愛因斯坦著名的狹義相對論告訴我們：速度越快時間就越慢，達到光速時間就靜止。這就是所謂的“時間膨脹效應”（鐘慢效應）。

雖然狹義相對論已經誕生了一百多年了，但很多人對時間膨脹不是很理解：時間膨脹，膨脹的到底是什麼呢？為什麼會出現時間膨脹效應呢？

愛因斯坦創建相對論的一個基礎就是相對時空觀，他推翻了牛頓的絕對時空觀（靜止時空觀），認為時間和空間并不是絕對的，而是相對的，嚴格來講每個人體驗到的時間流逝和空間距離都不一樣，這是很多人難以接受的地方。

就好比在現實生活中，按照牛頓經典力學诠釋，我們每個人感受到的一秒都應該是一樣長的，這也很符合我們的生活經驗和感受。但按照狹義相對論诠釋就不是那麼回事了，你的一秒和我的一秒并不一樣長，隻不過差異太小了，我們根本感受不到這種差異。

其實時間膨脹也有兩種情況，速度和引力都可以引起時間膨脹，對應的分别是狹義相對論和廣義相對論，用公式表達就是：

速度引起的時間膨脹（狹義相對論）：t'=t/√[1-（v/c)²，速度越快時間膨脹效應就越明顯。

引力（質量）引起的時間膨脹（廣義相對論）：t'=t*√(1-2GM/rc²，引力（質量）越大，時間膨脹效應就越明顯。

除了速度和引力，從上面兩個公式能夠看出，時間膨脹效應與光速C也是息息相關的，光速C是一個常數，真空速度是30萬公裡每秒。

這裡，上面強調的“常數”很重要。在我們的固有觀念裡，速度都必須有一個參照系才有意義，一般情況下我們都會默認地面為參照系，比如說汽車時速是100公裡，參照系就默認為地面。

但光速不是這樣的，光速是恒定的，它不需要參照系，或者說在任何參照系下光速都是恒星不變的，這就是光速不變原理。

舉個例子，你乘坐一艘飛船在太空飛行，速度為0.5C，你打開手電筒。在地球上的我眼裡，手電筒發出的光的速度是多少呢？

按照我們傳統思維裡的速度疊加計算，手電筒發出的光的速度應該是飛船速度加上光的速度，也就是1.5C。但實際上并不是1.5C，而仍舊是C，也就是光速。

平時我們用到的速度疊加公式其實就是伽利略變換，隻适用于低速世界。一旦到了亞光速世界，就必須用更精确的洛倫茲變換了：V=(V1 V2)/(1 V1xV2/C^2)。從該公式中可以看出，當V1和V2很小的時候，公式就可以簡化為V=V1 V2，這就是伽利略變換。

所以，伽利略變換隻是洛倫茲變換在低速世界的近似值，是一個特例。

光速不變原理，告訴我們一個道理，宇宙中什麼都是相對的，但唯獨光速是絕對的，光速就好像宇宙的一個标尺，一個絕對标杆。

從邏輯上也能理解，如果什麼都是相對的，沒有一個絕對标尺，我們的世界就會陷入“混亂”，既然都是一切都是相對的，就不應該有“對錯”，在描述世界運動規律的時候，我們就會陷入迷茫中。但光速的絕對性一下讓我們豁然開朗：原來我們可以用光速衡量一切。

正如剛才所說，在任何參照系任何運動狀态下觀察到的光速都是一樣的。到這裡你也許隐隐約約感受到了什麼。

沒錯，既然在不同的參照系不同的運動狀态下觀察到的光速都是一樣的，這說明肯定有某些東西是不一樣的，這樣才能保證光速的絕對性。

“某些不一樣的東西”就是時間和空間，也隻能是時間和空間。

也就是說，在不同的參照系下，時間和空間會發生改變，這就是所謂的“時間膨脹效應”和“尺縮效應”。

舉個時間膨脹的例子。

如果按照牛頓絕對時空觀诠釋，觀測一光年外的星球，看到的肯定是一年之前的場景。但如果乘坐50%光速飛行的飛船，就能看到星球上更早的場景。

這裡需要強調一下，“坐上飛船的一瞬間”就能看到星球更早的場景。打個比方，你我和飛船都在地球上，我登上飛船，假設飛船的速度能瞬間達到50%光速，在飛船起飛的瞬間（還沒有離開地球），我就能看到1光年外星球更早的場景，而你就看不到。我們都在地球上，但看到的場景是不一樣的！

在你看來，我乘坐的飛船飛行兩年才能到達該星球，但對于我來講，隻需要一年多就可以到達（大約1.73年）。

也就是說，我的時間“膨脹”了。

廣義相對論中，引力引起的時間膨脹效應同樣如此。

速度和引力引起的時間膨脹并不是想象出來的，早就真實存在于我們日常生活中了。

最直觀的例子就是我們每天使用的導航定位系統。由于天上的衛星速度很快（時間會變慢），受到的引力更小（時間會變快），綜合算下來衛星上的時間就比地面時間要快一些。所以必須對衛星時間進行校正，才能保證與地面時間一緻，否則導航定位系統會徹底失效！

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