是打個比方,能夠明白說清楚。)了,光對於你來說還是光速。我對這個光速不變原理的理解就是:你可以不斷提高速度,但就是追不上光速和光。你可以假想相對靜止慣性系任一速度的慣性系,光對於這個慣性系來說仍然是光速。根據這些認識,就會輕易地回答題目描述中的問題,
列車在正前方以速度C離開(怎麼達到C速度咱們不管它,實際上根本達不到),我們打開燈照向列車,列車和光線的方向一致,問我們能不能看到火車?列車上的人能不能看到光?光對於以C速度運動的列車來說仍然是光速,也就是說光瞬間到達列車,所以列車上的人瞬間就看到光了。光速不變原理告訴我們,光速與光源的運動狀態無關,即使列車以C速度運動,它發出的光線對於靜止在車站的我們來說仍然是光速,這些光線瞬間射向我們眼晴,我們當然能看到火車。至不過我們看到的列車是這樣的:
至此,我的回答完畢,謝謝。