盡管愛(ài)因斯坦的相對(duì)論已經(jīng)誕生一百多年了，但仍舊有很多人并不了解相對(duì)論，尤其是在網(wǎng)絡(luò)上，更是充斥著對(duì)相對(duì)論的質(zhì)疑，質(zhì)疑本身并沒(méi)有錯(cuò)，但如果在根本不了解相對(duì)論的情況下，僅憑個(gè)人感覺(jué)和愛(ài)好就去質(zhì)疑相對(duì)論，那就毫無(wú)意義了，純屬找存在感而已！

相對(duì)論中的“時(shí)間膨脹”讓很多人感到困惑：時(shí)間不應(yīng)該是絕對(duì)的嗎？為何說(shuō)速度越快，時(shí)間就越慢呢？

其實(shí)，“時(shí)間膨脹效應(yīng)”并不難理解，并不需要什么高深的知識(shí)，甚至只需要初中數(shù)學(xué)知識(shí)就能夠快速理解。下面就簡(jiǎn)單分析一下為何速度會(huì)影響時(shí)間的快慢！

假設(shè)一輛汽車(chē)以速度V行駛，汽車(chē)?yán)镉幸粋�(gè)人手里拿著手電筒垂直朝上，打開(kāi)手電筒。由于光速不變?cè)�，無(wú)論汽車(chē)如何運(yùn)動(dòng)，光的速度都是光速。

所以，我們假設(shè)以汽車(chē)為參照系時(shí)，手電筒的光垂直飛行一段距離用時(shí)為t，而以地面為參照系用時(shí)為t'。

以汽車(chē)為參照系時(shí)，光飛行的距離為ct。而以地面為參照系時(shí)，距離為ct'，汽車(chē)行駛的距離為vt。用畫(huà)圖表示出來(lái)就很好理解了，如下圖：

從圖中可以看出，汽車(chē)參照系下，光飛行的距離更長(zhǎng)，相當(dāng)于一條斜線(xiàn)。這里需要注意一點(diǎn)：僅僅是在地面參照系下ct才相當(dāng)于一條斜線(xiàn)，并不是說(shuō)在地面參照系下手電筒的光是斜著向上飛的，實(shí)際上仍舊是垂直向上飛行的。

這樣，我們利用勾股定律，很容易就能得到下面的計(jì)算公式：

結(jié)果也就表明：以汽車(chē)為參照系經(jīng)歷的時(shí)間t，與在地球?yàn)閰⒄障到?jīng)歷的時(shí)間t'并不一樣，由于v永遠(yuǎn)只能小于c，所以t'永遠(yuǎn)小于t，這也就是時(shí)間膨脹，地面上的人會(huì)看到汽車(chē)?yán)锏娜说臅r(shí)間變慢了，好像慢動(dòng)作一樣。當(dāng)然，由于地面上的速度都遠(yuǎn)小于光速，v遠(yuǎn)小于c，所以，時(shí)間膨脹效應(yīng)可以忽略不計(jì)，我們不可能直觀地感受到時(shí)間變慢了！

這也是為什么會(huì)有著名的“雙生子佯謬”：一對(duì)雙胞胎兄弟，弟弟留在地球上，哥哥以亞光速乘坐飛船離開(kāi)地球，若干年后哥哥再次返回地球，會(huì)發(fā)現(xiàn)弟弟早已白發(fā)蒼蒼而自己仍舊很年輕，因?yàn)楦绺绯俗鴣喒馑亠w船，他的時(shí)間變慢了！

不過(guò)，如果哥哥永遠(yuǎn)不返回地球，他就不會(huì)直觀地感受到時(shí)間膨脹效應(yīng)，“時(shí)間膨脹”對(duì)于哥哥弟弟來(lái)說(shuō)就毫無(wú)意義了。如果哥哥和弟弟都能看到對(duì)方，哥哥會(huì)發(fā)現(xiàn)弟弟的時(shí)間變慢了，弟弟也會(huì)發(fā)現(xiàn)哥哥的時(shí)間變慢了！

那么到底誰(shuí)的時(shí)間變慢了？

哥哥和弟弟都沒(méi)錯(cuò)，因?yàn)樗麄冋驹趦蓚�(gè)完全不同的參照系得出的結(jié)論，兩者的比較就失去了意義。而只有哥哥和弟弟重新來(lái)到同一參照系下（比如哥哥返回到地球），時(shí)間流逝的速度快慢才有意義。結(jié)果還是哥哥的時(shí)間變慢了，因?yàn)楦绺缃?jīng)歷了加速和減速過(guò)程，而弟弟沒(méi)有（這里就不詳述了，從狹義相對(duì)論分析有點(diǎn)復(fù)雜，廣義相對(duì)論就很容易理解）。

到了這里，你或許應(yīng)該明白了，原來(lái)時(shí)間和速度兩個(gè)看起來(lái)毫不相干的東西，竟然有如此密切的聯(lián)系，我們可以簡(jiǎn)單這樣說(shuō)：時(shí)間，因光速而存在！

