參考系相對速度為什麼不能大於光速？

事實上，相對論中的四維矢量（x,y,z,ict）就是一個復矢量，量子力學中的概率幅也可以是複數，電磁理論當中的電場E和磁場B也可以是複數。虛數i是不是有物理意義要看我們賦予它的意義是否與實驗相符，只要相符它就有物理意義！

故事是這樣的：

最早人們把光視為一種機械波，需要某種彈性介質來傳遞，於是在為它找了一種特殊的介質叫做以太。

以太這個詞最早起源於亞里士多德，是他認為的組成世界的基本元素之一。而我們這裡所說的以太，最早應該是17世紀由笛卡爾引進的科學界，作為一種傳遞力的介質，後來從胡克到惠更斯，再到托馬斯·楊，堅持光的波動說的人們，把以太由作為光傳播的彈性介質。

偉大的麥克斯韋方程組建立之後，電和磁被完美的統一，1887年到1889年之間，赫茲的實驗證實了電磁波的存在，並且揭示了光的電磁本質（為了說明方便，這兒讓我們暫時不提量子理論中幾率說，曲率說或是路徑積分說的概念），這個時候以太又變成了電磁波傳輸的介質。

麥克斯韋方程組的建立完美的統一了電與磁之外，產生了一個問題——這個方程組如果按照伽利略變換，只有在相對以太速度為零的參照系中才成立。

1727到1728年，布拉德利關於恆星光行差的觀測表明地球應該相對於靜止的以太有運動，

而與赫茲證實電磁波幾乎同時，1887年邁克爾孫莫雷實驗得到了「零結果」。我們明知地球「相對於以太在運動」，然而卻發現各個方向上測量到的光速竟然嚴格相同。按照伽利略變換，這意味著地球相對於以太沒有運動。這個實驗事實，是後續的洛倫茲變換、狹義相對論等的基礎。

愛爾蘭物理學家菲茲傑拉德在1889年在《自然》上發表的「以太和地球大氣」短文中提出了跨越以太的物體長度會發生變化的想法，1892年，洛倫茲基於差不多同樣的想法給出了量化的尺寸變化數學表達。在之後的1895年，洛倫茲為了尋找麥克斯韋方程組在不同慣性系中形式不變的變換（也就是讓麥克斯韋方程組在速度不為零的參照系中也成立），發現了v/c的一階近似下的形式不變性。為了解答邁克爾孫-莫雷實驗的零結果，他又引進了菲茨傑拉德-洛倫茲收縮：根號下1-v平方/c平方。1898年拉莫爾在論文《以太和物質》中得到了洛倫茲變化的標準形式。龐加萊在1898年的論文《時間測量》中對同時性和時間測量進行了探討。到了1905年，愛因斯坦的奇蹟年，愛因斯坦在論文《動體的電動力學》中，以相對性原理和光速不變為基礎，用全新的時空觀建立了狹義相對論，賦予了洛倫茲變換全新的物理意義。

之所以沒有參考系的相對運動速度能大過光速，本質上是因為沒有任何實驗支持這一點。相反，相對論的理論卻經歷了大量實驗的驗證。換句話說，相對於個人的理論告訴我們，在任何參照系中光速不變，沒有參考系能夠超過光速；而相對論理論經歷了大量的實驗的考驗，所以我們相信這一點。

光速對應可分離量子態，加速過程或相對速度對應局部操作，低於光速對應糾纏態。靠加速或相對運動無法超光速等價於，對糾纏態的一對粒子，無法靠局部操作將其糾纏去除。很多問題從量子信息角度會有非常簡潔直觀的圖像。