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这个提问嘛……前一句很好解答 ， 但后一句真是直达灵魂……
事实上 ， 对后一句 ， 至今我们都没有办法给出一个确切的答案 。
我们人类 ， 就是循着这个问题 ， 突然闯进一片未知的旷野 。 这里的一切都在拷问着我们的理智 ， 动摇着我们的“常识”——或者说 ， 我们几千年来只不过是在“妄想”而已；妄想出来的、关于时间空间的一切 ， 都不过是在误导我们自己 。
而现在 ， 我们窥破了关于时空的一丝真相；但限于我们的能力 ， 能接触到的东西实在太少；而且 ， 生活于低速、宏观世界的我们 ， 压根没有直观体味高速、微观世界的能力 。
【为何光速与任何速度叠加仍然是光速？没有参考系还能得出光速吗？】打个不恰当的比方 ， 就好像图像原图和傅里叶变换后的向量阵列一样：
左边是我们的眼睛能识别的图像 ， 或者说是空间颜色点的点阵；而中间是以频谱形式表示的点阵图——我们完全无法从右侧两幅图中看到任何有效信息；但借助计算机通过一定的数学变换 ， 右侧的数字点阵可以完美转换回我们可以识别的图片 。
这个原理 ， 是计算机图形图像音频视频压缩的基础 。
当然 ， 不要怕 ， 这只是个示例 ， 拿来让你感性理解一下“为什么这个东西研究起来这么难”而已 。 这里并不会讨论数学 ， 而且傅里叶变换这个级别的数学也还不足以帮我们理解时空的性质 。
为了理解时空的奇诡之处 ， 让我们先从习以为常的事情说起 。
声波这东西我们都很熟悉 ， 对吧 。 中学时都学过 ， 它本质上是在空气中传播的机械波 。
说得更具体一些：
1、发声体振动 ， 从而给空气施加了压力
2、压力冲击了发声体振膜/振弦前方的空气分子(原子 ， 以下简称为分子)
3、分子有质量 ， 有惯性 ， 因此振膜前一薄层空气分子先被迫运动
4、这层空气分子获得速度之后 ， 由于惯性就会推动更远处的空气分子、同时失去能量；于是空气分子几乎还在原地 ， 但运动能量却已经传递到了远处 。 就好像这个牛顿摆一样：
宏观上看 ， 振膜前大量气体分子瞬间被“压实”然后恢复原状；同时能量迅速往远处传递 ， 使得路径上的“空气层”全都瞬间被“压实”（获得动量）、然后又把能量往远方传递、同时自己恢复原状 。
5、类似的 ， 当振膜往后运动时 ， 振膜前空气层压力减小 ， 于是自发膨胀起来、密度降低；于是远方空气过来“填补” ， 这个影响也会迅速传递到远方 。
6、振膜来回震动 ， 就产生了疏密相间的机械波（纵波）；我们耳朵中的鼓膜随之振动 ， 就听到了声音 。
知道了声波的本质 ， 我们就可以推导出声速公式 。
嗯 ， 具体推导过程不再多说 。 你只要知道 ， 一旦介质的密度、体积弹性模量确定 ， 其中的声速就固定了 。
注意 ， 这个公式不仅仅适用于空气 。 水、钢铁等等 ， 全都服从同样的规律 。
注意这句：一旦介质的密度、体积弹性模量确定 ， 其中的声速就固定了 。
因此 ， 你在高铁上甚至飞机上唱歌 ， 歌声的传播速度仍然是空气中的声速 ， 并不会和高铁、飞机叠加——哪怕你坐超音速飞机 ， 你的歌声仍然只能以声速传播 。
只不过 ， 由于声源的快速运动 ， 当它向着听众运动时 ， 听起来声音音调变高 ， 低沉的“呜”变成了高昂的“哇”；而当它远离听众时 ， 声音音调变低 ， “呜”就成了更低沉的“嗡”——火车汽笛就是个最明显最鲜活的案例 。
类似的 ， 光也是一种波（电磁波） ， 它的速度只和介质的磁导率/介电常数相关；真空磁导率/介电常数是一个常数 ， 所以光速恒定 。
这 ， 就是对“为何光速与任何速度叠加 ， 得到的仍然是光速”的解答 。
当然 ， 和声音一样 ， 当光源迅速向我们接近时 ， 它发出的光的频率就会提高 ， 原子谱线就会向可见光光谱的蓝色端移动 ， 所以叫“蓝移”；反之 ， 当光源迅速远离我们时 ， 它发出的光的原子谱线就会向红色端移动 ， 所以叫“红移” 。 光源相对我们的运动速度越高 ， 红移或蓝移量就越大 。
