Вопрос, кстати, не такой простой.
Все сводится к измерениям: расстояний и промежутков времени. Мы полагаем, что это можно корректно делать. А вот далее интересно.
Чисто математический подход таков: пусть некоторое расстояние (или любая другая величина) зависит от времени на некотором его интервале. Эта зависимость может быть гладкой (строго определенный термин) и тогда у нее есть производная, которая и имеет смысл мгновенной скорости. Можно определить и среднюю скорость на интервале как отношение изменения величины к прошедшему времени.
Это любопытно, потому что в физических законах везде фигурирует мгновенная скорость: чисто математическая абстракция. Ее показывает спидометр, но она почти ничего не говорит о средней скорости, которая показывает, за сколько времени пройдено данное расстояние. Ее нельзя измерить непосредственно, только косвенно через те или иные физические законы.
С точки зрения физики есть, однако, еще некоторые соображения. Математически, величина с размерностью длины (расстояние) может быть получена как угодно: например, сумма расстояний от меня до центров городов страны имеет размерность длины, и когда я двигаюсь, эта величина меняется, и для нее есть скорость. Но ясно, что это не скорость.
Скорость относится к движению, это характеристика движения. И тогда встает вопрос: а что такое движение?
Опять-таки, математически вопрос довольно прост. Берем пространство-время (в классической механике это пространство плюс время, в релятивистике целостное пространство-время, отличия в геометрии, я уже объяснял) и вводим там траектории. Траектория и определяет движение материальной точки. В релятивистике не всякая кривая задает движение, а только времени-подобная.
Физику надо привязаться к реальности: ввести систему отсчета в виде платформы с закрепленными на ней линейками и часами, ввести тела и тогда можно определять расстояние между телами. Далее возникает движение тела в данной системе отсчета, как изменение расстояния между телами во времени. И подключается весь математический аппарат.
При этом, скорость является вектором (до сих пор мы говорили о величине этого вектора, скалярной скорости), а именно, касательным вектором к траектории. В релятивистике траектория четырехмерная, в пространстве-времени, и касательный вектор к ней имеет (мнимо)единичную длину в метрике Минковского: три компоненты образуют обычный вектор скорости, умноженный на множитель Лоренца γ, а четвертая, скорость течения времени, равна скорости света, умноженной на этот множитель.
Пояснение: вектор 4-скорости (γc,γv); его квадрат в геометрии Минковского равен -(γ²с²-γ²v²)=-γ²(c²-v²)=-1.
Теперь давайте посмотрим на такую вещь, как скорость сближения. Если навстречу друг другу едут два поезда, то расстояние между ними уменьшается и у этой величины есть скорость изменения. Она равна сумме скоростей поездов, и в классике, и в релятивистике, поскольку каждый поезд уменьшает расстояние со своей стороны. Но это не скорость какого-то движения!
В классике можно перейти в систему отсчета одного из поездов и тогда другой приближается с удвоенной скоростью (или суммарной, если скорости не одинаковы). Но это ни на чем не основано, точнее, основано на абсолютности времени. А с чего мы взяли (еще см. тут), что время абсолютно?
В релятивистике же так нельзя. Скорость одного поезда в системе отсчета другого определяется формулой суммы скоростей. При этом расстояние между поездами в системе отсчета вокзала убывает как просто сумма. Никакого противоречия здесь нет, это уже много раз объяснялось.
Пусть еще между поездами летает туда-сюда дрон. Тогда можно рассмотреть расстояние между поездами плюс полный путь, покрытый дроном. Ну а что такого? У него (расстояния) тоже есть скорость изменения, но она никак не связана с движением чего-бы то ни было.
Кстати, какой путь пролетит дрон до встречи поездов? Эту прикольную весьма известную задачку разберем в другой раз.
До встречи!