在我們日常生活中，速度合成是一個常見而又直觀的概念，專業術語來講就是伽利略變換。
例如，當你在行駛的汽車內行走時，你的速度是汽車的速度與你相對汽車的速度之和。
但這個看似簡單的原理，一旦被套用到極端情況，比如接近光速的環境中，事情就變得復雜起來。
想象一下，如果在一列高速行駛的高鐵內部，再放進另一列高鐵，不斷重復這個操作，那麽裏面的人是否會達到甚至超越光速呢？答案可能會讓你驚訝——無論多少高鐵疊加，裏面的人都不會超光速。這背後的原理，涉及到速度合成的局限性，以及物理學中對於光速的深刻理解。
速度合成的原理，在宏觀低速的世界中是非常直觀且易於理解的。
當我們在地面上看到一個物體以一定速度在傳送帶上移動時，這個物體的實際速度是其相對於傳送帶的速度與傳送帶速度的向量和。這就是速度合成的基本法則，它在日常生活中的套用無所不在。
然而，當我們將這一原理套用到更為極端的情況，比如接近光速的宇宙飛船時，事情就變得不一樣了。在這種情況下，簡單的速度加法不再適用。根據狹義相對論，光速是宇宙中的最大速度，任何物體的速度都不能超過光速。這意味著，即使宇宙飛船以接近光速的速度飛行，從飛船上發射的雷射束，無論是向前還是向後發射，其速度都不會超過光速。
光速不可超越是物理學中的一個基本原則，它表明在任何慣性系中，光速都是一個常數，不受任何影響。這個原理不僅僅限制了宇宙飛船或任何實體物體的速度，也限制了我們對速度合成的理解。
為了更深入地探討這一點，我們需要使用勞侖茲變換，這是一個描述在不同慣性系之間如何計算速度的數學方程式，而剛才所講的伽利略變換就不適用了。而愛因史坦把勞侖茲變換當做相對論基本公式之一。
從公式中我們可以看出，當物體的速度與光速相差較大時，也就是平時我們經歷的速度，公式就會簡化為V=V1+V2，也就是伽利略變換。而當V1和V2不管有多大，哪怕無限接近光速，最終的速度也不會超過光速。
說白了，伽利略變換只是勞侖茲變換在低速世界的近似值而已！
在現實世界中，宇宙飛船的實驗為我們提供了關於光速不變性的有力證據。考慮這樣一個情景：一艘宇宙飛船在宇宙中以恒定速度飛行，科學家們在飛船上向兩個相反的方向發射雷射束。根據狹義相對論，無論是向前還是向後發射的雷射，它們的速度對於飛船外部的觀察者來說都是光速。
這意味著，對於飛船內部的觀察者而言，盡管他們以極高的速度在宇宙中穿行，但他們無法透過增加自身速度來超越光速。此外，這個實驗還揭示了一個重要現象——頻率變化。當雷射束在飛船運動方向上發射時，由於都卜勒效應，光的頻率會增加，表現為藍移；而逆著飛船運動方向發射時，光的頻率會降低，表現為紅移。這種現象不僅在實驗室中可以觀察到，也在宇宙的大尺度上被哈伯紅移所證實，為宇宙學提供了寶貴的資訊。
在探討疊加速度能否超光速的問題時，我們必須清楚一個關鍵點：速度的疊加是有明確的物理定律約束的。簡單地將兩個相對速度相加，並不能得到物體的絕對速度。特別是在高速情況下，這種加法只會導致錯誤的結果。
錯誤的假設在於，認為速度可以無限制地相加，從而達到超光速。
但現實情況是，當速度接近光速時，物體的動能將增加到無窮大，這在物理上是不可能的。透過邏輯推導，我們可以明白，疊加速度的假設違反了狹義相對論中的基本原理，即光速不變原理。因此，疊加速度超光速的觀點不僅缺乏實驗支持，而且在理論上也是站不住腳的。
在理論上，勞侖茲變換已經明確告訴我們，速度合成的簡單法則在高速情況下不再適用。當一個物體的速度接近光速時，其速度的增加將會變得極其微小，最終趨近於零。因此，無論多少次疊加，都不可能達到或超越光速，這是由自然界的基本法則所決定的。
