狹義與廣義相對論淺說 · 6．經典力學中所用的速度相加定理

假設我們的舊相識，火車車廂，在鐵軌上以恆定速度ｖ行駛；並假設有一個人在車廂里沿著車廂行駛的方向以速度ｗ從車廂一頭走到另一頭。那麼在這個過程中，對於路基而言，這個人向前走得有多快呢？換句話說，這個人前進的速度Ｗ有多大呢？唯一可能的解答似乎可以根據下列考慮而得：如果這個人站住不動一秒鐘，在這一秒鐘里他就相對於路基前進了一段距離ｖ，在數值上與車廂的速度相等。但是，由於他在車廂中向前走動，在這一秒鐘里他相對於車廂向前走了一段距離兒也就是相對於路基又多走了一段距離ｗ，這段距離在數值上等於這個人在車廂里走動的速度。這樣，在所考慮的這一秒鐘里他總共相對於路基走了距離Ｗ＝ｖ＋ｗ。我們以後將會看到，表述了經典力學的速度相加定理的這一結果，是不能加以支持的；換句話說，我們剛才寫下的定律實質上是不成立的。但目前我們暫時假定這個定理是正確的。