如何理解這句話(huà)？

宇宙萬(wàn)物都在不停地運(yùn)動(dòng)中，而運(yùn)動(dòng)其實(shí)就是位置的變化，也就是速度，而這只是宏觀的表現(xiàn)。從微觀層面來(lái)講，萬(wàn)物都是由微觀粒子構(gòu)成的，位置的變化其實(shí)也是微觀粒子狀態(tài)的改變，而時(shí)間恰恰就是用來(lái)描述狀態(tài)變化快慢的物理量。

還有很重要的一點(diǎn)：何為快慢？在我們?nèi)粘Ｉ钪�，快和慢（速度）必須有一個(gè)參照系，否則就無(wú)法衡量速度的快慢。但只有一個(gè)例外，那就是光速。

光速不需要任何參照系，或者說(shuō)光速在任何參照系下都是光速。光速就像一把宇宙標(biāo)尺，可以用來(lái)衡量其他速度的快慢。光速就是大自然的內(nèi)在固有秉性。在真空中的光速，只與真空的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)有關(guān)，其他任何東西都不會(huì)影響光速。

說(shuō)到這里，需要延伸一下，看看你是否真的了解“時(shí)間膨脹效應(yīng)”！

時(shí)間膨脹效應(yīng)（鐘慢效應(yīng)）其實(shí)暗示了一個(gè)非常驚人的事實(shí)：宇宙中的萬(wàn)事萬(wàn)物在時(shí)空中的運(yùn)動(dòng)速度其實(shí)都是光速！

是不是有點(diǎn)懵逼？

愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論表明物體的速度不可能超越光速，這不明顯違反相對(duì)論了嗎？

確實(shí)很違反我們的直覺(jué)，但關(guān)鍵點(diǎn)就在于“時(shí)空”兩字。我們平時(shí)所說(shuō)的速度都是空間里的概念，說(shuō)白了都是空間里的位移（距離）除以時(shí)間，得到的結(jié)果就是速度，這種速度當(dāng)然不可能超越光速。

但是在時(shí)空里（四維時(shí)空）一切都大不一樣，時(shí)空和空間雖然只有一字之差，但結(jié)果有本質(zhì)的區(qū)別。

時(shí)空，包括三維空間坐標(biāo)和時(shí)間坐標(biāo)，在狹義相對(duì)論中，空間和時(shí)間坐標(biāo)是平等的。

舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，每當(dāng)夜深人靜，你躺在床上熟睡中，一動(dòng)不動(dòng)，在三維空間里，你肯定是靜止的，你的速度為零（相對(duì)地球）。但在四維時(shí)空里則完全不同，雖然你空間的坐標(biāo)沒(méi)有動(dòng)，但你的時(shí)間坐標(biāo)一直在流動(dòng)，一直在向前飛逝，你的時(shí)間維度的速度就是光速。

在四維時(shí)空里，我們講的是事件，從一個(gè)事件到另一個(gè)事件，你的位移是四維位移，而不是三維空間位移。

明白這點(diǎn)，相信你肯定會(huì)有點(diǎn)感覺(jué)了。即使你呆在一個(gè)地方一動(dòng)不動(dòng)，但你在時(shí)間維度上仍舊有速度，這個(gè)速度就是光速。

而一旦你在空間上有速度（比如你不再一動(dòng)不動(dòng)，而是跑起來(lái)），這個(gè)空間上的速度會(huì)帶來(lái)什么結(jié)果呢？

相信有人肯定想到了，對(duì)了，空間上的速度會(huì)帶來(lái)“時(shí)間膨脹效應(yīng)”（鐘慢效應(yīng)）！

言外之意，如果你在空間上有速度之后，你的時(shí)間就開(kāi)始變慢了，你的空間速度越快，時(shí)間就變得越慢。通俗地講，當(dāng)你在空間維度上有速度時(shí)，時(shí)間維度的速度就會(huì)變慢！

如果你空間上的速度達(dá)到光速，時(shí)間維度的速度就會(huì)變?yōu)榱悖簿褪俏覀兺ǔＫf(shuō)的“時(shí)間靜止”了！

再往深了挖掘，其實(shí)就相當(dāng)于把光速C分解為時(shí)間和空間兩個(gè)速度，無(wú)論時(shí)間和空間的速度如何改變，它們的“總和”（也就是光速）不會(huì)改變。就像一個(gè)直角三角形那樣，斜邊是光速C，兩個(gè)直角邊分別是時(shí)間和空間的速度！

這也說(shuō)明了一點(diǎn)：靜止的你時(shí)間流逝速度會(huì)更快，也就是說(shuō)會(huì)老得更快，運(yùn)動(dòng)起來(lái)會(huì)讓時(shí)間流逝速度變慢！不過(guò)由于不管我們?nèi)绾芜\(yùn)動(dòng)，我們的速度相對(duì)光速都太慢了，所以“時(shí)間膨脹效應(yīng)”完全可以忽略不計(jì)。